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Waschmittel
Als oberflächenaktive Substanzen, vornehmlich zu Waschzwecken, werden neben den seit langem bekannten Seifen, d. h. den Alkalisalzen von natürlichen oder synthetischen Fettsäuren, auch in ausgedehntem Masse synthetische Waschmittel, beispielsweise auf Basis von Dodecylbenzolsulfonat, verwendet.
Gegenüber den Seifen haben diese synthetischen Waschmittel den Vorteil, dass sie nicht mit den im Gebrauchwasser in wechselnden Mengen vorhandenen Erdalkaliionen schwerlösliche Salze bilden, die einen Teil der wirksamen waschaktiven Substanzen verbrauchen und auch waschtechnisch unerwünscht sind. Als Nachteil hat sich jedoch herausgestellt, dass ein Grossteil der synthetischen Waschmittel biologisch nicht abgebaut wird und daher in steigendem Masse eine Verschmutzung der Gewässer bewirkt.
Es ist ferner bekannt, dass sich Zuckerester von aliphatischen Monocarbonsäuren als nichtionogene Detergentien und Emulgatoren eignen. Diese Verbindungen sind zwar biologisch abbaubar, sie haben sich aber gegen die im Handel befindlichen synthetischen Waschmittel, insbesondere auf Basis von Dodecylbenzolsulfat, nicht einführen können, weil sie letzteren in ihren Eigenschaften unterlegen sind.
Das gilt überraschenderweise nicht für Zuckerester, die mindestens eine schwach hydrophile Gruppe in der Fettsäurekette enthalten. Während die Zuckerester von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren die Oberflächenspannung des Wassers von 72, 6 dyn/cm nur geringfügig auf etwa 59 - 70 dyn/cm herabsetzen, ergeben die Ester von Mono- oder Disacchariden und gesättigten Fettsäuren mit 12 - 22 Kohlenstoffatomen, die mindestens eine schwach hydrophile Gruppe, vorzugsweise 1 - 3 hydrophile Gruppen in der Fettsäurekette enthalten, in vergleichbarer Konzentration eine Erniedrigung der Oberflächenspannung
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spannung in gleicher Konzentration 29 dyn/cm beträgt und sind wirksamer als beispielsweise Tetrapropylenbenzolsulfonat, das die Oberflächenspannung auf 40 dyn/cm herabsetzt.
Dieses Ergebnis ist auf Grund von theoretischen Überlegungen nicht vorherzusehen.
Als schwach hydrophile Gruppe, die bei ihrer Einführung in die Fettsäurekette diese überraschende Verbesserung der Eigenschaften der Zuckerester von Fettsäure ergeben, erwiesen sich als besonders geeignet die Aminogruppe und niedere Alkyl- oder Acylaminogruppen mit 1 - 4 Kohlenstoffatomen in den
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Mitte der Fettsäurekette. Bevorzugt für die Zwecke der Erfindung werden die Zuckerester mit hydrophile Gruppen enthaltenden Derivaten geradkettiger Fettsäuren mit gerader Anzahl von Kohlenstoffatomen, da hiefür eine grosse Rohstoffbasis besteht und diese Verbindungen durch die normalen Bakterien des Bodens und des Wassers vollständig abbaubar sind, ohne dass hiebei giftige Zwischenprodukte entstehen, die der Mikroflora des Bodens oder der Gewässer schaden können.
Die neuen Substanzen sind feste, nicht hygroskopische, im allgemeinen fast farblose Substanzen, die
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Die Lösungen dieser neuen Zuckerester reagieren praktisch neutral. Selbst in sehr hartem Wasser oder bei Zusatz von Alkali- oder Erdalkalichloridlösungen entstehen keine Fällungen. In 0, l Mger Lösung er- niedrigen sie die Oberflächenspannung des Wassers auf 30 - 35 dyn/cm. Selbst in sehr verdünnten wässerigen
Lösungen werden sie nur langsam verseift. Ihre Waschwirkung ist bei etwa 400 am besten, was für die
Behandlung von temperaturempfindlichen Geweben sehr vorteilhaft ist. Dank der niedrigen optimalen
Waschtemperatur braucht das Waschwasser nur noch geringfügig erwärmt zu werden.
