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WO2020007775A1 - Aktivstoffe für hochviskose wasch- und reinigungsformulierungen - Google Patents

Aktivstoffe für hochviskose wasch- und reinigungsformulierungen Download PDF

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Publication number
WO2020007775A1
WO2020007775A1 PCT/EP2019/067540 EP2019067540W WO2020007775A1 WO 2020007775 A1 WO2020007775 A1 WO 2020007775A1 EP 2019067540 W EP2019067540 W EP 2019067540W WO 2020007775 A1 WO2020007775 A1 WO 2020007775A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carbon atoms
particularly preferably
general formula
washing
weight
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2019/067540
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Neubauer
Jens Hildebrand
Dirk Kuppert
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.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Operations GmbH
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 Evonik Operations GmbH filed Critical Evonik Operations GmbH
Priority to BR112020026982-4A priority Critical patent/BR112020026982B1/pt
Priority to US17/257,661 priority patent/US11692153B2/en
Priority to EP19734091.2A priority patent/EP3818137B1/de
Priority to CN201980045191.4A priority patent/CN112368362B/zh
Priority to ES19734091T priority patent/ES2936215T3/es
Publication of WO2020007775A1 publication Critical patent/WO2020007775A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • C11D3/0005—Other compounding ingredients characterised by their effect
    • C11D3/001—Softening compositions
    • C11D3/0015—Softening compositions liquid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
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    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/38—Cationic compounds
    • C11D1/645—Mixtures of compounds all of which are cationic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/43—Solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
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    • C11D1/38—Cationic compounds
    • C11D1/62—Quaternary ammonium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
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    • C11D11/0094—Process for making liquid detergent compositions, e.g. slurries, pastes or gels
    • 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

Definitions

  • the invention relates to special active ingredients for the production of highly viscous washing and
  • Cleaning formulations in particular fabric softeners, a process for their preparation and washing and cleaning formulations containing said active ingredients.
  • the high viscosity of the products according to the invention can be achieved despite the low concentration of active substances and without the use of additional thickeners.
  • washing and cleaning formulations in particular fabric softeners, are in demand, which have low active contents, i.e. low content of quaternary ammonium compounds, high viscosity.
  • DE2928603 discloses so-called “hybrid” quats, among other things. These are characterized in that, in addition to alkanol and alkanol ester residues, they also have a long-chain alkyl residue.
  • the hybrid quats of DE2928603 are said to give the laundry a pleasant soft feel. Viscosities of the fabric softener produced with these hybrid quats are not specified in DE 2928603. However, there is an indication that the viscosity of other substances and auxiliaries must be added to the fabric softener. Such addition of auxiliaries, in particular thickeners, is common in the prior art, but has ecological and economic disadvantages.
  • WO 2016/055341 describes active substances comprising bis (2-hydroxypropyl) dimethylammonium methyl sulfate fatty acid esters with which aqueous and storage-stable
  • Fabric softener formulations with high viscosity can be produced.
  • a disadvantage of these active substances is that relatively large amounts have to be used to increase the viscosity.
  • the object of the present invention was therefore to provide new active substances and new washing and cleaning formulations, in particular fabric softener formulations, which do not have the disadvantages of the prior art or only have them to a reduced extent.
  • the washing and cleaning formulations should have a sufficiently high viscosity at the low active content required solely through the active substances according to the invention.
  • the fabric softener products according to the invention are intended to have an at least comparable fabric softening effect to products of the prior art.
  • Another object can be seen in providing washing and cleaning formulations, in particular fabric softener products, which are biodegradable.
  • active substances are understood to mean compositions comprising mixtures of esterquats of the general formula I defined in more detail below. The activity of these esterquats is demonstrated, among other things, by their thickening effect, but also by their fabric softening effect.
  • the active substances can consist exclusively of esterquats of the general formula I, but they can also, for example for better handling, be diluted with a solvent. "Washing and cleaning formulations" includes all types of washing and
  • washing and cleaning formulations understood in which esterquats are commonly used. These are preferably fabric softener formulations.
  • the washing and cleaning formulations according to the invention can contain the active substances according to the invention, but can also consist only of them. In addition to the active substances according to the invention, they usually also contain at least one perfume oil and water.
  • high viscosity means a viscosity of more than 500 mPas, preferably more than 750 mPas, particularly preferably more than 1000 mPas.
  • washing and cleaning formulation with “low active content” is understood to mean a washing and cleaning formulation which has a total active ingredient content of less than 5% by weight, particularly preferably less than 3% by weight, based on the overall composition of the washing and
  • the active substances according to the invention contain mixtures of special ester quats of the general formula I defined in more detail below. Their use has resulted in fabric softener formulations which, despite their low active substance content, have a high viscosity.
  • the viscosities were at least 10% above the maximum 500 mPas achieved in the prior art and ranged up to 2400 mPas. It was thus made possible solely by using the active substances according to the invention, the viscosity of the
  • esterquats used according to the invention enable the production of ecologically advantageous washing and cleaning formulations.
  • washing and cleaning formulations according to the invention can also be prepared without the addition of thickeners with a high viscosity and a low content of active substances. This increases the ecological, but also brings economic advantages. However, the fact that the washing and cleaning formulations according to the invention can be produced without the addition of thickeners does not fundamentally preclude their use.
  • the present invention thus relates to active substances as claimed in claim 1 and to a process for their preparation as claimed in claim 6
  • Cleaning formulation preferably fabric softener formulation, containing the active substances according to the invention as claimed in claim 7 and the use of
  • the present invention relates in particular to active substances for the preparation of washing and cleaning formulations, preferably fabric softener formulations, which are characterized in that they are a mixture of several quaternary ammonium salts of the general formula I)
  • R 1 is a linear or branched hydrocarbon radical with an iodine number less than or equal to 10, preferably less than or equal to 8, particularly preferably from 0 to 5, having 10 to 32 carbon atoms, preferably 12 to 22 carbon atoms, particularly preferably 14 to 20 carbon atoms and in particular 16 to 18 carbon atoms .
  • R 2 , R 4 independently of one another, identical or different, selected from the group of double-bonded, preferably linear, hydrocarbon radicals having 1 to 4
  • Carbon atoms preferably methylene, ethylene, and n-propylene, particularly preferably ethylene,
  • R 3 is hydrogen or an acyl residue of a fatty acid with a chain length of 8 to 32
  • Carbon atoms preferably 12 to 22 carbon atoms, in particular 14 to 18 carbon atoms,
  • R 5 identical or different from R 3 , hydrogen or acyl radical of a fatty acid with a chain length of 8 to 32 carbon atoms, preferably 12 to 22 carbon atoms, in particular 14 to 18 carbon atoms,
  • R 6 hydrocarbon radical having 1 to 4 carbon atoms, preferably methyl or ethyl, particularly preferably methyl,
  • R 1 , R 2 and R 4 have the same meaning as in formula I, with one or more fatty acids corresponding to R 3 and R 5 , in a molar ratio of the sum of all the amines of the general formula II) to the sum of all the fatty acids of 0.8 to 1.5, preferably 0.8 to 1.4, particularly preferably 0.85 to 1.3, and very particularly preferably 0.9 to 1.2.
  • Active substances according to the invention with significantly lower thickening ability.
  • An excessively high molar ratio leads to the same effect, i.e. to a decrease in thickening ability.
