專(zhuān)利名稱：能形成水乳液濃縮物的粒狀織物軟化劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及織物軟化組合物，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及當(dāng)被添加到水中時(shí)能很快形成水乳液和/或水分散液的粒狀組合物。
長(zhǎng)久以來(lái)人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，某些化合物具有賦于織物以柔軟性的能力。這些化合物，通常被稱為“柔軟劑”、“織物軟化劑”、或“軟化劑”，已被紡織業(yè)和家庭主婦在洗滌時(shí)應(yīng)用，以軟化成品織物，由此使織物摸起來(lái)感到平滑、柔軟和膨松。除了良好的柔軟性外，這種織物常常還具有靜電吸附性減少和易于熨平的特點(diǎn)。
通常以組合物形式被個(gè)體消費(fèi)者使用的軟化劑為陽(yáng)離子表面活性劑化合物，最常見(jiàn)的是具有至少為兩個(gè)長(zhǎng)烷基鏈的季銨化合物，例如，二硬脂酰二甲基氯化銨。處于軟化化合物表面的正電荷促使其本身沉積在織物基體上，因?yàn)榭椢锉砻嫱ǔв胸?fù)電荷。
然而，盡管上述的陽(yáng)離子化合物當(dāng)被施用于漂洗液中時(shí)是非常有效的軟化劑，但是它們不能以很快分散形成被個(gè)體消費(fèi)者所喜用的濃縮水乳液/分散液的粒狀形式供應(yīng)。含具有長(zhǎng)烷基鏈的陽(yáng)離子化合物的顆粒，當(dāng)被加到水中時(shí)，容易形成高粘性的/不能分散相而不是分散液。本發(fā)明提供的粒狀軟化組合物使用非離子軟化劑，這類(lèi)組合物提供由稀的水溶液到織物表面的卓越的沉積作用，并且，出人意料的是，它們能被個(gè)體消費(fèi)者通過(guò)將其與自來(lái)水的簡(jiǎn)單混合而形成慣用的濃縮的水乳液/分散液。以顆粒形式銷(xiāo)售和被消費(fèi)者用來(lái)形成通用型的典型的含水、液態(tài)、漂洗時(shí)加入的織物軟化劑的組合物被公開(kāi)在1978年12月5日頒發(fā)的Barford和Benjamin的美國(guó)專(zhuān)利4128484號(hào)(用作織物軟化劑組合物)和在1978年11月21日頒發(fā)的Goffinet和Leclercq的美國(guó)專(zhuān)利4126562號(hào)(用作織物處理組合物)中，此處將所說(shuō)的二專(zhuān)利編入供參考。這樣的粒狀組合物與現(xiàn)有的液態(tài)產(chǎn)品相比在環(huán)境保護(hù)方面具有很大的好處，因?yàn)榱町a(chǎn)品可以用基本上可生物降解的硬紙板箱包裝，而不必被裝在慢得多降解的塑料瓶中。
另外，還知道各種乙氧基化的醇類(lèi)在紡織潤(rùn)滑組合物中是有效的(參見(jiàn)1973年11月20日頒發(fā)的Cohen等人的美國(guó)專(zhuān)利第3773463號(hào))。
使用各種脫水山梨糖醇酯化合物或其衍生物處理織物也是已知的(參見(jiàn)Atlas Powder公司報(bào)告第9號(hào)，“Industrial Emulsion with Atlas Suvfactants”，1953;1949年2月8日頒發(fā)的Eisen的美國(guó)專(zhuān)利第4261043號(hào);1954年1月12日頒發(fā)的Simon等人的美國(guó)專(zhuān)利第2665443號(hào);1972年3月28日頒發(fā)的Karg的美國(guó)專(zhuān)利第3652419號(hào);以及1974年8月6日頒發(fā)的Crossfield的美國(guó)專(zhuān)利第3827114號(hào))。
1974年2月19日頒發(fā)的Okazaki和Miamura的美國(guó)專(zhuān)利第3793196號(hào)，涉及一種乳液形式的軟化組合物，在該組合物中，活性軟化組分為季銨鹽和高級(jí)醇，非離子乳化劑體系包括山梨糖醇酐脂肪酸酯和被用來(lái)穩(wěn)定和調(diào)整乳液粘度的聚氧乙烯烷基醚。
1956年2月21日頒發(fā)的Waitkus的美國(guó)專(zhuān)利第2735790號(hào)公開(kāi)一種比較復(fù)雜的四組分物系，它包括非離子酯和專(zhuān)門(mén)類(lèi)型的季銨化合物，此物系用于處理聚丙烯腈纖維是有效的。
1978年4月18日頒發(fā)的Murphy等人的美國(guó)專(zhuān)利第4085052號(hào)和1977年5月10日頒發(fā)的Zaki等人的美國(guó)專(zhuān)利第4022938號(hào)，涉及供加入到干衣機(jī)用的物品，這些物品是用山梨糖醇酐酯或山梨糖醇酐酯與陽(yáng)離子化合物的混合物浸漬過(guò)的;或者換句話說(shuō)，這些物品含山梨糖醇酐酯或山梨糖醇酐酯與陽(yáng)離子化合物的混合物。
1983年7月26日頒發(fā)的Strauss的美國(guó)專(zhuān)利第4395342號(hào)公開(kāi)供加入到洗滌過(guò)程的漂洗操作用的固態(tài)織物軟化劑組合物。
在此編入所有上述專(zhuān)利供參考。