Es wird also an
Energie gespart. Bei kaltem Wasser entsteht ein gebremster Schaum, eine Eigenschaft, die die erfindungs- gemässen Substanzen besonders für die Wäsche in Waschmaschinen geeignet macht. 0, l-Zige Lösungen werden durch die in natürlichen Wässern enthaltenen Bakterien binnen weniger Stunden biologisch voll- kommen abgebaut.
In den nachstehenden Tabellen sind die Oberflächenspannung, das Schaumvermögen, die Schaum- beständigkeit und das Tauchnetzvermögen der neue'n Substanzen aufgeführt und den entsprechenden
Werten von bekannten Zuckerestern, nämlich Saccharosestearat und Saccharoseoleat, und von bekannten
Waschrohstoffen, nämlich Marseiller-Seife und Tetraprcpylbenzolsulfat, gegenüber gestellt. Die Unter- suchungen wurden, sofern nichts anderes angegeben ist, mit Lösungen von 1, 5 g der Substanz in de- stilliertem Wasser vorgenommen.
A) Bestimmung der Oberflächenspannung
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Die Oberflächenspannung wurde aus der Tropfenzahl nach der Proportionalitätsbeziehung ohne Anwendung von Korrekturformeln ausgerecnnet.
Tabelle 1
Oberflächenspannung der Zuckerester und Vergleichsprodukte bei 200C
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<tb>
<tb> Substanz <SEP> Oberflächenspannung <SEP> (dyn/cm)
<tb> Marseiller <SEP> Seife <SEP> 29, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Tetrapropylbenzolsulfat <SEP> 33, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Saccharoseoleat <SEP> 55, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Saccharosestearat <SEP> (Fp. <SEP> : <SEP> 58-62 C) <SEP> 65, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Saccharose-10-hydroxystearat <SEP> (Fp. <SEP> : <SEP> 57-59 C) <SEP> 37, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Saccharose-12-hydroxystearat <SEP> (Fp. <SEP> : <SEP> 58-62 C) <SEP> 31, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Saccharose-10, <SEP> 12-dihydroxystearat <SEP> (Fp. <SEP> : <SEP> 52-53 C) <SEP> 39, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Saccharose-9, <SEP> 10-dihydroxystearat <SEP> (Fp. <SEP> : <SEP> 45-55 C) <SEP> 34, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Saccharose-9, <SEP> 10, <SEP> 12-trihydroxystearat <SEP> (Fp. <SEP> :
<SEP> 50-590C) <SEP> 35, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Saccharose-12-aminostearat <SEP> (Fp. <SEP> : <SEP> < <SEP> 40 C) <SEP> 33, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Saccharose-12-ketostearat <SEP> (Fp. <SEP> : <SEP> 52-54 C) <SEP> 36, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Saccharose-12-ketoximinostearat <SEP> (Fp.: <SEP> 65 C) <SEP> 34,6
<tb> Saccharose-9, <SEP> (10)-acetamidostearat <SEP> (Fp. <SEP> : <SEP> 56-62 C) <SEP> 33, <SEP> 8 <SEP>
<tb>
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Tabelle l (Fortsetzung)
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<tb>
<tb> Substanz <SEP> Oberflächenspannung <SEP> (dyn/cm)
<tb> Saccharose-9, <SEP> 10-epoxystearat <SEP> (halbfest) <SEP> 39, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Saccharose-12-hydroxy-9,10-epoxystearat <SEP> (halbfest) <SEP> 37, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Saccharose-9, <SEP> (ld)-hydroxy-10, <SEP> (9)-methoxystearat <SEP>
<tb> (Fp. <SEP> :
<SEP> 48-55 C) <SEP> 34, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Saccharose-9, <SEP> (10) <SEP> -hydroxy <SEP> -10, <SEP> (9) <SEP> -propoxystearat <SEP>
<tb> (halbfest) <SEP> 36, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Saccharose-12,9,(10)-dihydroxy-10,(9)-methoxystearat
<tb> (Fp. <SEP> : <SEP> < <SEP> 400C) <SEP> 35, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Saccharose-12,9,(10)-dihydroxy-10,(9)-propoxystearat
<tb> (halbfest) <SEP> 37,2
<tb>
B) Bestimmung des Schaumvermögens und der Schaumbeständigkeit
Bei der Bestimmung des Schaumvermögens und der Schaumbeständigkeit kam die deutsche Norm DIN 53902 zur Anwendung. An Stelle der in dieser Norm angeführten Vergleichslösung (NatriumoleatLösung) wurden Marseiller-Seife und Dodecylbenzolsulfonat zum Vergleich herangezogen. Die Messungen wurden bei 400C mit den Lösungen in Wasser von 100 dh vorgenommen.
