Schwachschäumendes, biochemisch abbaubares, flüssiges Waschmittel
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein schwachsehäumendes, biochemisch abbaubares flüssiges Waschmittel für universelle Haushaltzwecke. Insbesondere betrifft die Erfindung ein flüssiges, biochemisch abbaubares Waschmittel mit einem hohen Gehalt an Alkalimetallseifen, bei welchem Waschmittel auch bei Temperaturen unterhalb 10 C keine Phasentrennung stattfindet und welches bei seiner Verwendung einen gebundenen Schaum bildet. Die Erfindung bezieht sich weiters auf ein Verfahren zur Herstellung solchen Waschmittels.
Obgleich Seife das am meisten verwendete Waschmittel ist, stehen ihr seit geraumer Zeit die nicht seifenartigen Waschmittel als Konkurrenzprodukte gegen über, um mit diesen einige Unzulänglichkeiten, die bei der Verwendung der traditionellen Seifen auftreten, zu eliminieren.
Diese synthetischen Reinigungsmittel, welche bekanntlich auf der Gegenwart von oberflächenaktiven Mitteln basieren, können allgemein in drei grosse Klassen als Funktion der Eigenart der zugegenen oberflächenaktiven Verbindung unterteilt werden. Genauer gesagt sind zu unterscheiden 1) anionische oberflächenaktive Mittel, 2) kationische oberflächenaktive Mittel und 3) nichtionische oberflächenaktive Mittel. Synthetische Waschmittel auf der Basis von Gemischen von verschiedenen Klassen angehörenden oberflächenaktiven Mitteln, die daher ausserhalb der vorstehenden Klassifizierung liegen, sind ebenfalls bekannt.
Die in jüngerer Zeit entwickelten Waschmittel sind die sogenannten sch aummildernden oder < schaumgebremsten > Waschmittel, deren Komponenten Verbindungen umfassen, welche die Schaumbildung auf ein Minimum reduzieren, damit die Waschmittel gewissen speziellen Anwendungen, bei denen die Gegenwart von Schaum zu keineswegs vernachlässigbaren Nachteilen Anlass gibt, zu entsprechen.
Es ist weiters bekannt, dass die derzeit im Handel befindlichen Waschmittel Eigenschaften besitzen, die für bestimmte Verwendungszwecke befriedigend sind, es ist jedoch ebenso bekannt, dass diese Verwendungszwecke weitgehend begrenzt sind. So gibt es Waschmittel für Waschmaschinen, andere für Geschirrspülmaschinen und wiederum andere zum Waschen von Wolle, Seide und anderen empfindlichen Geweben usw. Obzwar diese Produkte weitverbreitet verwendet werden und im Bereich ihres Verwendungsgebietes zufriedenstellende Ergebnisse liefern, ist es leicht einzusehen, dass ihre grosse Zahl allein schon einen bedeutenden Nachteil darstellt.
Dem Fachmann sind die vielen Probleme, die zur Perfektionierung eines Waschmittels in Angriff genommen und gelöst werden müssen, und die vielen Erfordernisse, welche bei der Erzeugung solcher Produkte berücksichtigt werden müssen, bekannt. Tatsächlich muss ein Waschmittel, welches beispielsweise zur Verwendung in automatischen Waschmaschinen bestimmt ist, gleichzeitig folgenden Anforderungen gerecht werden:
1) Praktisch sofortige Löslichkeit in Wasser, auch bei Raumtemperatur.
2) Hohe Dispergierkraft in bezug auf die in Wasser von durchschnittlicher Härte zugegenen Erdalkalimetallionen.
3) Waschwirkung in einem Temperaturbereich von wenigstens 10 bis 800 C, die mit jener der besten Haushalts-Waschseifen vergleichbar sein muss. Bekanntlich entfernt letztere in wirksamster Weise den Schmutz von Textilfasern, indem sie ihn in der Waschflüssigkeit suspendiert und sein Wiederabsetzen verhindert. Diese Wirksamkeit steht in einem engen Zusammenhang mit der Micellaggregation von Seifen in Lösung und mit der Stabilität ihres pH-Wertes.
4) Eine Alkalinität, die die Fasern auch der empfindlichsten Gewebe nicht angreift. Es wurde im Zuge von Versuchen gefunden, dass zur Erfüllung dieser Erfordernisse der pH-Wert unter 10 liegen muss.
5) Abwesenheit von Hilfsmitteln, welche zu kiesel säureartigen Ablagerungen während des Waschens führen und dadurch die Fasern härten würden, sowie Ab wesenheit von oxydierenden Hilfsmitteln, wie Natriumperborat, welche die Fasern beschädigen.
6) Stabilität des pH-Wertes von weniger als 10 auch während langer Lagerungsdauer.
7) Das Produkt darf sich während der Lagerung nicht verändern und muss gegen Temperaturschwankungen unempfindlich sein.
8) Abwesenheit oder Verminderung des Schaumes während des Waschens (schaumgebremst).
Es ist leicht festzustellen, dass die derzeit auf dem Markt befindlichen Waschmittel, und zwar sowohl die bei denen die Waschwirkung auf oberflächenaktiven Verbindungen mit obligatorischen oxydierenden Hilfsmittel, als auch die, bei denen sie auf der Wirkung von Seife basiert, die oben angeführten Erfordernisse nicht gleichzeitig erfüllen. Weiters ist zu beachten, dass der Grossteii der derzeit verwendeten Waschmittel nicht einmal den wichtigsten Erfordernissen gleichzeitig gerecht wird. Die derzeitigen Waschmittel sind weiters nur in sehr geringem Ausmass biochemisch abbaubar.
Das schwach schäumende, biochemisch abbaubare, flüssige Waschmittel gemäss vorliegender Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer wässrigalkoholischen Lösung mit Erdalkaliseifen dispergierender undioder sequestrierender Wirkung besteht, die nicht weniger als 38 Gew.-O/o wenigstens einer Alkalimetallseife von einer ungesättigten Fettsäure mit 14 bis 22 Kohlenstoffatomen und/oder gesättigten Fettsäure mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und/oder Harzsäure und 0,05 bis 1 Gew.-0/o eines Antischaummittels, das aus einem oder mehreren Alkalisilikonen besteht, sowie zumindest einen Zusatzstoff enthält.