本發(fā)明是基于以下的發(fā)現(xiàn)某些非離子織物軟化劑，諸如山梨糖醇酐酯，當(dāng)它與某些單一長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑化合物均勻結(jié)合形成粒子，例如顆粒時(shí)，它們可被個(gè)體消費(fèi)者添加到水中，形成用于軟化織物的有效的濃的水乳液/分散液。這樣的含合適非離子軟化劑和合適陽(yáng)離子化合物的均勻顆粒，當(dāng)其與水一起相混時(shí)很快被乳化/分散。例如，可以配制成在溫度不高于80℃左右的水中在約三十分鐘內(nèi)分散而形成濃分散液的這樣的組合物，如下文所述，其粒度不大于約10微米。
雖然這種顆粒能被直接加到，例如，漂洗水中形成稀釋的織物處理浴，但是當(dāng)被用來(lái)配制成水濃縮物時(shí)，組合物具有高得多的效力。在低水溫時(shí)，需15分鐘時(shí)間以形成想望的小粒度的稀乳液/分散液，這段時(shí)間一般長(zhǎng)于普通自動(dòng)洗滌機(jī)的漂洗周期。
顆粒的粒度(直徑)應(yīng)在約50與約1000微米之間，優(yōu)選的粒度在約50與約400微米之間，就形成水濃縮液而言由此能得到良好的性能。在水濃縮液中，形成非常小的乳液/分散液粒子，這種粒子在其外表面具有適當(dāng)?shù)恼姾煞植?，可使其很好地沉積到織物上。
根據(jù)本發(fā)明提供的粒狀軟化組合物，當(dāng)其被加到水中時(shí)能自動(dòng)地形成濃縮的水乳液/分散液，分散相的粒子最好其特征在于平均粒度小于約5微米(直徑)。所說(shuō)的顆粒最好主要是由至少為約25%的非離子織物軟化劑和至少為約5%的單一長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑組成的，非離子織物軟化劑優(yōu)選的是多元醇或其酐的脂肪酸偏酯，所說(shuō)的醇或其酐一般含2到約12個(gè)碳原子。
在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，單一長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑包括具有一個(gè)含約12到約22個(gè)碳原子的烷基鏈的季銨鹽。某些優(yōu)選的實(shí)施方案另外可包括具有二個(gè)C12～C30烷基鏈的陽(yáng)離子材料。
本發(fā)明的組合物包含在下文中將被更充分地介紹的各組分。此處所有的百分比、比率、以及份數(shù)均以重量計(jì)，除非另有說(shuō)明。
本發(fā)明的主要軟化劑是非離子織物軟化材料。一般說(shuō)來(lái)，這樣的非離子織物軟化材料具有約2到約9、更常見(jiàn)的為約3到約7的HLB值，由于這樣的非離子織物軟化材料本身或當(dāng)它與如下文中所指定的其他材料如下文中將詳述的單一長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑相結(jié)合時(shí)，能更快速地被分散。分散性可以通過(guò)使用更單一的長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑、與下文中所指定的其他材料的混合物、使用較熱的水和/或進(jìn)一步攪拌而被提高。總的說(shuō)，所選的材料相對(duì)而言應(yīng)是結(jié)晶的、易熔的(例如，大于-50℃)和較不水溶的。
優(yōu)選的非離子軟化劑是多元醇或其酐的脂肪酸偏酯，其中醇或酐含有2到約18個(gè)，優(yōu)選的為2到約8個(gè)的碳原子，而每一脂肪酸部分含有約12到約30個(gè)、優(yōu)選的為約16到約20個(gè)碳原子。一般說(shuō)來(lái)，這樣的軟化劑在其每個(gè)分子中含有約1到約3個(gè)、優(yōu)選的為約2個(gè)脂肪酸基團(tuán)。
酯的多元醇部分可以是乙二醇、丙三醇、聚(例如，二、三、四、五、和/或六)甘油、木糖醇、蔗糖、赤鮮醇、季戊四醇、山梨糖醇或山梨糖醇酐。特別優(yōu)選的是山梨糖醇酐酯。
酯的脂肪酸部分通常是由含約12到約30個(gè)、優(yōu)選的為約16到約20個(gè)碳原子的脂肪酸衍生的，所說(shuō)的脂肪酸的典型例子是月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸和山萮酸。
就本發(fā)明中使用的最優(yōu)選的軟化劑而言，是山梨糖醇酐酯類(lèi)(它們是山梨糖醇的酯化脫水產(chǎn)物)和甘油酯類(lèi)。
山梨糖醇，一般是通過(guò)葡萄糖的催化加氫制備的，可以熟知方式被脫水形成1，4-和1，5-山梨糖醇酐和少量1，4∶3，6-雙脫水山梨糖醇的混合物(參見(jiàn)此處作為參考編入的1943年6月29日頒發(fā)的Brown的美國(guó)專(zhuān)利第2322821號(hào))。
上述各種山梨糖醇脫水物的復(fù)雜混合物在此處中被總稱為“山梨糖醇酐”。據(jù)認(rèn)為這種“山梨糖醇酐”混合物還含有若干游離的未環(huán)化的山梨糖醇。
此處所用的優(yōu)選的這類(lèi)山梨糖醇酐軟化劑可以通過(guò)用脂?；詷?biāo)準(zhǔn)方式酯化“山梨糖醇酐”混合物來(lái)制備，例如，通過(guò)與脂肪酸鹵化物或脂肪酸反應(yīng)來(lái)制備。酯化反應(yīng)能在任何可使用的羥基處發(fā)生，并能制得各種單、二、等等的酯。事實(shí)上，單、二、三、等等的酯的混合物幾乎總是由這樣的反應(yīng)制取的，并且可以簡(jiǎn)單地調(diào)整各反應(yīng)劑的化學(xué)計(jì)量比以獲得想望的反應(yīng)產(chǎn)物。