  • the inventors surprisingly found that the alkyl radical R 1 should have a high mobility, ie a small number of double bonds, preferably no double bonds. This is demonstrated in the examples when comparing R 1 tallow (see
  • Comparative examples V3 to V6) with R 1 hydrogenated tallow shown.
  • the proportion of double bonds in R 1 is expressed by the iodine number.
  • the radicals R 1 used according to the invention have an iodine number of less than or equal to 10, preferably less than or equal to 8, particularly preferably from 0 to 5.
  • R 1 is preferably a hydrocarbon radical which represents the hydrocarbon radical of fatty alcohols.
  • a "hydrocarbon residue of fatty alcohol" in connection with the present earth invention is the remaining structure after deletion of the OH group of the fatty alcohol.
  • a preferred radical R 1 is a hydrocarbon radical of an unbranched or branched monoalcohol with an alkyl group of 10 to 22 carbon atoms. Preferred radicals R 1 are
  • Gadoleyl alcohol and mixtures thereof, in particular technical mixtures, preferably technical stearyl, palmityl or hydrogenated tallow fatty alcohols having 12 to 22, preferably 14 to 20 carbon atoms, and monounsaturated fatty alcohols such as oleyl alcohol, elaidyl alcohol, delta-9 cis-hexadecenol, delta-9-octadecenol, trans-delta-9-octadecenol, cis-delta-1 1-octadecenol, trans-10, cis-12-hexadecadien-1-ol, octacosa-10, 19-dien-1 -ol wherein hydrocarbon residues from mixtures of stearyl or hydrogenated tallow fatty alcohols with 14 to 22, particularly preferably 14 to 18 and very particularly preferably 16 to 18
  • Carbon atoms are particularly preferred.
  • the iodine number is the average iodine number of the mixture.
  • the fatty acids described below ie the radicals R 3 and R 5 . Since the quats of the general formula I are obtained by reacting one or more amine (s) of the general formula II) defined above with one or more fatty acids corresponding to R 3 and R 5 , in the molar ratio defined above, it follows that some of the OH groups of the amine are retained as such. This is important to ensure the correct polarity of the quats.
  • R 3 and R 5 can either be both acyl or both H or one of both acyl and one H. If the radicals R 3 and R 5 are both acyl radicals, they are preferably acyl esters of the same fatty acid or
  • Preferred fatty acids for R 3 and R 5 are selected from
  • Vegetable or tallow fatty acids preferably with an iodine number of 0 to 50, particularly preferably 5 to 45, very particularly preferably 10 to 25,
  • Vegetable or tallow fatty acids with an iodine number less than or equal to 10, preferably less than or equal to 8, particularly preferably from 0 to 5,
  • R 2 and R 4 are preferably identical and preferably both equal C2H4 or both equal C3H6, particularly preferably both equal C2H4.
  • Particularly preferred active substances according to the invention are mixtures quaternary
  • R 1 is a linear alkyl radical having 14 to 20, preferably 16 to 18 carbon atoms with an iodine number less than 8, preferably less than or equal to 5,
  • R 2 , R 4 are equal to C2H4,
  • R 3 , R 5 independently of one another, identical or different, identical to hydrogen or an acyl radical of a fatty acid with a chain length of 12 to 22 carbon atoms, preferably 16 to 18 carbon atoms,
  • R 6 is methyl or ethyl, preferably methyl
  • X methyl sulfate or ethyl sulfate, preferably methyl sulfate
  • the active substances according to the invention result in the washing and cleaning formulations thus produced, preferably fabric softener formulations, having high viscosities even at low contents of these active substances and without additional thickeners.
  • the washing and cleaning formulations according to the invention are preferred Fabric softener formulations thus contain the active substances according to the invention preferably in an amount of 1% by weight to 6% by weight, particularly preferably 2% by weight to 5% by weight, the weight percent based on the total composition.
  • the washing and cleaning formulations can be preferred
  • Fabric softener formulations water and other additive and / or auxiliary, e.g. selected from the group of emollients, pearlescent additives, dyes, insect repellents,
  • Cleaning formulations may be included.
  • the amounts of the respective additives depend on the intended use.
  • Typical frame formulations for the respective applications are known in the art and are contained, for example, in the brochures of the manufacturers of the respective base and active ingredients. These existing formulations can usually be adopted unchanged. If necessary, the desired modifications can be made without complications by simple experiments for adaptation and optimization
  • the active substances according to the invention are preferably produced by a process which comprises the following steps:
  • step b) reaction of the amines from step a) with an alkylating agent selected from the group consisting of dimethyl sulfate and diethyl sulfate, for the preparation of quaternary ammonium salts of the formula (I).
  • an alkylating agent selected from the group consisting of dimethyl sulfate and diethyl sulfate, for the preparation of quaternary ammonium salts of the formula (I).
  • the active substance mixture obtained after step b) is preferably used for better handling in step
  • Such solvents are, for example, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1, 2- Ethylene glycol, 1, 2-propylene glycol, 1, 3-propylene glycol, dipropylene glycol, ethylene glycol ether or propylene glycol ether or mixtures thereof.
  • the active substances according to the invention particularly preferably consist only of the mixture contained after step b) or of the dilute mixture obtained after step c).
  • step b) or c) are preferred for the preparation of the washing and cleaning formulations according to the invention
  • Fabric softener formulations preferably processed as follows:
  • Water is placed in a stirred tank and heated to a temperature between 20 and 60 ° C.
  • the active ingredients are melted and brought to a temperature between 30 and 60 ° C.
  • the melt is introduced into the water reservoir with thorough stirring.
  • the dispersion thus obtained is cooled and optionally further additives, described in more detail below, are added.
  • the active substances according to the invention are used as active substances in washing and cleaning formulations. You can do this in principle in any washing and cleaning formulations. You can do this in principle in any washing and cleaning formulations.
  • washing and cleaning formulations which have a high viscosity and very particularly preferably in those which are said to have a high viscosity with a low active content.
  • washing and cleaning formulations are most preferably
  • Preferred fabric softener formulations according to the invention for household, industrial and institutional applications, containing at least one of the active substances according to the invention are detergents, laundry care products, disinfectant laundry detergents, heavy duty laundry detergents, mild detergents, wool laundry detergents, fabric softeners and impregnating agents, detergents, laundry care agents, heavy duty detergents, mild detergents, wool detergents, fabric softeners, fabric softeners
  • a fabric softener formulation according to the invention preferably contains the active substances according to the invention in an amount of 1% by weight to 5% by weight, preferably 2% by weight to 4% by weight, the% by weight based on the total formulation.
  • the remaining 100% by weight preferably consists of water and / or at least one additive and / or auxiliary, selected from the group of emollients, viscosity regulators, pearlescent additives, dyes,
  • compositions according to the invention can contain from 0.01 to 10% by weight, particularly preferably 0.1 to 5% by weight, based on the overall composition of the composition of one or more perfumes.
  • compositions according to the invention can contain from 0.001 to 0.1% by weight, particularly preferably from 0.002 to 0.05% by weight, of one or more dyes.
  • the fabric softener can contain a thickener known from the prior art, the thickeners known from WO 2007/125005
  • Polyurethane thickeners are preferred. Examples of suitable thickeners are TEGO ® Visco Plus 3030 (manufacturer Evonik Tego Chemie), Acusol ® 880 and 882 (manufacturer Rohm & Haas),
  • any defoamers known to be suitable for fabric softeners from the prior art can be used as defoamers.