Vorzugsweise enthält das Waschmittel zusätzlich 1 bis 15 Gew.- /o einer organischen Verbindung als Fliess- und Benetzungszusatz, 1 bis 10 Gew.-O/o einer organischen Verbindung mit Emulgierwirkung, 0,0#1 bis 0.1 Gew.- io eines optischen Aufhellers und Riechstoffe.
Weitere Einzelheiten sind der Beschreibung eines Waschmittels und eines vorzugsweisen, jedoch nicht ausschliesslichen Verfahrens zu seiner Herstellung in den nachfolgenden, in keiner Weise einschränkenden Beispielen zu entnehmen.
Beispiel 1
400 g gesättigte und ungesättigte Fettsäuren mit Molekülen von 12 bis 22 Kohlenstoffatomen in der Kette, wie Laurinsäure, Palmitoleinsäure, Malmitinsäure, Oleinsäure, Linolsäure, Erucasäure, werden in einem mit einem Rührer, einem Kühlmantel oder einer Kühlschlange und einem Rückflusskühler ausgerüsteten geschlossenen Kessel eingebracht und sodann mit 450 kg einer wässrig-alkoholischen KOH-Lösung versetzt.
Diese Lösung wird aus gleichen Volumen Wasser und eines einwertigen Alkohols mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und mit einer KOH-Menge, die knapp im Überschuss zu der für die Neutralisierung der Fettsäuren erforderlichen theoretischen Menge liegt, hergestellt. Während der Verseifungsreaktion, die bei Raumtemperatur durchgeführt wird, wird das Gemisch dauernd gerührt und steigt seine Temperatur spontan auf 70' C an. Nachdem die ganze wässrig-alkoholische Lösung zugegeben ist, wird annähernd weitere 10 Minuten lang gerührt und mit dem Abkühlen des Gemisches, immer unter ständigem Rühren, begonnen.
Während dieser Stufe werden 150 kg Dispergier und/odel Entziehungsmittel für Erdalkalimetailverbin- dungen, welche Mittel aus der Klasse umfassend hydroxylierte Fettsäureester, oxyäthylenierte Phenolester, Verbindungen von Polyäthylenglykol mit Fettsäuren, poly-oxyäthylenierte und/oder sulfonierte höhere Fettalkohole sowie polyaminocarboxylierte-, alkylsulfonierte-, alkyl-aryl sulfonierte höhere Fettalkohole usw., sowie 150 kg Benetzungs- bzw. Fliessmittel von der Art des Glyzerins, Äthylenglykols, Polyäthylenglykols, mit einem Molekulargewicht von 200 bis 600, und 50 kg einer Verbindung mit Emulgierwirkung der Äthanolaminklasse zusammen mit 500 g eines optischen Bleichmittels und 500 g eines Silikon-Antischaummittels, sowie schliesslich Riechessenzen zugegeben.
Nach dem Abkühlen ist das flüssige Waschmittel ein vollkommen gleichförmiges Produkt, bei dem auch bei Temperaturen unter 100 C keine Phasentrennung stattfindet und welches unmittelbar in kaltem Wasser löslich ist. Wiederholte Versuche in Waschmaschinen, bei denen sowohl kaltes Wasser als auch heisses Wasser verwendet wurde, führten in jeder Hinsicht zu ausgezeichneten Ergebnissen.
Das nach diesem Beispiel hergestellte Waschmittel kann in vorteilhafter Weise zur Behandlung von Kleidungsstücken aus Wolle und Seide und von Stoffen mit empfindlichen Farben, die auch nach Waschen in kaltem Wasser eine überraschende Weichheit und einen schönen Fabrglanz zeigen, verwendet werden. Ein weiterer Vorteil des flüssigen Waschmittels ist darin zu erblicken, dass nach Beendigung der manuellen Wäsche die Haut der Hände angenehm weich ist, in keiner Weise gereizt wird und absolut kein unangenehmes Gefühl verspürbar ist. Das flüssige Waschmittel ist auch sehr gut zum Waschen von Töpfen, Schüsseln und Tellern verwendbar, wobei dieser Waschvorgang manuell oder vermittels automatischer Geschirrspülmaschinen vorgenommen werden kann. Die erfindungsgemässen Waschmittel besitzen eine ausgezeichnete Entfettungswirkung und sind nicht korrosiv.
Die Entfettungswirkung ist insbesondere für die Reinigung sanitärer Einrichtungen im allgemeinen, zu welchem Zweck nur ein mit etwas Waschmittel gemäss den angegebenen Beispielen getränkter Schwamm erforderlich ist, geeignet.
Weiters eignet sich das flüssige Waschmittel ausgezeichnet zum Waschen von mit Öl verschmutzten Behältern, Kraftfahrzeugkarosserien und zum reinigen von mit Mineralöl verschmutzten Händen.
Überraschenderweise ist das in den Beispielen dargestellte, flüssige Waschmittel gegenüber den bekannten Produkten in einem vollkommen neuen Gebiet verwendbar. In der Tat, in an sich bekannte Dosiervorrichtungen eingebracht eignet sich das flüssige Produkt äusserst zufriedenstellend zur persönlichen Reinigung, da es hauptsächlich auf reinen Fettsäureseifen aufgebaut ist und Hilfsstoffe enthält, welche gewöhnlich in Toiletteartikeln verwendet werden. Das angegebene flüssige Waschmittel stellt demnach ein neues Konzept für gewisse Verwendungsgebiete in der Toilettartikelbranche dar. Tatsächlich erfolgt die persönliche Reinigung wegen der schwachen Schaumkraft des Produktes rasch und in angenehmer Weise.
Alle Reinigungs- und/ oder Waschversuche haben bestätigt, dass das gezeigte flüssige Waschmittel für alle die zahlreichen Haushaltzwecke brauchbar und folglich unentbehrlich ist und dies insbesondere auf grund seiner besonderen Zusammensetzung und auf grund der Abwesenheit von chemischen Bleichmitteln und anorganischen Alkalisalzen und weil eine nur geringe Schaumbildung stattfindet.