就大規(guī)模生產(chǎn)山梨糖醇酐酯材料而言，醚化和酯化一般是在同一生產(chǎn)步驟中通過(guò)山梨糖醇與脂肪酸直接反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣的山梨糖醇酐酯的制備方法被更詳盡地披露在MacD onald的“乳化劑制造和質(zhì)量控制”(MacD onald，“Emulsifiers and QualityControl”.Journal of the American Oil Chemists’Society，Vol.45，October 1968)。
優(yōu)選的山梨糖醇酐酯的詳細(xì)資料，包括分子式，可見(jiàn)此處編入供參考的美國(guó)專(zhuān)利第4128484號(hào)。
此處優(yōu)選的山梨糖醇酐酯的某些衍生物，特別是其“低級(jí)”乙氧基化物(即，單、二、以及三酯，其中的一個(gè)或多個(gè)未酯化羥基含有一個(gè)到約二十個(gè)氧乙烯部分，吐溫 )在本發(fā)明的組合物中也是有效的。因此，就本發(fā)明的目的而言，術(shù)語(yǔ)“山梨糖醇酐酯”也包括這樣的衍生物。
就本發(fā)明的目的而言，優(yōu)選的是在酯混合物中具有大量的山梨糖醇酐的二酯和三酯。含20～50%的單酯、25～50%的二酯和10～35%的三酯和四酯的酯混合物是優(yōu)選的。
商業(yè)上作為山梨糖醇酐單酯銷(xiāo)售的材料(例如，單硬脂酸酯)事實(shí)上確含有大量的二酯和三酯，并且典型的山梨糖醇酐單硬脂酸酯的分析表明，它包含約27%的單酯、32%的二酯和30%的三酯和四酯。因此，商品山梨糖醇酐單硬脂酸酯為優(yōu)選的材料。硬脂酸酯/棕櫚酸酯的重量比為10∶1到1∶10的山梨糖醇酐硬脂酸酯和山梨糖醇酐棕櫚酸的混合物和1，5-山梨糖醇酐酯是有用的。在本發(fā)明中1，4-和1，5-山梨糖醇酐酯兩者均是有效的。
用于此處的軟化組合物中的其他有用的烷基山梨糖醇酐酯包括山梨糖醇酐單月桂酸酯、山梨糖醇酐單肉豆蔻酸酯、山梨糖醇酐單棕櫚酸酯、山梨糖醇酐單山萮酸酯、山梨糖醇酐單油酸酯、山梨糖醇酐二月桂酸酯、山梨糖醇酐二肉豆蔻酸酯、山梨糖醇酐二棕櫚酸酯、山梨糖醇酐二硬脂酸酯、山梨糖醇酐二山萮酸酯、山梨糖醇酐二油酸酯、以及它們的混合物、和混合的脂烷基山梨糖醇酐的單酯和二酯。這樣的混合物是通過(guò)使前述的羥基取代的山梨糖醇酐、特別是1，4-和1，5-山梨糖醇酐與相應(yīng)的酸或?；纫院?jiǎn)單的酯化反應(yīng)形式反應(yīng)而方便地制備的。當(dāng)然，人們知道，以這種方式制備的工業(yè)材料包括通常含有少量的未環(huán)化的山梨糖醇、脂肪酸、聚合物、1，43，6-雙脫水山梨糖醇結(jié)構(gòu)物、等等的混合物。在本發(fā)明中，最好這樣雜質(zhì)的含量盡可能地低。
此處所用的優(yōu)選的山梨糖醇酐酯可以含高達(dá)約15%重量的C20～C26和更高級(jí)脂肪酸的酯，以及少量的C8和更低級(jí)脂肪族酯。
甘油酯，尤其是甘油單酯和/或二酯在此處也是優(yōu)選的。這樣的酯可由天然存在的三甘油酯通過(guò)常規(guī)的萃取、提純和/或酯交換，或者如前文中提出的用于山梨糖醇酐酯的酯化法來(lái)制備。甘油的偏酯還可被乙氧基化而形成有用的衍生物，這樣的衍生物可包括在術(shù)語(yǔ)“甘油酯”的范疇內(nèi)。
有用的甘油酯包括下列有機(jī)酸的單脂硬脂酸、油酸、棕櫚酸、月桂酸、異硬脂酸、肉豆蔻酸、和/或山萮酸，以及下列有機(jī)酸的二酯硬脂酸、油酸、棕櫚酸、月桂酸、異硬脂酸、肉豆蔻酸、和/或山榆酸。當(dāng)然典型的單酯含有若干單酯和三酯，等等。
以甘油單酯為例，其性能可以通過(guò)添加如下文所述的二長(zhǎng)鏈陽(yáng)離子材料而被提高。
“甘油酯”還包括聚甘油，例如二甘油一、三甘油一、四甘油一、五甘油一、和/或六甘油酯。聚甘油多羥基化合物是由甘油或表氯醇一起縮合通過(guò)醚鍵將甘油部分鍵合而形成的。聚甘油多羥基化合物的單酯和/或二酯是優(yōu)選的，脂?；话闶乔拔纳嚼嫣谴剪透视王ニf(shuō)的脂?；?。
另一種想望的“非離子”軟化劑是陰離子洗滌表面活性劑和脂肪胺或其季銨衍生物的離子對(duì)，例如那些在1988年7月12日頒發(fā)的Nayar的美國(guó)專(zhuān)利第4756850號(hào)中所述的離子對(duì)，在些作為參考文獻(xiàn)將該專(zhuān)利編入。這些離子對(duì)起像非離子材料一樣的作用，因?yàn)樗鼈冊(cè)谒胁灰纂婋x。它們一般含有至少約為二個(gè)長(zhǎng)的疏水基(鏈)。
總的說(shuō)，此處有用的離子對(duì)是由含至少為一個(gè)、而最好為二個(gè)長(zhǎng)疏水鏈(C12～C30，優(yōu)選的為C11～C20)的胺和/或季銨鹽與在所說(shuō)的美國(guó)專(zhuān)利第4756850號(hào)中、特別是在其第3欄29～47行公開(kāi)的這類(lèi)陰離子洗滌表面活性劑反應(yīng)而形成的。在美國(guó)專(zhuān)利第4756850號(hào)第3欄48～65行還介紹了實(shí)現(xiàn)這樣反應(yīng)的合適的方法。