  • suitable commercially available defoamers are Dow Corning ® DB-1 10A and TEGO ® Antifoam ® 7001 XP.
  • the compositions according to the invention can contain from 0.0001 to 0.05% by weight, preferably from 0.001 to 0.01% by weight, of one or more different defoamers.
  • the fabric softener from the prior art can contain known bactericidal and / or fungicidal active substances, water-soluble active substances being preferred.
  • suitable commercial bactericides are methylparaben, 2-bromo-2-nitro-1,3-propanediol, 2-methyl-4-isothiazolin-3-one and 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one.
  • the aqueous fabric softener contain an oxidation inhibitor as a preservative.
  • compositions according to the invention can contain from 0.0001 to 0.5, particularly preferably 0.001 to 0.2% by weight of one or more different preservatives.
  • compositions according to the invention can contain from 0.001 to 0.1% by weight, preferably 0.001 to 0.01% by weight, of one or more different oxidation inhibitors.
  • Typical frame formulations for the respective applications are known in the art and are contained, for example, in the brochures of the manufacturers of the respective base and active ingredients. These existing formulations can usually be adopted unchanged. If necessary, the desired modifications can be made without complications by simple experiments for adaptation and optimization.
  • the iodine number indicates how many grams of halogen, calculated as iodine, from 100 g of an examined sample are bound under the conditions of a method.
  • the measurement method according to Wijs according to DIN 53241-1: 1995-05 is used according to the invention.
  • the iodine number of the radical R 1 on the amine of the general formula (II) can be measured directly
  • the iodine number of the quaternary ammonium compound of the general formula (I) is measured by first saponifying acyl residues under alkaline conditions and the fatty acid and ammonium compound thus obtained according to known methods Separates methods.
  • the iodine number of R 1 from which
  • Ammonium compound, and that of the fatty acid can then be determined using the Wijs method.
  • the viscosity is measured using a Brookfield LVT viscometer and a spindle suitable for the viscosity range at a temperature of 25 ° C and 30 rpm. 6.
  • reaction water was caught in the outlet of the distillation bridge. After 2.5 hours, the vacuum was reduced to 20 mbar and the reaction continued for 1.5 hours.
  • the condensation product thus obtained had an acid number of 0.9 mg KOH / g and an amine number of 96.2 mg KOH / g.
  • the reaction mixture was cooled to 80 ° C. 186.2 g (1, 477 mol) of dimethyl sulfate were added dropwise with stirring in the course of one hour, the temperature being kept in a range from 80 ° -95 ° C. Then 120 g of anhydrous ethanol were added and the mixture was stirred at 80 ° C. for one hour.
  • the quat mixture thus obtained had an amine number of 3.1 mg KOH / g.
  • Table 4 shows various washing and cleaning formulations according to the invention as examples.
  • Quat mixtures were prepared and mixed with water, so that each formulation of 3% by weight Quat mixture (calculated on the solids content), 0.2% Perfume oil, and water ad 100% resulted.
  • the viscosity was determined in each case from the formulation obtained.
  • V3 with B7, V4 with B6, V5 with B7 and V6 with B2 show that the use of residues R 1 with an iodine number less than 10 instead of a residue R 1 with a high iodine number under otherwise identical conditions leads to significantly higher viscosities leads.
  • the comparison of V7 with B1 to B3 shows the influence of the molar ratio of fatty acid to amine. If this is too low, as in V7, a sufficient thickening effect is not achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft spezielle Aktivstoffe zur Herstellung hochviskoser Wasch- und Reinigungsformulierungen, insbesondere Wäscheweichspülern, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie besagte Wasch- und Reinigungsformulierungen. Die hohe Viskosität kann bei den erfindungsgemäßen Produkten trotz niedriger Konzentration an Aktivstoffen und ohne Einsatz zusätzlicher Verdicker erreicht werden.

Description

Aktivstoffe für hochviskose Wasch- und Reinigungsfomnulierungen
Die Erfindung betrifft spezielle Aktivstoffe zur Herstellung hochviskoser Wasch- und
Reinigungsfomnulierungen, insbesondere Wäscheweichspülern, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie Wasch- und Reinigungsformulierungen enthaltend besagte Aktivstoffe. Die hohe Viskosität kann bei den erfindungsgemäßen Produkten trotz niedriger Konzentration an Aktivstoffen und ohne Einsatz zusätzlicher Verdicker erreicht werden.
1. Stand der Technik
In regionalen Märkten wie zum Beispiel Brasilien, sind Wasch- und Reinigungsformulierungen, insbesondere Weichspüler, gefragt, die bei niedrigen Aktivgehalten, d.h. niedrigem Gehalt an quaternären Ammoniumverbindungen, eine hohe Viskosität aufweisen.
Allein durch Verwendung von quaternären Ammoniumverbindungen, nachfolgend auch„Quats“ oder „Esterquats“ genannt, wie z.B. Rewoquat WE 18, konnte die geforderte Viskosität bislang nicht erreicht werden. So konnten mit Triethanolamin-basierten Esterquats, wie zum Beispiel in der WO 2014/143182 A2, der DE 10 2010 030 217 A1 und der DE 197 43 687 C1 beschreiben, bei alleinigem Einsatz des Quats, nur Viskositäten von maximal 500 mPas erreicht werden.
In DE2928603 werden unter anderem sogenannte„Hybrid“-Quats offenbart. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie neben Alkanol- und Alkanolesterresten auch einen langkettigen Alkylrest aufweisen. Die Hybridquats der DE2928603 sollen der Wäsche einen angenehmen Weichgriff verleihen. Viskositäten der mit diesen Hybridquats hergestellten Weichspüler werden in der DE 2928603 nicht angegeben. Es findet sich jedoch der Hinweis, dass zur Einstellung u.a. der Viskosität weitere Substanzen und Hilfsmittel dem Weichspülmittel zugegeben werden müssen. Eine solche Zugabe von Hilfsmitteln, insbesondere von Verdickern, ist im Stand der Technik üblich, jedoch ökologisch sowie ökonomisch mit Nachteilen verbunden.
In der WO 2016/055341 werden Aktivstoffe, umfassend Bis-(2-hydroxypropyl)-dimethylammonium methylsulfat fettsäureester, beschrieben, mit denen wässrige und lagerstabile
Weichspülerformulierungen mit hoher Viskosität hergestellt werden können. Nachteilig an diesen Aktivstoffen ist, dass relativ große Mengen zur Viskositätserhöhung eingesetzt werden müssen.
In der US 2006/0264352 A1 werden Esterquat-enthaltende Weichspülerformulierungen mit hoher Viskosität beschrieben. Um die hohe Viskosität zu erreichen müssen langkettige Alkylamine als Viskositätsregler zugesetzt werden.
Es besteht daher ein Bedarf an neuen Aktivstoffen sowie an Wasch- und Reinigungsformulierungen, insbesondere Weichspülern, die die Nachteile des Standes der Technik nicht oder nur in verringertem Maße aufweisen, vorzugsweise, die den Einsatz von Verdicker obsolet machen können.