Das Produkt ist universell verwendbar. Es ist offensichtlich, dass wenn man eine Bleichwirkung bei Stoffen oder fleckigen Tischtüchern usw. erzielen will, an sich bekannte Bleichmittel zugesetzt werden müssen.
Beispiel 2
Es wird wie in Beispiel 1 angegeben gearbeitet, wobei der einwertige Alkohol durch ein Gemisch von ein- und zweiwertigen Alkoholen mit einer maximalen Kohlenstoffanzahl von 6 ersetzt und die Art und Menge der Alkaliseife sowie die Prozentanteile und Arten der Verbindungen mit Dispergier- und/oder Entziehungswirkung für Erdalkalimetallseifen sowohl durch Veränderung der Prozentanteile oder Arten der organischen Verbindungen mit Fliess- und Benetzungseigenschaften als auch durch Zugabe geeigneter oberflächenaktiver Produkte für Waschzwecke variiert wurden.
In jedem Falle besitzt das Waschmittel als Haupt waschkomponente die Alkalimetallseife von Fettsäuren, wenn man die einzelnen Prozentanteile anderer geeigneter Waschmittel, falls diese zugegen sind, betrachtet. Zwei Waschmittel gemäss obigem Beispiel hatten folgende Gewichtszusammensetzung:
1) Alkaliselle von Fettsäuren 40 O/o Alkaükolophoniumseife 5 O/o
Wasser-Alkohol-Lösung, flüchtig bei 1000 C 32 O/o
Polyaminocarboxylate 8 O/o
Sulfonate höherer Fettalkohole 3,5 Oio
Polyäthylcnglykol, Molgew.
600 5 O/o Äthanolamin 5 o/o
Antischaummittel (Silikone) zugegen
Optische Bleichmittel zugegen
Riechstoffe zugegen 2) Alkaliseife von Fettsäuren 48 Oio Natrinnisulforleinat 10 O/cr
Wasser-Alkohol-Lösung, flüchtig bei 1000 C 25 O/o
12 O/o
Athanolamin 4,8 O/o
Antischaummittel (Silikone) zugegen
Optisches Bleichmittel zugegen
Riechstoffe zugegen
Beispiel 3
Es wurde ein flüssiges Waschmittel hergestellt, welches gemäss der Erfindung ein chemisches und/oder optisches Bleichmittel enthält, um den Bleichmittelzusatz in den vorerwähnten Fällen nicht getrennt vornehmen zu müssen.
350 kg ungesättigte Fettsäuren mit einem Gehalt von 16 bis 18 Kohlenstoffatomen pro Molekül, wie Palmitoleinsäure, Oleinsäure und Lino- säure werden wie gemäss Beispiel 1 in einen geschlossenen Behälter eingebracht und mit 650 kg einer wässrig-alkoholischen KOH-Lösung versetzt. Diese Lösung wird mit gleichen Volumen Wasser und eines einwertigen Alkohols mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und einem Zusatz an KOH, der knapp im Überschuss zu der für die Neutralisierung der Fettsäuren erforderlichen theoretischen Menge liegt, hergestellt. Während der Verseifungsreaktion wird ständig gerührt und steigt die Temperatur auf etwa 700 C an.
Das Rühren wird etwa weitere 10 Minuten lang nach Beendigung des Zusatzes der Wasser-Alkohol-Lösung fortgesetzt, wonach unter dauerndem Rühren des Gemisches mit dessen Abkühlung eingesetzt wird. Während dieser Stufe werden 500 g eines Silikon-Antischaummittels zusammen mit 50 kg eines Erdalkalimetallseifen Dispergiermittels, ausgewählt aus der Klasse umfassend hydroxylierte Fettsäureester, Phenolester, polyoxyäthyllenierte unuioder sulfonierte, alkylsulfonierte, aralkylsulfonierte, polyaminocarboxylierte höhere Fettalkohole und 3 kg eines chemischen Bleichmittels, ausgewählt aus aktiven anorganischen und organischen Chlorierungsmitteln, wie Natriumhypochlorit, Hypochlorit mit organischen und anorganischen Basen, aktive Chloramide zugesetzt.
Weiters erfolgt während dieser Stufe eine Zugabe von 500 g eines optischen Bleichmittels sowie eine solche von Riechstoffen.
Nach beendeter Abkühlung ist das Produkt ge brauchsfertig und weitgehendst klar und farblos. Eine Probe hiervon, die lange Zeit auf einer Temperatur von 60 C gehalten wurde, war vollkommen flüssig und freifiiessend,so dass sie leicht mit einer Pumpe umgefüllt werden konnte, und hatte ihre ursprüngliche Klarheit bewahrt. Eine 1 gew.-0/oige wässerige Lösung der Probe hatte einen pH-Wert von weniger als 10.
Das Verfahren wurde wiederholt, wobei als Wasser Alkohol-Gemisch volumetrische Anteile von Wasser und Alkohol im Bereich von 0,5:1,5 bis 1,5:0,5 und auch zweiwertige Alkohole, wobei die Anzahl der Kohlenstoffatome in der Kette nie mehr als 6 betrug, verwendet wurden. Desgleichen wurden andere chemische und optische Bleichmittel an sich bekannter Art verwendet. Die erhaltenen Waschmittel hatten in jedem Falle die erwähnten Merkmale und Eigenschaften und waren besonders zur Verwendung in Waschmaschinen geeignet.