使用C12～C30脂肪酸形成的相當(dāng)?shù)碾x子對(duì)也是想望的。這樣的材料之實(shí)例就是在1980年12月2日頒發(fā)的Kardouche的美國(guó)專(zhuān)利第4237155號(hào)中所描敘的良好的織物軟化劑，在本文中編入該專(zhuān)利作為參考文獻(xiàn)。
離子對(duì)是非常理想的非離子織物軟化材料，因?yàn)樗鼈儍A向于快速分散。離子對(duì)在消散電荷方面是卓越的，而且它們往往是結(jié)晶的，這點(diǎn)對(duì)改善粒子流動(dòng)性和包裝互換性是有利的。
能用于本發(fā)明的其他脂肪酸偏酯是乙二醇二硬脂酸酯、丙二醇二硬脂酸酯、木糖醇單棕櫚酸酯、季戊四醇單硬脂酸酯、蔗糖單硬脂酸酯、蔗糖二硬脂酸酯、以及甘油單硬脂酸酯。正如山梨糖醇酐酯情況一樣，市場(chǎng)購(gòu)得的單酯通常含有大量的二酯或三酯。
另一種合適的非離子織物軟化材料包括含從約16到約30、優(yōu)選為從約18到約22個(gè)碳原子的長(zhǎng)鏈脂肪醇和/或酸以及它們的酯，這樣化合物與低級(jí)(C1～C4)脂肪醇或脂肪酸的酯，和這樣材料的低烷氧化作用(C1～C4)產(chǎn)物。
這些其他的脂肪酸偏酯、脂肪醇和/或酸和/或它們的酯、以及烷氧基化醇和那些不能形成最佳乳液/分散液的山梨糖醇酐酯，可以通過(guò)添加其他的、如下文所公開(kāi)的二長(zhǎng)鏈陽(yáng)離子材料，或其他非離子軟化材料而得以改善，達(dá)到更好的結(jié)果。
以上所討論的非離子化合物正確的名稱為“軟化劑”，因?yàn)楫?dāng)這些化合物被正確地施加到織物中時(shí)，它們確能使織物具有柔軟和光滑的手感。然而，如果人們希望由稀的水漂洗液施加這種化合物到織物的話，它們就需要與陽(yáng)離子材料一起使用。通過(guò)與某些陽(yáng)離子表面活性劑相結(jié)合，達(dá)到上述化合物的良好沉積，這點(diǎn)將在下面作進(jìn)一步討論。除了提供混合物外，就生物降解能力和非離子材料以各種方式(例如，通過(guò)改變脂肪酸鏈長(zhǎng)度分布、飽和度、等等)調(diào)整HLB的能力而言，脂肪酸偏酯材料是優(yōu)選的。在顆粒中的非離子軟化劑的含量一般為從約20%到約95%、優(yōu)選的為從約50%到約85%、而更優(yōu)選的為從約60%到約80%。
在本發(fā)明中有效的主要單長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑優(yōu)選的是通式為R1R2R3R4N
X
的季銨鹽、和相應(yīng)的單長(zhǎng)鏈烷基未季銨化胺，其中R1、R2、R3、R4，例如為烷基或取代(例如，羥基)烷基，而X為陰離子，例如，氯化物、溴化物、硫酸二甲酯、等等。
此長(zhǎng)鏈一般含有從約12到約30個(gè)的碳原子，優(yōu)選的為從約16到約22個(gè)的碳原子，并且它可用一個(gè)或多個(gè)的酯、酰胺、醚、胺、等等加以間斷，就增大親水性、生物降解能力、等等而言，希望有連接基。合適的、可生物降解的、在長(zhǎng)鏈中含酯鍵的單長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑被公開(kāi)在1989年6月20日頒發(fā)的Hardy和Walley的美國(guó)專(zhuān)利第4840738號(hào)中，此處將該專(zhuān)利編入供參考。
如果使用胺的話，需加入酸(優(yōu)選的為無(wú)機(jī)酸或多元羧酸)使胺在組合物中處于被質(zhì)子化狀態(tài)，并且最好在漂洗期間，可對(duì)組合物加以緩沖(PH為約2到約5、優(yōu)選的PH為約2到約3)，以便在含水的液態(tài)濃縮產(chǎn)品中和當(dāng)進(jìn)一步稀釋時(shí)，例如當(dāng)被加到洗滌機(jī)的漂洗周期時(shí)，保持合適的、有效的電荷密度。
其他的帶有環(huán)狀結(jié)構(gòu)諸如有單一的C12～C30烷基鏈的烷基咪唑啉鹽、烷基咪唑啉鎓鹽、烷基吡啶鹽、烷基吡啶鎓鹽的陽(yáng)離子材料也可被使用。要求很低的PH以穩(wěn)定，例如，咪唑啉環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
當(dāng)然陽(yáng)離子表面活性劑的主要功能是促進(jìn)軟化劑的沉積，因此，對(duì)陽(yáng)離子表面活性劑本身具有顯著的軟化性能這點(diǎn)并不重要，即使情況也許是這樣。的確，關(guān)鍵在于組合物的至少一部分陽(yáng)離子組分包含具有僅為一個(gè)單一長(zhǎng)烷基鏈的表面活性劑，這樣的化合物(可能由于它們具有更大的水溶性)能更有效地提供合適的正電荷分布和在被乳化的/被分散的非離子軟化劑粒子上的水合度。
因此，必不可少的是，至少部分的陽(yáng)離子表面活性劑具有單一的C12～C22、優(yōu)選的為C14～C18烷基。
優(yōu)選的陽(yáng)離子表面活性劑是季銨鹽其通式為
其中R1基為C12～C22、優(yōu)選的為C16～C18脂烷基或相應(yīng)的被酯鍵間斷的基團(tuán)，例如，膽堿的脂肪酸酯，R2、R3和R4基均為C1～C4烷基、優(yōu)選的為甲基，而平衡離子X(jué)如以上規(guī)定。