2. Aufgabe
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher neue Aktivstoffe sowie neue Wasch- und Reinigungsformulierungen, insbesondere Weichspülerformulierungen, bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht oder nur in verringertem Maße aufweisen.
In einer speziellen Aufgabe sollen die Wasch- und Reinigungsformulierungen ohne Zugabe zusätzlicher Verdicker, alleine durch die erfindungsgemäßen Aktivstoffe eine hinreichend hohe Viskosität bei dem gefordert niedrigen Aktivgehaltaufweisen.
In einer weiteren Aufgabe soll es möglich sein alleine durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Aktivstoffe die Viskosität von Wasch- und Reinigungsformulierungen in einem sehr breiten Spektrum einstellen zu können. Die erfindungsgemäßen Weichspüler Produkte sollen in einer weiteren bevorzugten Aufgabe eine zumindest vergleichbare Weichspülwirkung wie Produkte des Standes der Technik aufweisen.
Eine weitere Aufgabe kann darin gesehen werden Wasch- und Reinigungsformulierungen, insbesondere Weichspüler Produkte, bereitzustellen, die biologisch abbaubar sind.
Weitere nicht explizit genannte Aufgaben ergeben sich aus dem Gesamtzusammenhang der vorliegenden Beschreibung, Ansprüche und Beispiele.
3. Begriffsdefinitionen
Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird seien zunächst einige Begriffe definiert:
Unter„Aktivstoffen“ werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Zusammensetzungen enthaltend Gemische von Esterquats der unten näher definierten allgemeinen Formel I verstanden. Die Aktivität dieser Esterquats zeigt sich unter anderem durch ihre verdickende Wirkung, zum anderen aber auch durch ihre Weichspülwirkung. Die Aktivstoffe können ausschließlich aus Esterquats der allgemeinen Formel I bestehen, sie können aber auch, z.B. zum besseren Handling, mit einem Lösungsmittel verdünnt sein. Unter„Wasch- und Reinigungsformulierungen“ werden alle Arten von Wasch- und
Reinigungsformulierungen verstanden in denen üblicher Weise Esterquats Verwendung finden. Vorzugweise handelt es sich dabei um Weichspülerformulierungen. Die erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsformulierungen können die erfindungsgemäßen Aktivstoffe enthalten aber auch nur daraus bestehen. Üblicher Weise enthalten sie neben den erfindungsgemäßen Aktivstoffen zumindest noch ein Parfümöl und Wasser.
Unter„hohe Viskosität“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Viskosität von mehr als 500 mPas, bevorzugt mehr als 750 mPas, besonders bevorzugt mehr als 1000 mPas verstanden.
Unter Wasch- und Reinigungsformulierung mit„niedrigem Aktivgehalt“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Wasch- und Reinigungsformulierung verstanden, die einen Gehalt an erfindungsgemäßen Aktivstoffe in Summe von weniger als 5 Gew. %, besonders bevorzugt weniger als 3 Gew. %, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Wasch- und
Reinigungsformulierungen, aufweisen.
4. Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Überraschend wurde gefunden, dass Aktivstoffe nach Anspruch 1 und Wasch- und
Reinigungsformulierungen, insbesondere Weichspülerformulierungen, enthaltend diese Aktivstoffe, nach Anspruch 7, die gestellten Aufgaben lösen. Die erfindungsgemäßen Aktivstoffe enthalten Gemische spezieller Esterquats der weiter unten näher definierten allgemeinen Formel I. Durch deren Einsatz konnten Weichspülerformulierungen erhalten werden, die trotz niedrigem Aktivgehalt eine hohe Viskosität aufweisen. Die Viskositäten lagen mindestens 10 % über den im Stand der Technik maximal erreichten 500 mPas und reichten bis zu 2400 mPas. Es wurde somit alleine durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Aktivstoffe ermöglicht, die Viskosität der
Weichspülerformulierung in einem sehr breiten Spektrum, bei niedrigem Wirkstoffgehalt, einzustellen.
Dier erfindungsgemäß verwendeten Esterquats ermöglichen die Herstellung ökologisch vorteilhafter Wasch- und Reinigungsformulierungen.
Die erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsformulierungen können zudem ohne Zusatz von Verdickern mit hoher Viskosität bei niedrigem Gehalt an Aktivstoffen hergestellt werden. Das erhöht den ökologischen, bringt aber auch ökonomische Vorteile. Dass die die erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsformulierungen ohne Zusatz von Verdickern hergestellt werden können, schließt deren Einsatz jedoch nicht grundsätzlich aus.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit Aktivstoffe nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren deren Herstellung nach Anspruch 6. Weiterhin sind Gegenstand Wasch- und Reinigungsformulierung, bevorzugt Weichspülerformulierung, enthaltend die erfindungsgemäßen Aktivstoffe nach Anspruch 7 sowie die Verwendung der
erfindungsgemäßen Aktivstoffe nach Anspruch 8. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen beansprucht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Aktivstoffe zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsformulierung, bevorzugt Weichspülerformulierung, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie ein Gemisch mehrerer quaternärer Ammoniumsalze der allgemeinen Formel I)
R1
R3 - O - R2 - N+ - R4 - O - R5 xr
R6 allgemeine Formel I) mit
R1 ein linearer oder verzweigter Kohlenwasserstoffrest mit einer lodzahl kleiner gleich 10, bevorzugt kleiner gleich 8, besonders bevorzugt von 0 bis 5, aufweisend 10 bis 32 Kohlenstoffatome, bevorzugt 12 bis 22 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt 14 bis 20 Kohlenstoffatome und insbesondere 16 bis 18 Kohlenstoffatome,
R2, R4 unabhängig voneinander, identisch oder unterschiedlich, ausgewählt aus der Gruppe zweibindiger, bevorzugt linearer, Kohlenwasserstoffreste aufweisend 1 bis 4
Kohlenstoffatome, bevorzugt Methylen, Ethylen, und n-Propylen, besonders bevorzugt Ethylen,
R3 Wasserstoff oder Acylrest einer Fettsäure mit einer Kettenlänge von 8 bis 32
Kohlenstoffatomen, bevorzugt 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, insbesondere 14 bis 18 Kohlenstoffatomen,
R5 gleich oder verschieden von R3, Wasserstoff oder Acylrest einer Fettsäure mit einer Kettenlänge von 8 bis 32 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, insbesondere 14 bis 18 Kohlenstoffatomen,
R6 Kohlenwasserstoffrest aufweisend 1 bis 4 Kohlenstoffatome, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Methyl,
X Methylsulfat oder Ethylsulfat,
enthalten, wobei sich das Mengenverhältnis der quaternären Ammoniumsalze der allgemeinen
Formel I) im Gemisch dadurch ergibt, dass ein oder mehrere Amin(e) der allgemeinen Formel
Figure imgf000005_0001
allgemeine Formel II), wobei R1 , R2 und R4 die gleiche Bedeutung wie bei Formel I haben, mit einer oder mehreren zu R3 und R5 korrespondierenden Fettsäuren, im Molverhältnis der Summe aller Amine der allgemeinen Formel II) zur Summe aller Fettsäuren von 0,8 bis 1 ,5 , bevorzugt 0,8 bis 1 ,4, besonders bevorzugt 0,85 bis 1 ,3, und ganz besonders bevorzugt 0,9 bis 1 ,2 umgesetzt werden.