Beispiel 4
Das in Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde wiederhoit, wobei an Stelle des einwertigen Alkoholes ein Gemisch von aliphatischen einwertigen Alkoholen mit einem Gehalt von höchstens 6 Kohlenstoffatomen im Molekül verwendet wurden. Die gebrauchsfertig erhaltenen Waschmittel hatten folgende Gewichtszusammensetzung:
:
Kaliumsalz ungesättigter Fettsäuren (Cto < t 45 O/o
Wasser-Alkohol-Lösung, flüchtig bei 1000 C 40 O/o
Sulfonierte Ricinusölverbindung (Dispergiermittel für Erdalkali metallseifen) 12 O/o
Silikone (Antischaummittel) zugegen
Aktives Chloramid (chemisches
Bleichmittel, annähernd) 2,5 O/o
Optisches Bleichmittel zugegen
Riechstoffe zugegen
Vergleichsversche mit bekannten Waschmitteln haben gezeigt, dass die Produkte gemäss den vorstehenden Beispielen hinsichtlich minimaler Schaumbildung und tatsächlicher Waschkraft weitaus überlegen sind.
Weiters bleiben Stoffe die wiederholt mit den angegebenen Waschmitteln behandelt werden, immer weich im Griff und ist die Zug- und Torsionsfestigkeit fast genau dieselbe wie vor dem Waschen. In jedem Falle konnte beobachtet werden, dass die derzeit im Handel befindlichen Produkte, die eine gewisse Waschwirksamkeit besitzen und schaumgemildert sind, immer in Pulverform vorliegen und in kaltem Wasser (Vorwä sche) wie auch in heissem Wasser nicht sehr löslich sind. Ein bedeutender Vorteil der gezeigten Waschmittel ist in der Einfachheit der zur Durchführung des Verfahrens zu ihrer Herstellung erforderlichen Einrich- tung zu erblicken, die tatsächlich auf das zum Mischen der oben angegebenen Komponenten erforderliche Minimum beschränkt ist.
Beispiel 5
Die Verwendung von im Handel erhältlichen Waschmitteln aus Seifenbasis führte immer zum Absetzen von Erdalkalimetallseifen während der Schwemmstufe, welche Stufe in einem gewöhnlichen Arbeitsablauf einer Waschmaschine vorgesehen ist. Es ist eine allgemeine Tatsache, dass das Schwemmen zu dem Zweck erfolgt, die Seifen- oder Waschmittelspuren, die auf den vorher behandelten Stoffasern zurückgeblieben sind, zu entfernen, und dass zu diesem Zweck grosse Mengen kalten Wassers mit dem Stoff während des Schwemmvorganges in Berührung gebracht werden.
Dies bedeutet, dass die geringen restlichen Seifen- und Waschmittelmengen neuerlich mit grossen Mengen an in einem Wasser mittlerer Härte zugegenen Erdalkalimetallsalzen zusammen gebracht werden, durch welch letztere praktisch die gesamte restliche Seife in Erdalkalimetaliseifen übergeführt wird. Die anfänglich in der Waschmittelzusammensetzung zugegenen Verbindungen mit Enthärtungs- und Dispergierwirkung sind in der Praxis während der Schwemmstufe nur mehr in vernachlässigbaren Mengen vorhanden und daher nicht in der Lage, die Bildung von Erdalkalimetallseifen, welche unweigerlich eintritt, solange restliche Seife oder Waschmittel nicht aus dem Stoff ausgeschwemmt sind, zu verhindern oder wenigstens diese Seifen zu dispergieren Die so gebildeten und im Schwemmwasser ausgefällten Erdalkalimetallseifen sammeln sich auf den Stoffasern an,
welcher Vorgang noch dadurch begünstigt wird, dass in fast allen Waschmaschinen Lochtrommeln vorhanden sind, mit welchen das Schwemmwasser abgeschleudert und durch den Stoff filtriert wird, auf welchem sich die im Wasser suspendierten Erdalkalimetallseifenteilchen ab- und festsetzen.
Um diesem Nachteil zu begegnen, wurden bereits Versuche angestellt, um eine Verbindung aufzufinden, welche auf Erdalkalimetallseifen eine dispergierende Wirkung ausübt und folgende Eigenschaften besitzt:
1. Chemische Affinität zu den Komponenten des flüssigen Waschmittels, so dass sie die allgemeinen positiven Eigenschaften desselben nicht nachteilig beeinflusst, sondern vielmehr verbessert.
2. Mit steigender Temperatur abnehmende Löslichkeit in wässerigem Medium. Genauer gesagt bedeutet dies bei einer üblichen Waschtemperatur von etwa 80 C und einer Schwemmtemperatur bei der normalen Wassertemperatur eine praktisch vernachlässigbare Löslichkeit um 800 C und eine vollkommene Löslichkeit bei Raumtemperatur. Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Polyoxyäthylen-Additionsverbin- dungen der Formel R (CH2OCH)X, worin x grösser als 6 ist und R für einen an Athylenoxyd anlagerbaren Rest, wie einen Alkyl-, Aryl- oder Aralkylrest steht, in zufriedenstellender Weise die Eigenschaft, bei Raumtemperatm vollkommen löslich und um 800 C praktisch unlöslich zu sein und eine vollkommene Affinität zu den anderen Komponenten des flüssigen Waschmittels gemäss den vorhergehende Beispielen zu besitzen, aufweist.
247 kg Oleinsäure und 110 kg Ricinusöl werden zusammen mit 416,5kg wässerig-alkoholischer KOH Lösung (bestehend aus 120kg Äthylalkohol, 16,5kg Isopropylalkohol, 202,2 kg Wasser und 77,8 kg KOH) in den Behälter eingebracht.
Während der Verseifungsreaktion wurde konstant gerührt und bei Beginn der Abkühlung werden immer unter dauerndem Rühren, 4kg Silikone als Antischaummittel, sodann 55 kg Erdalkalimetallseifen, Dispergiermittel, bestehend aus 40 kg Isooctylphenol entsprechend der Formel R(CH#OCH2)7 und 15 kg Natriumsulforicinat, sodann 39 kg des Tetranatriumsalzes der Äthylendiamintetraessigsäure als Dispergier- und Sequestrationsmittel, für Erdalkaliseifen, hierauf 78 kg Äthylenglykol7 50 kg Diäthanoiamin als Emulgiermittel und 0,500 kg optisches Bleichmittel und Riechstoffe zugesetzt.