在本發(fā)明中有用的烷基咪唑啉鎓鹽具有如下通式的陽(yáng)離子
其中R5為氫或C1～C4烷基;R6為C1～C4烷基;R7為C8～C25烷基;R8為C1～C4烷基或C8～C25烷基(視化合物是單一的長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子化合物還是下文中所討論的二長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子化合物而定)。
本發(fā)明中有用的烷基吡啶鎓鹽具有如下通式的陽(yáng)離子R9-
N X
其中R9為C12～C20烷基。此類(lèi)代表性的材料是氯化十六烷基吡啶鎓。
在本發(fā)明中同樣有效的還有二一或聚-陽(yáng)離子材料，例如，具有式
的二季銨鹽，其中R1為C12～C20脂烷基、優(yōu)選的為C16～C18烷基;R2和R3各為C1～C4烷基、優(yōu)選的為甲基;R10為C2～C8、優(yōu)選的為C3～C4鏈烯基;R11、R12和R13各為C1～C4烷基、優(yōu)選的為甲基;而X為陰離子，例如，鹵化物。其他的聚-陽(yáng)離子材料是在美國(guó)專(zhuān)利第4022938號(hào)中所介紹的那些，該專(zhuān)利已在前文中編入供參考。
在某些情況中，這些聚-陽(yáng)離子材料，例如二季銨鹽，能在乳液/分散液粒子表面提供額外的正電荷，并由此改進(jìn)沉積作用。
慣用的季銨軟化劑具有相似于單一長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑的化學(xué)式，但是它含有二個(gè)C12～C20脂烷基，在某種程度上以相同方式起主要的單長(zhǎng)鏈烷基化合物作用。然而，在本發(fā)明中，這樣的軟化劑僅與主要的單長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑一起使用。
在許多情況下，使用包含非離子軟化劑、單長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑諸如脂肪酰基氯酯、十六烷基三甲基溴化銨等、以及二長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子軟化劑諸如二脂二甲基氯化銨或二脂甲胺鹽是有好處的。這種額外的陽(yáng)離子軟化劑、以及提供的軟化能力和對(duì)不能提供最佳性能的非離子軟化劑性能的改進(jìn)還起蓄積額外的正電荷作用，以便使任何由慣用洗滌工藝帶入到漂洗液中的陰離子表面活性劑被有效地中和而不打亂被乳化的非離子軟化劑粒子表面上的正電荷分布。二長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子軟化劑還能改進(jìn)性能、分散液/懸浮液形成的速率、以及在被分散的組合物中可能達(dá)到的濃度。
各種輔助劑能以它們用于其已知用途的有效量被添加到本發(fā)明的組合物中。這樣的輔助劑包括乳化劑、香料、保存劑、殺菌劑、粘度調(diào)節(jié)劑、著色劑、染料、殺真菌劑、穩(wěn)定劑、增白劑、以及遮光劑。如果使用的話，這些輔助劑以它們常用的低含量(例如，從約0.5%，到約5%重量)被加入。本發(fā)明的組合物當(dāng)然不應(yīng)含大量能影響各主要組合物組分功能的任何材料(例如，陰離子材料)。
本發(fā)明組合物為顆粒形式，粒子必須包含至少為20%的非離子軟化劑和至少為5%的陽(yáng)離子表面活性劑。非離子軟化劑的含量為從約20%到約95%，優(yōu)選的為從約50%到約85%，而更優(yōu)選的為從約60%到約80%。主要的單長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑的含量一般為從約5%到約50%，優(yōu)選的為從約10%到約35%，更優(yōu)選的為從約15%到約30%。非離子軟化劑與單長(zhǎng)鏈烷基表面活性劑之比一般為從約12∶1到約1∶1，優(yōu)選的為從約9∶1到約2∶1，更優(yōu)選的為從約5∶1到約2∶1。
另外，在將顆粒加到水中形成水濃縮物時(shí)所形成的乳化/分散粒子，必須具有小于約10微米、優(yōu)選的為小于約2微米、而更優(yōu)選的為小于從約0.25到約1微米的平均粒度。以便達(dá)到在織物上有效的沉積。在本說(shuō)明書(shū)上下文中，術(shù)語(yǔ)“平均粒度”是指數(shù)均粒度，即，超過(guò)50%的粒子具有小于規(guī)定大小的直徑。在本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，基本上所有(即，至少約80%)的顆粒包含以上所討論的二種組分，即(a)非離子軟化劑和(b)一種或多種單一長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑。然而，顆?？赡苓€包括其他的非低觸性組分，例如，另外的非離子軟化劑和/或二長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子材料，只要非離子軟化劑混合物的HLB處于想望的范圍和總的分散性被維持即可。在將上述的主要組分混入到水中后，這樣的其他組分能形成分散相的主要部分。