Wie in Vergleichsbeispiel V7 gezeigt, führt ein zu niedriges Molverhältnis zu nicht
erfindungsgemäßen Aktivstoffen mit deutlich niedrigerer Verdickungsfähigkeit. Ein zu hohes Molverhältnis führt zum gleichen Effekt, d.h. zu einer Abnahme der Verdickungsfähigkeit.
Auch die Wahl des Alkylierungsmittels zur Quaternisierung, insbesondere von X , hat einen entscheidenden Einfluss auf die Fähigkeiten der Quats zur Verdickung. Wie in den
Vergleichsbeispielen V1 und V2 gezeigt verdicken Quats mit X = CI wesentlich schlechter als solche mit X = MeSO
Schließlich haben die Erfinder überraschend herausgefunden, dass der Alkylrest R1 eine hohe Beweglichkeit haben sollte, d.h. eine geringe Zahl an Doppelbindungen, vorzugsweise keine Doppelbindungen. Dies wird in den Beispielen bei Vergleich von R1 = Talg (siehe
Vergleichsbeispiele V3 bis V6) mit R1 = hydriertem Talg gezeigt. Der Anteil an Doppelbindungen in R1 wird durch die lodzahl ausgedrückt. Die erfindungsgemäß verwendeten Reste R1 weisen eine lodzahl kleiner gleich 10, bevorzugt kleiner gleich 8, besonders bevorzugt von 0 bis 5 auf.
Bevorzugt ist R1 ein Kohlenwasserstoffrest, der den Kohlenwasserstoffrest von Fettalkoholen darstellt. Ein„Kohlenwasserstoffrest von Fettalkohol“ im Zusammenhang mit der vorliegenden Erdfindung ist die überbleibende Struktur nach Streichung der OH-Gruppe des Fettalkohols. Ein bevorzugter Rest R1 ist ein Kohlenwasserstoffrest von einem unverzweigten oder verzweigten Monoalkohol mit einer Alkylgruppe von 10 bis 22 C-Atomen. Bevorzugte Reste R1 sind
Kohlenwasserstoffreste von Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol,lsostearylalkohol, Anteisostearylalkohol, Eicosanol, Petroselinylalkohol, Guerbetalkohol, Arachylalkohol,
Gadoleylalkohol, sowie Mischungen davon, insbesondere von technischen Mischungen, vorzugsweise von technischen Stearyl,- Palmityl- oder hydrierte Talgfettalkohole mit 12 bis 22, vorzugsweise mit 14 bis 20 Kohlenstoffatomen, sowie von den einfach ungesättigten Fettalkoholen, wie Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Delta-9-cis-Hexadecenol, Delta-9-Octadecenol, trans-Delta-9- Octadecenol, cis-Delta-1 1-Octadecenol,trans-10,cis-12-Hexadecadien-1-ol, Octacosa-10, 19-dien- 1 -ol wobei Kohlenwasserstoffreste von Mischungen von Stearyl- oder hydrierten Talgfettalkohole mit 14 bis 22, besonders bevorzugt 14 bis 18 und ganz besonders bevorzugt 16 bis 18
Kohlenstoffatomen besonderes bevorzugt sind.
Werden als R1 Mischungen von Kohlenwasserstoffen von Fettalkoholen, insbesondere technische Mischungen, verwendet, so handelt es sich bei der lodzahl um die mittlere lodzahl des Gemisches. Gleiches gilt für die weiter unten beschriebenen Fettsäuren, d.h. die Reste R3 und R5. Da die Quats der allgemeinen Formel I durch Umsetzung von einem oder mehreren Amin(en) der oben definierten, allgemeinen Formel II) mit einer oder mehreren zu R3 und R5 korrespondierenden Fettsäuren, im oben definierten Molverhältnis, erhalten werden, ergibt sich, dass ein Teil der OH Gruppen des Amins als solche erhalten bleiben. Dies ist wichtig um die richtige Polarität der Quats sicherzustellen. Ferner ergibt sich daraus, dass bei der Reaktion eine Gemisch unterschiedlicher Quats der allgemeinen Formel I erhalten wird, in denen entweder beide OH-Gruppen oder nur eine OH-Gruppe oder keine OH-Gruppe verestert wird. Somit können R3 und R5 entweder beide gleich Acyl oder beide gleich H oder eine von beiden gleich Acyl und eine gleich H sein. Sind die Reste R3 und R5 beide Acylreste, so sind sie vorzugsweise Acylester der gleichen Fettsäure bzw.
Fettsäu rem isch u ng .
Bevorzugte Fettsäuren für R3 und R5 sind ausgewählt aus
- Plflanzlichen oder Talgfettsäuren, vorzugsweise mit einer lodzahl von 0 bis 50, besonders bevorzugt 5 bis 45 ganz besonders bevorzugt 10 bis 25,
Pflanzlichen oder Talgfettsäuren, mit einer lodzahl kleiner gleich 10, bevorzugt kleiner gleich 8, besonders bevorzugt von 0 bis 5,
den zu den oben als bevorzugt näher definierten Alkylresten R1 korrespondierenden Fettsäuren
R2 und R4 sind vorzugsweise identisch und bevorzugt beide gleich C2H4 oder beide gleich C3H6, besonders bevorzugt beide gleich C2H4.
Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Aktivstoffe sind Gemische quaternärer
Ammoniumverbindungen der allgemeinen Formel I), wobei die Reste R1 bis R6 und X ausgewählt sind aus folgenden Gruppen:
R1 ein linearer Alkylrest aufweisend 14 bis 20, bevorzugt 16 bis 18 Kohlenstoffatomen mit einer lodzahl kleiner 8, bevorzugt kleiner gleich 5,
R2, R4 gleich C2H4,
R3, R5 unabhängig voneinander, identisch oder unterschiedlich, gleich Wasserstoff oder ein Acylrest einer Fettsäure mit einer Kettenlänge von 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 16 bis 18 Kohlenstoffatomen,
R6 Methyl oder Ethyl, bevorzugt Methyl,
X Methylsulfat oder Ethylsulfat, bevorzugt Methylsulfat
Die erfindungsgemäßen Aktivstoffe führen dazu, dass die damit hergestellten Wasch- und Reinigungsformulierungen, bevorzugt Weichspülerformulierungen, bereits bei geringen Gehalten an diesen Aktivstoffen und ohne zusätzliche Verdicker hohe Viskositäten aufweisen. Die erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsformulierungen, bevorzugt Weichspülerformulierungen, beinhalten somit die erfindungsgemäßen Aktivstoffe vorzugsweise in einer Menge von 1 Gew.-% bis 6 Gew.-%, besonders bevorzugt von 2 Gew.-% bis 5 Gew, wobei sich die Gewichtsprozent auf die Gesamtzusammensetzung beziehen. Daneben können die Wasch- und Reinigungsformulierungen, bevorzugt
Weichspülerformulierungen, Wasser sowie weitere Additiv und/oder Hilfsstoff, z.B. ausgewählt aus der Gruppe der Emollients, Perlglanzadditive, Farbstoffe, Insektenrepellentien,
Konservierungsstoffe, Parfüme, Farbstoffe und Entschäumer in den Wasch- und
Reinigungsformulierungen enthalten sein. Die Mengen der jeweiligen Zusätze richten sich nach der beabsichtigten Verwendung.