Nach dem Abkühlen war das Waschmittel gebrauchsfertig und flüssig und es fand bei einer Temperatur von 0 C keine Phasentrennung statt. Während Versuchen zur Prüfung der wiederholten Verwendung dieses Produktes in Waschmaschinen konnte beobachtet werden, dass auch nicht die geringste Ablagerung von Erdalkalimetallseifen auf Stoffen stattfand und dass diese während der Schwemmstufe weder in die Fasern eindrangen noch sich auf diesen festsetzten.
Dieses Ergebnis ist darauf zurückzuführen, dass diese Verbindung während der Waschstufe mit heissem Wasser nicht vollständig entfernt wird, sondern dass vielmehr ein grosser Teil hiervon. auf den Fasern haften bleibt, welcher nachher während der kritischen Kalt schwemmstufe verfügbar wird und seine Dispergierwirkung auf Erdalkalimetallseifen ausüben kann.
Beispiel 6
Es wird wie in Beispiel 5 beschrieben gearbeitet, wobei entweder der einwertige Alkohol durch ein Gemisch aliphatischer einwertiger Alkohole mit maximal 6 Kohlenstoffatomen ersetzt oder der Wert von x und R in dei Formel der Enthärtungs-Dispergierkomponente verändert wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine Vielzahl von Waschmitteln herzustellen, die alle in einem mehr als zufriedenstellenden Ausmass die oben angegebenen Eigenschaften aufweisen. Die besten Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn die Zahl der Äthereinheiten (-CH2-O-CH2-) zwischen 16 und 18 liegt.
Die erhaltenen Waschmittel haben folgende Gewichtszusammensetzung:
Kaliumseife ungesättigter Fett säuren C18 42 i'o
Wasser-Alkohol-Lösung, flüchtig bei 100" C 34 O/o
Diäthanolamin 5 Olcu Polyaminocarboxylat 4 Olcu Polyoxyäthylenierte alkyl aromatische Verbindung 3,9 O/o
Natriumsulforicinat 1,5 O/o Athylenglykol 7,8 0/##
Glycerin 1 O/o
Silikone zugegen
Optisches Bleichmittel zugegen
Riechstoffe zugegen
Das nach dem vorstehenden Beispiel erhaltene Waschmittel hatte folgende Eigenschaften:
Flüssig und einheitlich auch bei Temperaturenunterhalt + 100 C.
Nach den Einfrieren wird es zu einer einheitlichen Flüssigkeit ohne Anzeichen einer Phasentrennung rückgebildet.
Vollkommen gebundener Schaum trotz hoher Konzentration an Alkaliseifen; universelle Verwendbarkeit, d. h. sowohl für persönliche Körperpflege als auch für Haushalts- und Industriezwecke.
Bei den in den Beispielen dargestellten Waschmitteln wurde besonders auf einen grossen Fliessfähigkeitsbereich und auf Leichtflüssigkeit, Abwesenheit von ungelösten Bestandteilen, Abwesenheit von Angriff der Textilfaser, Abwesenheit oder Beschränkung der Schaumentwicklung während der ganzen Waschdauer und gute Waschwirkung unter automatischen oder manuellen Waschbedingungen auch bei Temperaturen, die ziemlich nahe bei Raumtemperatur liegen, besonders Bedacht genommen.
Diese Waschmittel sind vorteilhaft auf allen möglichen Verwendungsgebieten im Haushalt, einschliesslich der raschen persönlichen Körperpflege, sowie in grossem Masstab auf den verschiedensten industriellen Verwendungsgebieten, in welchen sie eingesetzt werden können. Die gezeigten flüssigen Waschmittel weisen auch folgende Eigenschaften auf:
1. Flüssiges und gleichförmiges Produkt ohne Phasentrennung auch bei Temperaturen unter 100 C.
2. Maximale Konzentration an reinen Alkaliseifen von Fettsäuren.
3. Vollkommene Abwesenheit anorganischer Alkalisalze.
4. Vollkommene Abwesenheit chemischer Bleichmittel (Chlor, abgebende Salze, Oxydationsmittel der Perborattype, Reduktionsmittel).
5. Maxmale Waschkraft auch in kaltem Wasser und sofortige Lösung in demselben.
6. Keine schädigende Wirkung auch nicht gegen über den empfindlichsten Fasern, wie Wolle und Seide.
7. Keine Bleichwirkung auf Bekleidungsstücke oder Gewebe mit empfindlichen Farben.
8. Die Eigenschaft, alle Kleidungsstücke und Gewebe, die gewaschen werden, weich zu machen.
9. Entfettende Wirkung bei Geschirr im allgemeinen, bei Böden und sanitären Anlagen.
10. Keine Reizwirkung auf die Haut de Hände, sondern im Gegenteil eine die Haut weich machende Wirkung.
Das beschriebene Waschmittel kann leicht durch übliches Schwemmen, wie es beispielsweise in automatischen Waschmaschinen vorgesehen ist, aus dem gewaschenen Gewebe entfernt werden und gewährleistet überdies die vollkommene Abwesenheit von unangenehmen und anhaftenden Gerüchen am frisch gewa: schenen und sodann getrockneten und gebügelten Gewebe. Zu diesem Zweck weist es eine Zusammensetzung auf, welche die Bildung von Erdalkalimetallseifen, insbesondere bei der Phase oder den Phasen der Zufuhr von kaltem Schwemmwasser, weitgehend verhindert oder dispergiert.
Weiters ist das beschriebene Waschmittel auch bei niederen Temperaturen durchsichtig oder durchscheinend und möglicherweise gefärbt, so dass auch bei Temperaturen unterhalb +100 C keine Ausfällung oder Phasentrennung eintritt.
Die vorstehend beschriebene Erfindung kann in vieler Hinsicht variiert und modifiziert werden, wie auch die verwendeten Materialien in grösseren Konzentrationsbereichen als in den angegebenen eingesetzt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
Low foaming, biochemically degradable, liquid detergent
The present invention relates to a low-foaming, biochemically degradable liquid laundry detergent for general household purposes. In particular, the invention relates to a liquid, biochemically degradable detergent with a high content of alkali metal soaps, in which detergent no phase separation takes place even at temperatures below 10 ° C. and which forms a bound foam when it is used. The invention further relates to a method for producing such detergents.