在本發(fā)明中二種類(lèi)型的軟化組合物尤被優(yōu)選，在下文中將對(duì)它們分別進(jìn)行討論。
第一類(lèi)具有基本上為雙組分的配方，其中約50%到約95%、優(yōu)選的為約65%到約80%的非離子軟化劑、最好為山梨糖醇酐酯，與約5%到約50%、優(yōu)選的為約20%到約35%的單長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑、最好是通式R1R2R3R4N
X
(其中R1為含任選的酯或酰胺鍵的C12～C30烷基，R2、R3和R4分別為H、C1～C4烷基或羥烷基、優(yōu)選的為甲基，而X為陰離子、最好是氯化物、溴化物或硫酸二甲酯)的一種單長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑相結(jié)合。
以上類(lèi)型的組合物在較低的陽(yáng)離子表面活性劑含量時(shí)能形成非常有效的軟化組合物，因此這些組合物尤被優(yōu)選。
第二類(lèi)優(yōu)選的組合物使用包括非離子軟化劑、最好是山梨糖醇酐酯，具有單一長(zhǎng)烷基鏈的陽(yáng)離子表面活性劑，以及具有雙長(zhǎng)烷基鏈的陽(yáng)離子表面活性劑的三組分分散相。優(yōu)選的單長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑是含約10到約22、優(yōu)選的為約12到約18個(gè)碳原子的脂肪醇的膽堿酯;C12～C22(優(yōu)選的為C16～C18)烷基三甲基銨的氯化物、溴化物、硫酸二甲酯等。Varisoft 110、222、445和475;Adogen 442和470，二脂烷基甲基胺，和(雙-C16～C18烷基羧甲基)甲基胺為優(yōu)選的二長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑。優(yōu)選的這種類(lèi)型組合物包括約20%到約80%、優(yōu)選為約50%到約75%的非離子軟化劑，約5%到約30%、優(yōu)選為約15%到約25%的單長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑，以及約10%到約65%、優(yōu)選的為約15%到約40%的二長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑。
在三組分混合物情況下，當(dāng)形成顆粒時(shí)，在與熔體的二烷基陽(yáng)離子化合物混合前，最好是先將非離子軟化劑與更易溶的(即，單烷基鏈)陽(yáng)離子化合物進(jìn)行預(yù)混。此種方法得到的顆粒能形成具有小于4微米平均粒徑粒子、粒子表面帶有正電荷的水乳液。視具體選定的非離子軟化劑和陽(yáng)離子表面活性劑的不同，在某些情況下可能須要包括另外的乳化組分(例如，普通的乙氧基化醇非離子材料)或使用更有效的粒子分散和乳化設(shè)備(例如，混合機(jī))。
顆粒可通過(guò)熔體制備、冷卻硬結(jié)、然后研磨和篩選到規(guī)定大小而形成。最好使顆粒的粒徑為約50到約1000、優(yōu)選的為約50到約400、更優(yōu)選的為約50到約100微米。顆粒可包含較小和較大的粒子，但優(yōu)選的是約85%到約90%、特別優(yōu)是約95%到約100%的粒子處于所規(guī)定的范圍。當(dāng)被添加到水中時(shí)，較小和較大的粒子不能形成最佳的乳液/分散液。
可以使用包括噴霧冷卻等的其他方法來(lái)制備顆粒。
顆粒的流動(dòng)性可以通過(guò)用流動(dòng)改進(jìn)劑例如粘土、二氧化硅或沸石、分子篩粒子，水溶性無(wú)機(jī)鹽，淀粉，等等處理顆粒表面而加以改進(jìn)。
上述各類(lèi)型的粒狀組合物可以以簡(jiǎn)單方式通過(guò)各成分在水中的混合，以約2%到約30%、優(yōu)選的為約5%到15%的濃度，水溫為約20℃到約80℃、優(yōu)選的為約25℃到約45℃，并最好攪拌約1到約30分鐘、優(yōu)選是約1到5分鐘等條件下使用。
組合物最好被裝在硬紙板箱中，但是在硬紙板上加阻隔液體/蒸汽的層合膜或使用塑料瓶也是可以的。
通常，當(dāng)被加到水中后，含軟化劑的顆?？焖俚匦纬删哂兴B續(xù)相的理想的濃乳液/分散液。水溫可在約20℃到約80℃、優(yōu)選的為在約35℃到約45℃之間變化。所生成的分散相可以是整個(gè)或部分固體，因此最終的含水液態(tài)濃組合物可以作為不是真正的液/液乳液的分散液存在。當(dāng)然術(shù)語(yǔ)“分散液”意指液/液相或固/液相分散液和/或乳液。
就作為漂洗時(shí)加入的含水液態(tài)濃組合物的通常用途而言，由顆粒提供的分散相包含約2%到約30%、優(yōu)選的為約5%到約15%的含水組合物。本發(fā)明所制得的含水組合物本身通常以約0.05～0.5%、優(yōu)選的為約0.1%到約0.5%的濃度被用于洗滌機(jī)的漂洗周期中，以得到有效濃度為約50到約1000、優(yōu)選的為約100到約500ppm的活性軟化劑。
除非另有說(shuō)明外，此處中所有的百分比、比率和份數(shù)均以重量計(jì)。除非另有說(shuō)明外，此處所有被限定的數(shù)字、比率和數(shù)值范圍、等等均系近似值。