Typische Rahmenrezepturen für die jeweiligen Anwendungen sind bekannter Stand der Technik und sind beispielsweise in den Broschüren der Hersteller der jeweiligen Grund- und Wirkstoffe enthalten. Diese bestehenden Formulierungen können in der Regel unverändert übernommen werden. Im Bedarfsfall können zur Anpassung und Optimierung die gewünschten Modifizierungen aber durch einfache Versuche komplikationslos vorgenommen werden
Die erfindungsgemäßen Aktivstoffe werden bevorzugt hergestellt nach einem Verfahren, das die folgenden Schritte umfasst:
a) Umsetzung von einem oder mehrerer Amin(en) der allgemeinen Formel (II),
Figure imgf000008_0001
allgemeine Formel (II), wobei R1 , R2 und R4 die gleiche Bedeutung wie oben haben, mit einer oder mehreren Fettsäure(n) mit einer Kettenlänge von 8 bis 32 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, im Molverhältnis der Summe aller Amine der allgemeinen Formel (II) zur Summe aller Fettsäuren von 0,8 bis 1 ,6, bevorzugt 0,8 bis 1 ,5, besonders bevorzugt 0,8 bis 1 ,5, ganz besonders bevorzugt 0,8 bis 1 ,4, speziell bevorzugt 0,85 bis 1 ,3, und ganz speziell bevorzugt 0,9 bis 1 ,2 umgesetzt werden
b) Umsetzung der Amine aus Schritt a) mit einem Alkylierungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Dimethylsulfat, und Diethylsulfat, zur Herstellung von quaternären Ammoniumsalzen der Formel (I). Vorzugsweise wird das nach Schritt b) erhaltene Aktivstoffgemisch zur besseren Handhabbarkeit in Schritt
c) mit 30 - 40 Gew%, bevorzugt 10 - 20 Gew%, eines wassermischbaren Lösemittels
verdünnt. Solche Lösemittel sind beispielsweise Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1 ,2- Ethyenglykol, 1 ,2-Propylenglykol, 1 ,3-Propylenglykol, Dipropylenglykol, Ethlyenglykolether oder Propylenglykolether oder Gemische davon.
Besonders bevorzugt bestehen die erfindungsgemäßen Aktivstoffe nur aus dem nach Schritt b) enthaltenen Gemisch oder dem nach Schritt c) erhaltenen verdünnten Gemisch.
Technologien zur Durchführung der Schritte a) und b) sind dem Fachmann an sich bekannt.
Die nach Schritt b) oder c) erhaltenen erfindungsgemäßen Aktivstoffe werden zur Herstellung der erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsformulierungen, bevorzugt
Weichspülerformulierungen, vorzugsweise wie folgt weiterverarbeitet:
Wasser wird in einem Rührbehälter vorgelegt und auf eine Temperatur zwischen 20 und 60 °C erwärmt. Die Aktivstoffe werden aufgeschmolzen und auf eine Temperatur zwischen 30 und 60 °C gebracht. Unter gutem Rühren wird die Schmelze in die Wasservorlage eingetragen. Die so erhaltene Dispersion wird abgekühlt und optional weitere, unten näher beschriebene Additive hinzugegeben.
Wie bereits erwähnt werden die erfindungsgemäßen Aktivstoffe als Wirkstoffe in Wasch- und Reinigungsformulierungen eingesetzt. Sie können dabei im Prinzip in jeder Wasch- und
Reinigungsformulierung eingesetzt werden in der üblicher Weise Quats eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt werden sie in Wasch- und Reinigungsformulierungen eingesetzt, die eine hohe Viskosität und ganz besonders bevorzugt in solchen, die eine hohe Viskosität bei niedrigen Aktivgehalt aufweisen sollen.
Am meisten bevorzugt handelt es sich bei den Wasch- und Reinigungsformulierungen um
Weichspüler. Bevorzugte erfindungsgemäße Weichspülerformulierungen für Haushalt, industrielle und institutioneile Anwendungen, enthaltend mindestens einen der erfindungsgemäßen Aktivstoffe, sind Waschmittel, Wäschepflegemittel Desinfektionswaschmittel, Vollwaschmittel, Feinwaschmittel, Wollwaschmittel, Weichspülmittel und Imprägniermittel, wobei Waschmittel, Wäschepflegemittel, Vollwaschmittel, Feinwaschmittel, Wollwaschmittel, Weichspülmittel, Imprägniermittel,
insbesondere Weichspülmittel besonders bevorzugt sind.
Eine erfindungsgemäße Weichspülerformulierung, enthält bevorzugt die erfindungsgemäßen Aktivstoffe in einer Menge von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt von 2 Gew.-% bis 4 Gew.-% wobei sich die Gew.-% auf die Gesamtformulierung beziehen. Die restliche Masse zu 100 Gew. % besteht bevorzugt aus Wasser und/oder mindestens einem Additiv und/oder Hilfsstoff, ausgewählt aus der Gruppe der Emollients, Viskositätsregulatoren, Perlglanzadditive, Farbstoffe,
Insektenrepellentien, Konservierungsstoffe, Parfüme, Farbstoffe und Entschäumer. Als Parfüm können alle für Weichspüler aus dem Stand der Technik als geeignet bekannte Duftstoffe oder Duftstoffmischungen eingesetzt werden, vorzugsweise in Form eines Parfümöles. Beispiele für Duft- bzw. Riechstoffe werden unter anderem in der DE 197 51 151 A1 , Seite 4, Zeile 1 1 - 17 offenbart. Insbesondere können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen von 0,01 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Zusammensetzung eines oder mehrerer Parfüme enthalten.
Als Farbstoffe können alle für Weichspüler aus dem Stand der Technik als geeignet bekannte Farbstoffe eingesetzt werden, wobei wasserlösliche Farbstoffe bevorzugt sind. Beispiele für geeignete wasserlösliche handelsübliche Farbstoffe sind SANDOLAN® Walkblau NBL 150 (Hersteller Clariant) und Sicovit® Azorubin 85 E122 (Hersteller BASF). Insbesondere können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen von 0,001 bis 0, 1 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,002 bis 0,05 Gew.-% eines oder mehrerer Farbstoffe enthalten.
Wie zuvor bereits erwähnt werden in den erfindungsgemäßen Wasch- und
Reinigungsformulierungen, insbesondere Weichspülerformulierungen, keine Viskositätsregler benötigt, da die Viskosität alleine mit Hilfe der erfindungsgemäßen Aktivstoffe eingestellt werden kann. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen dennoch andere Viskositätsregler zuzusetzen. So können als Viskositätsregulator zur Verringerung der Viskosität Alkalimetall- oder
Erdalkalimetallsalz, oder Gemische davon, vorzugsweise Calciumchlorid, bevorzugt in einer Menge von 0,05 bis 2 Gew.-% bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Zusammensetzung enthalten sein.
Als Viskositätsregler zur Erhöhung der Viskosität kann der Weichspüler einen aus dem Stand der Technik bekannten Verdicker enthalten, wobei die aus WO 2007/125005 bekannten
Polyurethanverdicker bevorzugt sind. Beispiele für geeignete Verdicker sind TEGO® Visco Plus 3030 (Hersteller Evonik Tego Chemie), Acusol® 880 und 882 (Hersteller Rohm & Haas),
Rheovis® CDE (Hersteller BASF), Rohagit® KF 720 F (Hersteller Evonik Rohm GmbH) und Polygel® K100 von Neochem GmbH.