Tabelle 2
Schaumvermögen und Schaumbeständigkeit der Zuckerester und
Vergleichsprodukte bei 400C
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<tb>
<tb> Substanz <SEP> Schaum <SEP> Schaumbeständigkeit <SEP> nach
<tb> vermögen <SEP> 1 <SEP> min <SEP> 5 <SEP> min <SEP> 10 <SEP> min
<tb> Marseiller <SEP> Seife <SEP> 100, <SEP> 0 <SEP> 100 <SEP> 99, <SEP> 0 <SEP> 97, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Tetrapropylbenzolsulfat <SEP> 84, <SEP> 8 <SEP> 100 <SEP> 96, <SEP> 0 <SEP> 75, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Saccharoseoleat <SEP> 3, <SEP> 9 <SEP> 100 <SEP> 60, <SEP> 7 <SEP> 36, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Saccharosestearat <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP> 100 <SEP> 79, <SEP> 2 <SEP> 74, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Saccharose-10-hydroxystearat <SEP> 24,3 <SEP> 100 <SEP> 37, <SEP> 8 <SEP> 18, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Saccharose-12-hydroxystearat <SEP> 11,5 <SEP> 100 <SEP> 30, <SEP> 1 <SEP> 27, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Saccharose-10,
<SEP> 12-hydroxy- <SEP>
<tb> stearat <SEP> 24, <SEP> 8 <SEP> 100 <SEP> 51, <SEP> 5 <SEP> 31, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Saccharose-9,10-dihydroxystearat <SEP> 20, <SEP> 3 <SEP> 100 <SEP> 27, <SEP> 2 <SEP> 15, <SEP> 9 <SEP>
<tb> Saccharose-9, <SEP> 10, <SEP> 12-trihydroxy- <SEP>
<tb> stearat <SEP> 14, <SEP> 8 <SEP> 100 <SEP> 69,1 <SEP> 27,3
<tb> Saccharose-12-aminostearat <SEP> 17,5 <SEP> 100 <SEP> 56, <SEP> 8 <SEP> 36, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Saccharose-12-ketostearat <SEP> 17,6 <SEP> 100 <SEP> 73, <SEP> 4 <SEP> 65, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Saccharose-12-ketoximinostearat <SEP> 11, <SEP> 9 <SEP> 100 <SEP> 82, <SEP> 6 <SEP> 68, <SEP> 6 <SEP>
<tb>
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Tabelle 2 (Fortsetzung)
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<tb>
<tb> Substanz <SEP> Schaum-Schaumbeständigkeit <SEP> nach
<tb> vermögen <SEP> 1 <SEP> min <SEP> 5 <SEP> min <SEP> 10 <SEP> min
<tb> Saccharose-9,
<SEP> 10-acetamido- <SEP>
<tb> stearat <SEP> 11, <SEP> 8 <SEP> 100 <SEP> 66, <SEP> 6 <SEP> 56, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Saccharose-9, <SEP> 10-epoxystearat <SEP> 15,7 <SEP> 100 <SEP> 86, <SEP> 7 <SEP> 83, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Saccharose-12-hydroxy-
<tb> - <SEP> 9, <SEP> 10 <SEP> -epoxystearat <SEP> 17, <SEP> 4 <SEP> 100 <SEP> 41, <SEP> 4 <SEP> 25, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Saccharose-9, <SEP> (10)-hydroxy-
<tb> - <SEP> 10, <SEP> (9) <SEP> -methoxystearat <SEP> 36, <SEP> 9 <SEP> 100 <SEP> 41, <SEP> 4 <SEP> 35, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Saccharose-9, <SEP> (10)-hydroxy- <SEP>