Although soap is the most widely used detergent, it has for some time been competing with non-soap detergents in order to eliminate some of the shortcomings associated with the use of traditional soaps.
These synthetic detergents, which are known to be based on the presence of surface-active agents, can generally be divided into three broad classes as a function of the nature of the surface-active compound present. More specifically, a distinction must be made between 1) anionic surfactants, 2) cationic surfactants and 3) nonionic surfactants. Synthetic detergents based on mixtures of surface-active agents belonging to different classes, which are therefore outside the above classification, are also known.
The detergents developed recently are the so-called foam-reducing or <foam-retarded> detergents, the components of which include compounds that reduce foam formation to a minimum, so that the detergents for certain special applications, in which the presence of foam gives rise to disadvantages that are by no means negligible, correspond to.
It is also known that the detergents currently on the market have properties which are satisfactory for certain uses, but it is also known that these uses are largely limited. There are detergents for washing machines, others for dishwashers and others for washing wool, silk and other delicate fabrics, etc. Although these products are widely used and give satisfactory results in their field of application, it is easy to see that their large number alone already represents a significant disadvantage.
Those skilled in the art are aware of the many problems which must be addressed and resolved in order to perfect a detergent composition and the many requirements which must be considered in the manufacture of such products. In fact, a detergent that is intended for use in automatic washing machines, for example, must also meet the following requirements:
1) Almost instant solubility in water, even at room temperature.
2) High dispersing power with respect to the alkaline earth metal ions present in water of average hardness.
3) Washing performance in a temperature range of at least 10 to 800 C, which must be comparable to that of the best household laundry soaps. As is known, the latter removes the dirt from textile fibers in the most effective manner by suspending it in the washing liquid and preventing it from settling again. This effectiveness is closely related to the micellar aggregation of soaps in solution and to the stability of their pH value.
4) An alkalinity that does not attack the fibers of even the most sensitive fabrics. It has been found in the course of experiments that the pH value must be below 10 in order to meet these requirements.
5) Absence of auxiliaries, which lead to silica-like deposits during washing and thereby harden the fibers, and the absence of oxidising auxiliaries such as sodium perborate, which damage the fibers.
6) Stability of the pH value of less than 10 even during long periods of storage.
7) The product must not change during storage and must be insensitive to temperature fluctuations.
8) Absence or reduction of foam during washing (foam retarded).
It is easy to establish that the detergents currently on the market, both those with which the washing action is based on surface-active compounds with mandatory oxidizing auxiliaries, as well as those where it is based on the action of soap, do not meet the above requirements at the same time fulfill. It should also be noted that the majority of the detergents currently used do not even meet the most important requirements at the same time. Furthermore, the current detergents are only biochemically degradable to a very small extent.
The low-foaming, biochemically degradable, liquid detergent according to the present invention is characterized in that it consists of an aqueous alcoholic solution with alkaline earth soaps dispersing and / or sequestering effect, which is not less than 38% by weight of at least one alkali metal soap of an unsaturated fatty acid with 14 up to 22 carbon atoms and / or saturated fatty acid with 8 to 22 carbon atoms and / or resin acid and 0.05 to 1% by weight of an antifoam agent consisting of one or more alkali silicones and at least one additive.
The detergent preferably additionally contains 1 to 15% by weight of an organic compound as a flow and wetting additive, 1 to 10% by weight of an organic compound with an emulsifying effect, 0.0% to 0.1% by weight of an optical one Brighteners and fragrances.
Further details can be found in the description of a detergent and a preferred, but not exclusive, process for its preparation in the following examples, which are in no way limiting.
example 1
400 g of saturated and unsaturated fatty acids with molecules from 12 to 22 carbon atoms in the chain, such as lauric acid, palmitoleic acid, malmitic acid, oleic acid, linoleic acid, erucic acid, are introduced into a closed vessel equipped with a stirrer, a cooling jacket or a cooling coil and a reflux condenser and then 450 kg of an aqueous-alcoholic KOH solution are added.
This solution is made from equal volumes of water and a monohydric alcohol with 1 to 6 carbon atoms and with an amount of KOH that is just in excess of the theoretical amount required to neutralize the fatty acids. During the saponification reaction, which is carried out at room temperature, the mixture is continuously stirred and its temperature rises spontaneously to 70.degree. After all the aqueous-alcoholic solution has been added, the mixture is stirred for approximately a further 10 minutes and the mixture is started to cool, always stirring continuously.
During this stage, 150 kg of dispersing and / or removing agents for alkaline earth metal compounds, which are agents from the class comprising hydroxylated fatty acid esters, oxyethylene phenol esters, compounds of polyethylene glycol with fatty acids, polyoxyethylene and / or sulphonated higher fatty alcohols and polyaminocarboxylated, alkylsulphonated alkyl-aryl sulfonated higher fatty alcohols, etc., as well as 150 kg of wetting or flow agents of the type of glycerine, ethylene glycol, polyethylene glycol, with a molecular weight of 200 to 600, and 50 kg of a compound with emulsifying effect of the ethanolamine class together with 500 g of an optical one Bleach and 500 g of a silicone antifoam, and finally olfactory essences were added.
After cooling, the liquid detergent is a completely uniform product, which does not phase separate even at temperatures below 100 C and which is immediately soluble in cold water. Repeated tests in washing machines using both cold water and hot water have given excellent results in every respect.
The detergent produced according to this example can advantageously be used for treating items of clothing made of wool and silk and of fabrics with sensitive colors which, even after washing in cold water, show surprising softness and a beautiful fabric shine. Another advantage of the liquid detergent is that after the manual wash, the skin of the hands is pleasantly soft, is in no way irritated and there is absolutely no unpleasant feeling. The liquid detergent can also be used very well for washing pots, bowls and plates, this washing process being carried out manually or by means of automatic dishwashers. The detergents according to the invention have an excellent degreasing effect and are not corrosive.
The degreasing effect is particularly suitable for cleaning sanitary facilities in general, for which purpose only a sponge soaked with a little detergent according to the examples given is required.