Als Entschäumer können alle für Weichspüler aus dem Stand der Technik als geeignet bekannten Entschäumer eingesetzt werden. Beispiele für geeignete handelsübliche Entschäumer sind Dow Corning® DB-1 10A und TEGO® Antifoam® 7001 XP. Insbesondere können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen von 0,0001 bis 0,05 Gew.-%, bevorzugt von 0,001 bis 0,01 Gew.-% eines oder mehrerer unterschiedlicher Entschäumer enthalten.
Als Konservierungsmittel kann der Weichspüler aus dem Stand der Technik als geeignet bekannte bakterizide und/oder fungizide Wirkstoffe enthalten, wobei wasserlösliche Wirkstoffe bevorzugt sind. Beispiele für geeignete handelsübliche Bakterizide sind Methylparaben, 2-Brom-2-nitro-1 ,3- propandiol, 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on und 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on. Ebenso kann der wässrige Weichspüler als Konservierungsmittel einen Oxidationsinhibitor enthalten. Beispiele für geeignete handelsübliche Oxidationsinhibitoren sind Ascorbinsäure, 2,6-Di-tert-butyl-4- methylphenol (BHT), Butylhydroxyanisol (BHA), Tocopherol und Propylgallat. Insbesondere können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen von 0,0001 bis 0,5, besonders bevorzugt 0,001 bis 0,2 Gew.-% eines oder mehrerer unterschiedlicher Konservierungsmittel enthalten. Insbesondere können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen von 0,001 bis 0, 1 Gew.-%, bevorzugt 0,001 bis 0,01 Gew.-% eines oder mehrerer unterschiedlicher Oxidationsinhibitoren enthalten.
Die Mengen der jeweiligen Zusätze richten sich nach der beabsichtigten Verwendung.
Typische Rahmenrezepturen für die jeweiligen Anwendungen sind bekannter Stand der Technik und sind beispielsweise in den Broschüren der Hersteller der jeweiligen Grund- und Wirkstoffe enthalten. Diese bestehenden Formulierungen können in der Regel unverändert übernommen werden. Im Bedarfsfall können zur Anpassung und Optimierung die gewünschten Modifizierungen aber durch einfache Versuche komplikationslos vorgenommen werden.
5. Messmethoden
5.1 Bestimmung der lodzahl
Die lodzahl gibt an, wie viel Gramm Halogen, berechnet als Jod, von 100 g einer untersuchten Probe unter den Bedingungen einer Methode gebunden werden. Erfindungsgemäß angewendet wird die Messmethode nach Wijs gemäß nach DIN 53241-1 : 1995-05.
Während die lodzahl des Restes R1 am Amin der allgemeinen Formel (II) direkt gemessen werden kann, erfolgt die Messung der lodzahl der quaternären Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel (I) in dem man zunächst Acylreste alkalisch verseift und die so erhaltene Fettsäure und Ammoniumverbindung nach bekannten Methoden trennt. Die Jodzahl von R1 , aus der
Ammoniumverbindung, und die der Fettsäure kann dann mit der Methode nach Wijs entsprechend ermittelt werden.
5.2 Bestimmung der Viskosität der Wasch- und Reinigungsformulierungen
Die Messung der Viskosität wird mit einem Brookfield-Viskosimeter LVT und einer für den Viskositätsbereich geeigneten Spindel bei einer Temperatur von 25 °C und 30 U/min durchgeführt. 6. Beispiele
In den nachfolgend aufgeführten Beispielen wird die vorliegende Erfindung beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung, deren Anwendungsbreite sich aus der gesamten
Beschreibung und den Ansprüchen ergibt, auf die in den Beispielen genannten Ausführungsformen beschränkt sein soll.
6.1 Verwendete Ausgangsstoffe: 6.1.1 Amine der allgemeinen Formel II:
Tabelle 1 :
Figure imgf000012_0001
6.1.2 Fettsäuren:
Tabelle 2:
Figure imgf000012_0002
6.1.3 Alkylierungsmittel Tabelle 3:
Figure imgf000012_0003
6.2 Allgemeine Herstellungsvorschrift der quaternären Ammoniumverbindungen: Beispiel B1 :
571 , g (1 ,588 mol) Amin A1 wurden in einen Dreihalskolben mit Kolonne, Destillationsbrücke und Rührmotor gegeben und unter Stickstoffatmosphäre auf 80 °C aufgeheizt. Dazu wurden 352,2 g (1 ,271 mol) Fettsäure FS 3 gegeben sowie 0,46 g 50%ige wässerige Hypophosphorige Säure. Es wurde ein Vakuum von 100 mbar angelegt und vorsichtig auf 195 °C erwärmt, wobei
Reaktionswassser im Abgang der Destilliationsbrücke aufgefangen wurde. Nach 2,5 Stunden wurde das Vakuum auf 20 mbar verringert und über 1 ,5 Stunden weiterreagiert. Das so erhaltene Kondensationsprodukt hatte eine Säurezahl von 0,9 mg KOH/g und eine Aminzahl von 96,2 mg KOH/g. Die Reaktionsmischung wurde auf 80 °C abgekühlt. Unter Rühren wurden innerhalb einer Stunde 186,2 g (1 ,477 mol) Dimethylsulfat zugetropft, wobei die Temperatur in einem Bereich von 80 -95 °C gehalten wurde. Anschließend wurden 120 g wasserfreies Ethanol zugegeben und eine Stunde bei 80 °C nachgerührt. Die so erhaltene Quatmischung wies eine Aminzahl von 3,1 mg KOH/g auf.
Die weiteren Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden entsprechend dieser Vorschrift jedoch mit variierten Edukten bzw. variierten Mengenverhältnissen - jeweils wie in den nachfolgenden Tabellen 4 und 5 angegeben - durchgeführt. 6.3 Anwendungstests
In Tabelle 4 werden verschiedene erfindungsgemäße Wasch- und Reinigungsformulierungen beispielhaft angegeben. Dabei wurden jeweils, nach der Vorschrift unter 6.2, entsprechend den Angaben in Tabelle 4, Quat-Mischungen hergestellt und mit Wasser vermischt, so dass sich jeweils Formulierung aus 3 Gew. % Quat-Mischung (gerechnet auf den Feststoffgehalt), 0,2% Parfümöl, und Wasser ad 100% ergab. Von der erhaltenen Formulierung wurde jeweils die Viskosität bestimmt.
Tabelle 4:
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000014_0001
Zum Vergleich werden in Tabelle 5 nicht erfindungsgemäße Beispiele gezeigt in denen:
In V1 und V2 MeCI anstelle von DMS als Alkylierungsmittel
In V3 bis V6 das mit R1 gleich Tag mit einer Jodzahl von 18-22 substituierte Amin A2 anstelle des mit R1 gleich hydrierter Talg mit einer Jodzahl von < 1.0 substituierte Amins
A3
In V7 ein Amin mit einem Molverhältnis weniger als 0,8
verwendet wurde. Tabelle 5:
Figure imgf000014_0002
Die Vergleiche von V1 mit B2 und von V2 mit B6 zeigen, dass die Verwendung von DMS an Stelle von MeCI als Alkylierungsmittel erheblich zur Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung beiträgt.