<tb> - <SEP> 10, <SEP> (9) <SEP> -propoxystearat <SEP> 15, <SEP> 8 <SEP> 100 <SEP> 40, <SEP> 0 <SEP> 34, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Saccharose-12, <SEP> 9, <SEP> (10) <SEP> -dihy- <SEP>
<tb> droxy-10, <SEP> (9)-methoxystearat <SEP> 29, <SEP> 1 <SEP> 100 <SEP> 55, <SEP> 5 <SEP> 38, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Saccharose-12, <SEP> 9,
<SEP> (10) <SEP> -dihy- <SEP>
<tb> droxy-10, <SEP> (9)-propoxystearat <SEP> 32, <SEP> 1 <SEP> 100 <SEP> 36, <SEP> 9 <SEP> 23, <SEP> 2 <SEP>
<tb>
C) Bestimmung des Tauchnetzvermögens
Die Bestimmung des Tauchnetzvermögens erfolgte nach DIN 53901, wobei nur die Lösungen in destilliertem Wasser bei einer Temperatur von 400C untersucht wurden. Der Einfachheit halber wurde abweichend von der Normvorschrift das Tauchnetzvermögen durch Vergleich der Netzzeiten bei konstanter Lösungskonzentration ermittelt.
Tabelle 3
Tauchnetzvermögen der Zuckerester und Vergleichsprodukte bei 400c
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<tb>
<tb> Substanz <SEP> Netzvermögen
<tb> sec
<tb> Marseiller-Seife <SEP> 24
<tb> Tetrapropylbenzolsulfat <SEP> 58
<tb> Saccharoseoleat <SEP> 74
<tb> Saccharosestearat <SEP> 81
<tb> S <SEP> accharose-10-hydroxystearat <SEP> 74
<tb> Saccharose-12-hydroxystearat <SEP> 67
<tb> Saccharose-10,12-dihydroxystearat <SEP> 75
<tb> Saccharose-9, <SEP> 10-dihydroxystearat <SEP> 61
<tb> Saccharose-9,10, <SEP> 12-trihydroxystearat <SEP> 97
<tb> Saccharose <SEP> -12 <SEP> -aminostearat <SEP> 73
<tb> Saccharose <SEP> -12 <SEP> -ketostearat <SEP> 66
<tb> Saccharose <SEP> -12 <SEP> -ketoximinostearat <SEP> 67 <SEP>
<tb> Saccharose-9, <SEP> 10-acetamidostearat <SEP> 65
<tb> Saccharose-9, <SEP> 10-epoxystearat <SEP> 58
<tb>
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Tabelle 3 (Fortsetzung)
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<tb>
<tb> Substanz <SEP> Netzvermögen
<tb> sec
<tb> Saccharose-12-hydroxy-9, <SEP> 10-epoxy- <SEP>
<tb> stearat <SEP> 84
<tb> Saccharose-9, <SEP> (10)-hydroxy-l0, <SEP> (9)-meth- <SEP>
<tb> oxystearat <SEP> 59
<tb> Saccharose-9, <SEP> (10)-hydroxy-10, <SEP> (9)-propoxy- <SEP>
<tb> stearat <SEP> 56
<tb> Saccharose-12, <SEP> 9, <SEP> (10) <SEP> -dihydroxy- <SEP>
<tb> - <SEP> 10, <SEP> (9)-methoxystearat <SEP> 54
<tb> Saccharose-12, <SEP> 9, <SEP> (10) <SEP> -dihydroxy- <SEP>
<tb> - <SEP> 10, <SEP> (9)-propoxystearat <SEP> 53
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1. Waschmittel, gekennzeichnet durch einen Gehaltan Estern von Mono- oder Disacchariden und gesättigten Fettsäuren mit 12-22 Kohlenstoffatomen, die mindestens eine schwach hydrophile
Gruppe in der Fettsäurekette enthalten.