Furthermore, the liquid detergent is excellently suited for washing oil-stained containers, motor vehicle bodies and for cleaning hands stained with mineral oil.
Surprisingly, the liquid detergent shown in the examples can be used in a completely new field compared to the known products. In fact, when introduced into dosing devices known per se, the liquid product is extremely satisfactory for personal cleaning, since it is mainly based on pure fatty acid soaps and contains auxiliary substances which are usually used in toilet articles. The specified liquid detergent therefore represents a new concept for certain areas of use in the toilet article industry. In fact, personal cleaning is quick and pleasant because of the weak foaming power of the product.
All cleaning and / or washing tests have confirmed that the liquid detergent shown can be used for all the numerous household purposes and is therefore indispensable, in particular due to its special composition and due to the absence of chemical bleaching agents and inorganic alkali salts and because only low foaming takes place.
The product can be used universally. It is obvious that if one wants to achieve a bleaching effect on fabrics or stained tablecloths, etc., bleaching agents known per se must be added.
Example 2
The procedure is as indicated in Example 1, the monohydric alcohol being replaced by a mixture of monohydric and dihydric alcohols with a maximum carbon number of 6 and the type and amount of alkali soap and the percentages and types of compounds having a dispersing and / or removal effect for alkaline earth metal soaps both by changing the percentages or types of organic compounds with flow and wetting properties and by adding suitable surface-active products for washing purposes.
In any case, the main washing component of the detergent is the alkali metal soap of fatty acids, if one considers the individual percentages of other suitable detergents, if these are present. Two detergents according to the above example had the following weight composition:
1) Alkalis of fatty acids 40% alkali rosin soap 5%
Water-alcohol solution, volatile at 1000 C 32 O / o
Polyaminocarboxylates 8%
Sulphonates of higher fatty alcohols 3.5 Oio
Polyäthylcnglykol, Molgew.
600 5 o / o ethanolamine 5 o / o
Antifoam agents (silicone) present
Optical bleaching agents present
Fragrances present 2) Alkaline soap of fatty acids 48 Oio Sodium Sulforleinat 10 O / cr
Water-alcohol solution, volatile at 1000 C 25 O / o
12 o / o
Ethanolamine 4.8%
Antifoam agents (silicone) present
Optical bleaching agent present
Fragrances present
Example 3
A liquid detergent was produced which, according to the invention, contains a chemical and / or optical bleaching agent in order not to have to add the bleaching agent separately in the aforementioned cases.
350 kg of unsaturated fatty acids with a content of 16 to 18 carbon atoms per molecule, such as palmitoleic acid, oleic acid and linacic acid, are introduced into a closed container as in Example 1 and mixed with 650 kg of an aqueous-alcoholic KOH solution. This solution is prepared with an equal volume of water and a monohydric alcohol with 1 to 6 carbon atoms and an addition of KOH which is just in excess of the theoretical amount required to neutralize the fatty acids. During the saponification reaction, the mixture is constantly stirred and the temperature rises to about 700.degree.
Stirring is continued for about a further 10 minutes after the addition of the water-alcohol solution has ended, after which the mixture is started to cool while stirring continuously. During this stage, 500 g of a silicone antifoam agent together with 50 kg of an alkaline earth metal soap dispersant selected from the class comprising hydroxylated fatty acid esters, phenol esters, polyoxyethyllenated unui or sulfonated, alkylsulfonated, aralkylsulfonated, polyaminocarboxylated higher fatty alcohols and 3 kg of a chemical bleaching agent selected from active inorganic bleaches and organic chlorinating agents such as sodium hypochlorite, hypochlorite with organic and inorganic bases, active chloramides are added.
Furthermore, during this stage, an addition of 500 g of an optical bleaching agent as well as that of fragrances takes place.
After cooling down, the product is ready to use and largely clear and colorless. A sample of this, kept for a long time at a temperature of 60 ° C., was perfectly liquid and free-flowing, so that it could easily be transferred with a pump, and had retained its original clarity. A 1% by weight aqueous solution of the sample had a pH of less than 10.
The process was repeated, using as the water alcohol mixture volumetric proportions of water and alcohol in the range from 0.5: 1.5 to 1.5: 0.5 and also dihydric alcohols, the number of carbon atoms in the chain never increasing than 6 were used. Other chemical and optical bleaching agents known in the art have also been used. The detergents obtained had the characteristics and properties mentioned in each case and were particularly suitable for use in washing machines.
Example 4
The process described in Example 3 was repeated, a mixture of aliphatic monohydric alcohols having a content of at most 6 carbon atoms in the molecule being used instead of the monohydric alcohol. The ready-to-use detergents obtained had the following weight composition:
:
Potassium salt of unsaturated fatty acids (Cto <t 45 O / o
Water-alcohol solution, volatile at 1000 C 40 O / o
Sulphonated castor oil compound (dispersant for alkaline earth metal soaps) 12 O / o
Silicones (antifoam agents) present
Active chloramide (chemical
Bleach, approx.) 2.5%
Optical bleaching agent present
Fragrances present
Comparative tests with known detergents have shown that the products according to the above examples are far superior in terms of minimal foaming and actual washing power.
Furthermore, fabrics that are repeatedly treated with the specified detergents always remain soft to the touch and the tensile and torsional strength is almost exactly the same as before washing. In any case, it has been observed that the products currently on the market, which have a certain washing effectiveness and are reduced foam, are always in powder form and are not very soluble in cold water (pre-wash) as well as in hot water. A significant advantage of the detergents shown can be seen in the simplicity of the equipment required to carry out the process for their production, which is actually limited to the minimum required for mixing the components specified above.
Example 5
The use of commercially available soap-based detergents has always resulted in the settling of alkaline earth metal soaps during the wash step, which step is included in a common washing machine workflow. It is a general fact that the purpose of washing is to remove the soap or detergent traces left on previously treated fabric fibers, and that for this purpose large quantities of cold water are brought into contact with the fabric during the washing process will.