Die Vergleiche von V3 mit B7, V4 mit B6, V5 mit B7 und V6 mit B2 zeigen, dass die Verwendung von Resten R1 mit einer lodzahl kleiner 10 anstatt eines Restes R1 mit hoher lodzahl, bei ansonsten identischen Bedingungen, zu signifikant höheren Viskositäten führt. Der Vergleich von V7 mit B1 bis B3 zeigt den Einfluss des Molverhältnisses von Fettsäure zu Amin. Ist dies zu niedrig, so wie in V7, so wird keine hinreichende Verdickungswirkung erzielt.

Claims

Ansprüche
1. Aktivstoff zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsformulierung, bevorzugt
Weichspülerformulierung, enthaltend
ein Gemisch mehrerer quaternärer Ammoniumsalze der allgemeinen Formel I)
Figure imgf000015_0001
allgemeine Formel I) mit
R1 ein linearer oder verzweigter Kohlenwasserstoffrest mit einer lodzahl kleiner gleich 10, bevorzugt kleiner gleich 8, besonders bevorzugt von 0 bis 5, aufweisend 10 bis 32 Kohlenstoffatome, bevorzugt 12 bis 22 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt 14 bis 20 Kohlenstoffatome und insbesondere 16 bis 18 Kohlenstoffatome,
R2, R4 unabhängig voneinander, identisch oder unterschiedlich, ausgewählt aus der
Gruppe zweibindiger, bevorzugt linearer, Kohlenwasserstoffreste aufweisend 1 bis 4 Kohlenstoffatome, bevorzugt Methylen, Ethylen, und n-Propylen, besonders bevorzugt Ethylen,
R3 Wasserstoff oder Acylrest einer Fettsäure mit einer Kettenlänge von 8 bis 32
Kohlenstoffatomen, bevorzugt 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, insbesondere 16 bis 18 Kohlenstoffatomen,
R5 gleich oder verschieden von R3, Wasserstoff oder Acylrest einer Fettsäure mit einer Kettenlänge von 8 bis 32 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 12 bis 22
Kohlenstoffatomen, insbesondere 16 bis 18 Kohlenstoffatomen,
R6 Kohlenwasserstoffrest aufweisend 1 bis 4 Kohlenstoffatome, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Methyl,
X Methylsulfat oder Ethylsulfat,
wobei
sich das Mengenverhältnis der quaternärer Ammoniumsalze der allgemeinen Formel I) im Gemisch dadurch ergibt, dass ein oder mehrere Amin(e) der allgemeinen Formel II)
Figure imgf000015_0002
allgemeine Formel II), wobei R1 , R2 und R4 die gleiche Bedeutung wie bei Formel I) haben, mit einer oder mehreren zu R3 und R5 korrespondierenden Fettsäuren, im Molverhältnis der Summe aller Amine der allgemeinen Formel II) zur Summe aller Fettsäuren von 0,8 bis 1 ,5 , bevorzugt 0,8 bis 1 ,4, besonders bevorzugt 0,85 bis 1 ,3, und ganz besonders bevorzugt 0,9 bis 1 ,2, umgesetzt werden.
2. Aktivstoff nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass einer oder beide Reste R2 und R4 gleich Ethylen sind.
3. Aktivstoff nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass in die Reste R3 und R5 sofern es sich um Acylreste handelt, Acylreste der gleichen
Fettsäure oder Fettsäuremischung sind.
4. Aktivstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gemisch quaternäre Ammoniumverbindungen der allgemeinen Formel I) enthält, mit
R1 ein linearer Alkylrest aufweisend 14 bis 20, bevorzugt 16 bis 18 Kohlenstoffatomen mit einer lodzahl kleiner 8, bevorzugt kleiner gleich 5,
R2, R4 gleich C2H4,
R3, R5 unabhängig voneinander, identisch oder unterschiedlich, Wasserstoff oder Acylrest einer Fettsäure mit einer Kettenlänge von 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 16 bis 18 Kohlenstoffatomen,
R6 Methyl oder Ethyl, bevorzugt Methyl,
X Methylsulfat oder Ethylsulfat.
5. Aktivstoff nach der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass R3 und R5, sofern es sich um einen Acylrest handelt, ausgewählt sind aus Acylresten von
- Pflanzlichen oder Talgfettsäuren, vorzugsweise mit einer lodzahl 0 bis 50, besonders bevorzugt 5 bis 4, und ganz besonders bevorzugt 10 bis 25
- Pflanzlichen oder Talgfettsäuren, mit einer lodzahl kleiner gleich 10, bevorzugt kleiner gleich 8, besonders bevorzugt von 0 bis 5,
6. Verfahren zur Herstellung eines Aktivstoffs, nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst
a) Umsetzung von einem oder mehreren Amin(en) der allgemeinen Formel II),
Figure imgf000017_0001
allgemeine Formel II), wobei R1 , R2 und R4 die gleiche Bedeutung wie in Anspruch 1 haben, mit einer oder mehreren Fettsäure(n) mit einer Kettenlänge von 8 bis 32 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, im Molverhältnis der Summe aller Amine der allgemeinen Formel II) zur Summe aller Fettsäuren von 0,8 bis 1 ,6, bevorzugt 0,8 bis 1 ,5, besonders bevorzugt 0,8 bis 1 ,5, ganz besonders bevorzugt 0,8 bis 1 ,4, speziell bevorzugt 0,85 bis 1 ,3, und ganz speziell bevorzugt 0,9 bis 1 ,2,
b) Umsetzung der Amine aus Schritt a) mit einem Alkylierungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Dimethylsulfat, zur Herstellung von quaternären
Ammoniumsalzen der Formel I)
sowie optional
c) Verdünnen des nach Schritt b) erhaltene Aktivstoffgemisch mit 30 - 40 Gew%, bevorzugt 10 - 20 Gew%, eines wassermischbaren Lösemittels, bevorzugt mit einem oder mehreren Lösungsmittels ausgewählt aus der gruppe bestehend aus Ethanol, 1- Propanol, 2-Propanol, 1 ,2-Ethyenglykol, 1 ,2-Propylenglykol, 1 ,3-Propylenglykol, Dipropylenglykol, Dipropylenglykol, Ethlyenglykolether oder Propylenglykolether.
7. Wasch- und Reinigungsformulierung, bevorzugt Weichspülerformulierung, enthaltend einen Aktivstoff, nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
8. Wasch- und Reinigungsformulierung, bevorzugt Weichspülerformulierung, nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie den Aktivstoff in einer Menge von 1 Gew.-% bis 6 Gew.-%, bevorzugt von 2 Gew.-% bis 5 Gew. %, wobei sich die Gewichtsprozente auf die
Gesamtzusammensetzung beziehen, enthält.
9. Wasch- und Reinigungsformulierung, bevorzugt Weichspülerformulierung, nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Viskosität von mehr als 500 mPas, bevorzugt mehr als 750 mPas, besonders bevorzugt mehr als 1000 mPas, gemessen mit einem
Brookfield-Viskosimeter LVT und einer für den Viskositätsbereich geeigneten Spindel bei einer Temperatur von 25 °C und 30 U/min, aufweist.
10. Verwendung mindestens eines Aktivstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als oder in
Wasch- und Reinigungsformulierungen, insbesondere als Weichspüler oder in
Weichspülern.
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