以下將舉例說(shuō)明本發(fā)明的織物軟化組合物以及使用這樣組合物所得到的好處。
實(shí)施例 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ(固體組合物的重量百分比)十六烷基三甲基溴化銨(CTAB) 22.9 - - - -月桂酰膽堿鹽酸鹽(LCC) - 17 - 25 -肉豆蔻酰膽堿鹽酸鹽(MCC) - - 17 - -氯化十六烷基吡啶鎓 - - - - 25山梨糖醇酐單硬脂酸酯(SMS) 68.2 - - - 75甘油單硬脂酸酯(GMS) - - 50 56 -蔗糖二硬脂酸酯(SuDS) - 50 - - -三甘油二硬脂酸酯(TGDS) - - - 19 -二脂烷基甲基胺 - 33 33 - -香料 3.3多孔二氧化硅 5.7
實(shí)施例Ⅰ通過(guò)熔化SMS(82.5g)并在其中混合CTAB(27.5g)得到十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)與山梨糖醇酐單硬脂酸酯(SMS)的均勻混合物。由這種“共熔物”通過(guò)以下兩種方法中的一種制得固體軟化劑產(chǎn)物。這兩種方法為(a)低溫研磨(-78℃)形成細(xì)粉、(b)造粒而形成50～500微米粒子。
低溫研磨法在液氮中冷凍熔融混合物，然后在Waring干混機(jī)中研磨成細(xì)粉。將粉末置于干燥器中并加熱到室溫，產(chǎn)生微細(xì)的自由流動(dòng)粉末(顆粒)。
造粒法熔融混合物(約88℃)以約65克/分的速率下落約1.5英寸到熱的(約150℃)的旋轉(zhuǎn)(約2000rpm)盤(pán)上。隨著熔融料被甩離轉(zhuǎn)盤(pán)并被空氣冷卻(當(dāng)它從中心向外發(fā)散時(shí))，形成幾乎為球形的顆粒(50～500微米)。
將固體粒子分散在熱水(40℃，890克)中，并劇烈搖動(dòng)約一分鐘以形成慣用的液體織物軟化劑產(chǎn)物。在冷卻時(shí)，含水產(chǎn)物仍保持均勻的乳化或分散狀態(tài)。將這種液體產(chǎn)物添加到洗滌過(guò)程的漂洗周期中提供卓越的柔軟度，直接性和抗靜電性。
在較冷的水中(例如，20℃)通過(guò)提供劇烈攪拌和充分的分散時(shí)間(3～4小時(shí))對(duì)固體軟化劑活性物進(jìn)行再加工。按這種方式制備的液態(tài)產(chǎn)物提供的柔軟度，直接性和抗靜電性等優(yōu)點(diǎn)，并不亞于用熱水制備的液態(tài)產(chǎn)物。
將如下所述的預(yù)選形成的“加香二氧化硅”與上述固體軟化劑活性物相混合制備實(shí)施例Ⅰ的完全加香的固體軟化劑產(chǎn)品。先將香料裝到多孔二氧化硅中，然后與粉末狀(或粒狀)的軟化劑活性物相混合。(這種“加香二氧化硅”是通過(guò)將2.1份多孔二氧化硅混入到包含3份SMS、1份CTAB、以及1.2份香料的熔融預(yù)混物中而首先制備的)。如以上就無(wú)香料材料所述，可在水中對(duì)完全加香的軟化劑產(chǎn)品(實(shí)施例Ⅰ)再加工成液態(tài)產(chǎn)品。
實(shí)施例Ⅱ?qū)?3.1g檸檬酸和3.1克檸檬酸鉀加到36.3g熔融的二脂甲基胺中以形成預(yù)混物。將月桂酰膽堿鹽酸鹽(18.7g)和蔗糖二脂酸酯(55g)混于其中，形成稠的棕色漿。將比漿低溫研磨成微細(xì)的、自由流動(dòng)粉末(直徑約為50～500微米)。在熱水中如實(shí)施例Ⅰ所述對(duì)粉末狀軟化劑顆粒組合物再加工成液態(tài)產(chǎn)品。這種液態(tài)織物軟化產(chǎn)品加到洗滌過(guò)程的漂洗周期賦予織物以柔軟性、靜電控制和直接性等好處。
實(shí)施例Ⅲ按實(shí)施例Ⅱ中提出的方法，將13.1g檸檬酸、3.1g檸檬酸鉀、18.7g肉豆蔻酰膽堿和55g GMS攪拌到36.3g熔融二脂甲基胺中，形成奶油狀的白色漿。將此漿低溫研磨成細(xì)微的、自由流動(dòng)的粉末(直徑約為50～500微米)。這種產(chǎn)物的液態(tài)分散體是通過(guò)將熱水(60℃，890g)加到粉末狀軟化劑活性物并劇烈振動(dòng)約一分鐘而制備的。其柔軟性、靜電控制以及直接性等方面的好處不亞于或超過(guò)實(shí)施例Ⅱ的液體織物軟化產(chǎn)品。
實(shí)施例Ⅳ將27.4g月桂酰膽堿攪拌到含61.6g GMS和21.0g三甘油二硬脂酸酯的共熔體中。按實(shí)施例Ⅰ中所述，將混合物低溫研磨。這種固體產(chǎn)品在890g的40℃水中被再加工成產(chǎn)態(tài)分散體，當(dāng)它被添加到洗滌過(guò)程的漂洗周期時(shí)，賦予織物以卓越的軟化和抗靜電的好處。
實(shí)施例Ⅴ按實(shí)施例Ⅰ的方法，制備氯化十六烷基吡啶鎓(27.5g)和熔融SMS(82.5g)的均勻混合物，并將其低溫研磨成微細(xì)的白色粉末(直徑約50～500微米)。此固態(tài)軟化劑組合物容易分散在溫水(40℃)中，產(chǎn)生能賦予織物以卓越的柔軟性、直接性和靜電控制等好處的漂洗時(shí)加入的液體織物軟化劑。
權(quán)利要求