This means that the small remaining amounts of soap and detergent are again brought together with large amounts of alkaline earth metal salts present in water of medium hardness, by means of which the latter converts practically all of the remaining soap into alkaline earth metal soaps. The compounds initially present in the detergent composition with a softening and dispersing effect are in practice only present in negligible amounts during the washing stage and are therefore unable to prevent the formation of alkaline earth metal soaps, which inevitably occur as long as the remaining soap or detergent is not removed from the fabric are washed out, to prevent or at least to disperse these soaps The alkaline earth metal soaps formed in this way and precipitated in the floating water accumulate on the fabric fibers,
which process is further promoted by the fact that almost all washing machines have perforated drums with which the flushing water is thrown off and filtered through the substance on which the alkaline earth metal soap particles suspended in the water settle and settle.
In order to counter this disadvantage, attempts have already been made to find a compound which has a dispersing effect on alkaline earth metal soaps and has the following properties:
1. Chemical affinity to the components of the liquid detergent, so that it does not adversely affect the general positive properties of the same, but rather improves it.
2. Solubility in aqueous medium decreases with increasing temperature. More precisely, this means a practically negligible solubility around 800 ° C. and a complete solubility at room temperature at a normal washing temperature of about 80 ° C. and a flooding temperature at normal water temperature. Surprisingly, it has been found that the polyoxyethylene addition compounds of the formula R (CH2OCH) X, where x is greater than 6 and R stands for a radical that can be attached to ethylene oxide, such as an alkyl, aryl or aralkyl radical, satisfactorily has the property , to be completely soluble at room temperature and practically insoluble around 800 C and to have a perfect affinity for the other components of the liquid detergent according to the previous examples.
247 kg of oleic acid and 110 kg of castor oil are placed in the container together with 416.5 kg of aqueous-alcoholic KOH solution (consisting of 120 kg of ethyl alcohol, 16.5 kg of isopropyl alcohol, 202.2 kg of water and 77.8 kg of KOH).
During the saponification reaction, stirring was constant and at the beginning of cooling, 4 kg of silicone as an antifoam agent, then 55 kg of alkaline earth metal soaps, dispersant consisting of 40 kg of isooctylphenol according to the formula R (CH # OCH2) 7 and 15 kg of sodium sulforicinate, were added, always with constant stirring 39 kg of the tetrasodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid as a dispersant and sequestering agent for alkaline earth soaps, then 78 kg of ethylene glycol7, 50 kg of diethanoiamine as an emulsifier and 0.500 kg of optical bleaching agents and fragrances added.
After cooling, the detergent was ready-to-use and liquid and no phase separation took place at a temperature of 0 C. During tests to test the repeated use of this product in washing machines, it was observed that there was not even the slightest deposition of alkaline earth metal soaps on fabrics and that these neither penetrated into the fibers nor settled on them during the washing stage.
This result is due to the fact that this compound is not completely removed during the washing stage with hot water, but rather that a large part of it is removed. remains adhering to the fibers, which is then available during the critical cold flushing stage and can exert its dispersing effect on alkaline earth metal soaps.
Example 6
The procedure is as described in Example 5, either replacing the monohydric alcohol with a mixture of aliphatic monohydric alcohols with a maximum of 6 carbon atoms or changing the value of x and R in the formula of the softening-dispersing component. In this way it is possible to produce a large number of detergents, all of which have the properties indicated above to a more than satisfactory extent. However, the best results are achieved when the number of ether units (-CH2-O-CH2-) is between 16 and 18.
The detergents obtained have the following weight composition:
Potassium soap of unsaturated fatty acids C18 42 i'o
Water-alcohol solution, volatile at 100 "C 34 O / o
Diethanolamine 5 Olcu polyaminocarboxylate 4 Olcu polyoxyethylene alkyl aromatic compound 3.9 O / o
Sodium Sulforicinate 1.5 O / o Ethylene Glycol 7.8 0 / ##
Glycerine 10 / o
Silicones present
Optical bleaching agent present
Fragrances present
The detergent obtained according to the above example had the following properties:
Liquid and uniform even at temperatures below + 100 C.
After freezing, it will revert to a uniform liquid with no evidence of phase separation.
Fully bound foam despite high concentration of alkali soaps; universal usability, d. H. for personal hygiene as well as for household and industrial purposes.
In the detergents shown in the examples, particular attention was paid to a large range of flowability and light liquidity, the absence of undissolved components, the absence of attack on the textile fiber, the absence or restriction of foam development during the entire washing time and good washing performance under automatic or manual washing conditions even at temperatures that be fairly close to room temperature, taken extra care.
These detergents are advantageous in all possible household uses, including rapid personal hygiene, and on a large scale in a wide variety of industrial uses in which they can be used. The liquid detergents shown also have the following properties:
1.Liquid and uniform product without phase separation even at temperatures below 100 C.
2. Maximum concentration of pure alkali soaps of fatty acids.
3. Complete absence of inorganic alkali salts.
4. Complete absence of chemical bleaching agents (chlorine, releasing salts, oxidizing agents of the perborate type, reducing agents).
5. Maximum detergency even in cold water and immediate dissolution in the same.
6. No damaging effect even against the most sensitive fibers, such as wool and silk.
7. No bleaching effect on clothing or fabrics with sensitive colors.
8. The ability to soften all clothes and fabrics that are washed.
9. Degreasing effect on dishes in general, on floors and sanitary facilities.
10. No irritant effect on the skin of the hands, on the contrary, it has a softening effect on the skin.
The detergent described can easily be removed from the washed fabric by washing it in the usual way, as is provided for example in automatic washing machines, and it also ensures the complete absence of unpleasant and adherent odors on the freshly washed and then dried and ironed fabric. For this purpose it has a composition which largely prevents or disperses the formation of alkaline earth metal soaps, in particular in the phase or phases in which cold water is supplied.
Furthermore, the detergent described is transparent or translucent and possibly colored even at low temperatures, so that no precipitation or phase separation occurs even at temperatures below +100 ° C.
The invention described above can be varied and modified in many respects, and the materials used can also be used in greater concentration ranges than those specified without going beyond the scope of the invention.