1.當(dāng)被添加到溫度不高于約80℃的水中，稍加攪拌，在約三十分鐘內(nèi)形成細(xì)分的分散體的粒狀織物軟化劑組合物，所說(shuō)的組合物之特征在于它包括含有A，從約20%到約95%的非離子織物軟化劑材料；和B從約5%到約50%的一種在所說(shuō)的組合物以稀釋濃度使用的條件下為陽(yáng)離子的材料的均勻粒子，所說(shuō)的陽(yáng)離子材料具有一個(gè)含約12到約30個(gè)碳原子的單一長(zhǎng)烷基鏈。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所說(shuō)的粒狀組合物的平均粒徑在約50與約1000微米之間。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中所說(shuō)的粒徑在約50與約400微米之間。
4.權(quán)利要求1的組合物，它主要是由約20%到約80%的所說(shuō)的A、約5%到約30%的所說(shuō)的B和約10%到約65%的相容的二長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子材料組成的。
5.權(quán)利要求4的組合物，其中所說(shuō)的二長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子材料是一種含有二個(gè)含約12到約20個(gè)碳原子的長(zhǎng)烷基鏈和一個(gè)含1到約4個(gè)碳原子的短的烷基或羥烷基鏈的胺。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中所說(shuō)的非離子織物軟化劑材料選自A.多羥基醇或其酐的脂肪酸酯，所說(shuō)的醇含2到約18個(gè)碳原子，而所說(shuō)的脂肪酸含約12到約30個(gè)碳原子;B.陰離子洗滌表面治性劑和脂肪胺、或其季銨衍生物的離子對(duì)，所說(shuō)的離子對(duì)基本上是非離子的并含有至少為二個(gè)的長(zhǎng)的疏水的烷基鏈;C.脂肪醇、脂肪酸、或它們的低級(jí)烷氧化物或脂，其中脂肪部分含約16到約30個(gè)碳原子;和D.它們的混合物。
7.權(quán)利要求6的組合物，其中所說(shuō)的非離子織物軟化劑是多羥基醇或其酐的脂肪酸酯，其中所說(shuō)的醇含有2到約18個(gè)碳原子;所說(shuō)的脂肪酸含有約12到約30個(gè)碳原子;并且每一個(gè)酯分子平均含有1到約3個(gè)脂肪酸部分。
8.權(quán)利要求7的組合物，其中所說(shuō)的非離子織物軟化劑是山梨糖醇酐偏酯，而所說(shuō)的脂肪酸含有約16到約20個(gè)碳原子。
9.權(quán)利要求6的組合物，其中所說(shuō)的非離子織物軟化劑是多羥基醇或其酐的脂肪酸一、二或三偏酯，其中所說(shuō)的醇含有2到約12個(gè)碳原子，而所說(shuō)的脂肪酸含有約12到約30個(gè)碳原子。
10.權(quán)利要求9的組合物，其中所說(shuō)的非離子織物軟化劑是甘油偏酯而所說(shuō)的脂肪酸含有從約16到約20個(gè)碳原子。
11.權(quán)利要求6的組合物，其中所說(shuō)的非離子織物軟化劑是二羥基醇的脂肪酸酯，而所說(shuō)的脂肪酸含有從約12到約30個(gè)碳原子。
12.權(quán)利要求11的組合物，其中所說(shuō)的非離子織物軟化劑是乙二醇的二酯，而所說(shuō)的脂肪酸含有約16到約20個(gè)碳原子。
13.被裝在由硬紙板材料形成的箱中的權(quán)利要求1的組合物。
14.制備含水液態(tài)濃縮織物軟化劑組合物的方法，包括將約2%到約30%的權(quán)利要求1的組合物加到溫度為約20℃到約80℃的水中。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所說(shuō)的粒狀組合物具有約50到約800微米的平均粒徑。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所說(shuō)的粒徑為約50到約400微米。
17.權(quán)利要求14的方法，其中所說(shuō)的非離子織物軟化劑是多羥基醇或其酐的脂肪酸酯，此處所說(shuō)的醇含有2到約12個(gè)碳原子，而所說(shuō)的脂肪酸含有從約12到約30個(gè)碳原子。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所說(shuō)的非離子織物軟化劑是山梨糖醇酐單一、二一、和/或三酯，而所說(shuō)的脂肪酸含有從約16到約20個(gè)碳原子。
全文摘要
一種可被加到水中形成含水濃縮乳液的粒狀織物軟化組合物，它包含非離子織物軟化劑、優(yōu)選的為多羥基醇的脂烷基酯，和單長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑。具體說(shuō)，使用一種山梨糖醇酐酯和一種單長(zhǎng)鏈烷基陽(yáng)離子表面活性劑形成粒狀軟化劑，這種軟化劑可用于形成高分散的，濃縮的含水組合物，當(dāng)此組合物被加到，例如，一般洗滌過(guò)程的漂洗周期中時(shí)，能由含水浴有效地沉積到織物上。
文檔編號(hào)D06M13/46GK1067076SQ9210395
公開(kāi)日1992年12月16日 申請(qǐng)日期1992年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月22日
發(fā)明者F·A·哈特曼, D·R·布朗, J·R·魯舍, L·F·泰勒 申請(qǐng)人:普羅格特-甘布爾公司