Flüssige, klare, biologisch abbaufähige Waschmittelzusammensetzung
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine flüssige, klare. biologisch abbaufähige Waschmittelzusammensetzung auf Alkaliseifenbasis zur allgemeinen Verwendung im Haushalt und für industrielle Zwecke.
Bekanntlich wird trotz der weiten Verbreitung der synthetischen Waschmittel immer noch die volikommenste und unübertreffbarc Reinigungswirkung der traditionellen Seife für alle Gewebearten anerkannt. Lediglich die moderne Reinigungstechnik hat zu einer Beschränkung der Verwendung der herkömmlichen Seife zugunsten der synthetischen Waschmittel geführt. Die derzeit im Handel befindlichen synthetischen Waschmittelzusammensetzungen basieren gewöhnlich auf Mischungen der verschiedenen Klassen angehörenden oberflächenaktiven Mitteln und anorganischen Alkalisalzen.
welche ausser den ihnen eigentümlichen und bekannten Eigenschaften den synthetischen Zusammensetzungen in Lösung die entsprechenden pH-Werte vermitteln, damit eine zufriedenstellende Reinigungskraft der verwendeten oberflächenaktiven Mittel erzielt wird.
Es ist weiters bekannt, dass eine der wesentlichsten Erfordernisse betreffend die Verwendung dieser Waschmittel die vollkommene und fast sofortige Löslichkeit derselben auch in kaltem Wasser ist, wobei sie auch in letzterem eine gute Reinigungskraft entwickeln sollen.
Die derzeit, sei es im Haushalt, sei es für industrielle Zwecke verwendeten Waschmittel sind gewöhnlich fest, pastenförmig oder pulverförmig und besitzen keineswegs die von ihnen verlangte, spontane Wasserlöslichkeit. Weiters besitzen die handelsüblichen Waschmittel Eigenschaften, die für bestimmte begrenzte Verwendungsgebiete zufriedenstellend, für eine Vielzahl andrer jedoch unzulänglich sind.
Den an die praktische Verwendung der Waschmittel gestellten Erfordernissen könnte in zufriedenstellender Weise mit einem flüssigen Waschmittel entsprochen werden, die handelsüblichen pulverförmigen Produkte jedoch eignen sich, abgesehen von ihrer Zusammensetzung.
nicht für die Herstellung eines solchen flüssigen Produktes, da sie, wie leicht festzustellen ist, in Lösung zur Bildung von Trübungen und zu Phasentrennung Anlass geben und es nicht möglich ist, sie auf ein kommerziell tragbares Ausmass zu konzentrieren. Die an die Waschmittel gestellten Anforderungen bilden eine Vielzahl von Problemen, die bei der Herstellung eines Waschmittelproduktes gelöst werden müssen. Es wurde festgestellt, dass allen diesen Anforderungen mit einem flüssigen Waschmittelprodukt entsprochen wird, wenn dieses gleichzeitig folgende Eigenschaften aufweist:
1) Praktisch sofortige Löslichkeit in Wasser, auch bei Raumtemperatur.
2) Erhöhte Entziehungs- und Dispergierwirkung gegenüber in mittelhartem Wasser vorhandenen Erdalkaliionen.
3) Wirksame Reinigung im Temperaturbereich zwischen 10 und 800C; die Reinigungswirkung soll zumindest mit jener einer der besten herkömmlichen Alkali Waschseifen vergleichbar sein, welch letztere bekanntlich mit grösster Leichtigkeit den Schmutz von den Fasern und Geweben lösen und ihn in den Waschflüssigkeiten, seine neuerliche Ablagerung verhindernd, suspendieren. Diese Eigenschaften stehen in einem engen Zusammenhang mit der Mischung der Alkaliseifen in Lösung und der Stabilität und dem Wert ihres natürlichen pH. welches derart ist, dass kein Zusatz von Hilfsmitteln auf der Basis von Alkalisalzen erforderlich ist.
4) Eine solche Alkalinität, welche auch die empfindlichsten Gewebefasern nicht angreift; in diesem Zusammenhang wurde auf dem Versuchswege festgestellt, dass der pH-Wert zwischen 9 und 11 liegen soll.
5) Die Zusammensetzung soll derart sein, dass der Wäsche ein weicher Griff vermittelt wird.
6) Die Zusammensetzung soll derart sein, dass die Hände der Person, welche die Wäsche mit der Hand wäscht. nicht angegriffen werden.
7) Die Zusammensetzung soll derart sein, dass sie keine allergischen, toxischen oder andere Störungen zur Folge haben kann.
8) Der pH-Wert soll im vorerwähnten Bereich auch bei langen Lagerungszeiten des Waschmittelproduktes konstant sein.
9) Unveränderlichkeit der Zusammensetzung des Waschmittel produktes und des Aussehens desselben während der Lagerung auch bei tiefen Temperaturen; bei tiefen Temperaturen (unterhalb 10 C) soll das flüssige Waschmitteiprodukt noch so homogen sein. dass es vor seiner Verwendung nicht aufgerührt werden muss: es soll weiters, auch bei Temperaturen in der Nähe von OOC, leicht umschüttbar und pumpbar sein, weiters soll das flüssige Produkt, sollte es bei sehr tiefen bzw. unterhalb OOC liegenden Temperaturen einfrieren, bei Raumtemperatur wieder seine flüssige, homogene und klare Konsistenz annehmen.
10) Erhöhte Abbaufähigkeit auf biologischen Wegen.
11) Abwesenheit oder Einschränkung der Schaumbildung während des Waschens in Waschmaschinen.
Eine Prüfung der oben aufgezählten Eigenschaften lässt leicht erkennen, dass die derzeit im Handel befindlichen Waschmittelprodukte diese Eigenschaften nicht gleichzeitig besitzen und dass ein Grossteil der bekannten Produkte nicht einmal die wichtigsten Eigenschaften gleichzeitig aufweist.
Die flüssige. klare, biologisch abbaufähige Wasch mitteizusammensetzung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet. dass sie a) eine oder mehrere Alkaliseifen einer gesättigten Fettsäure mit 8-22 C-Atomen oder einer ungesättigten Fettsäure mit 4-22 C-Atomen oder Gemische hievon, ferner b) eine aus einer oder mehreren Nichtseifen bestehende Komponente mit sequestrierender und/oder Fliessfähigkeit regelnder Wirkung, sowie c) ein Lösungsmittel enthält.
Als Ergebnis zahlreicher Laboratoriumsversuche und halbindustrieller Versuche wurde gefunden, dass als Verbindung mit dispergierender und Erdalkaliseifen entziehender Wirkung zur Verwendung in der erfindungsgemässen flüssigen Waschmittelzusammensetzung organische Verbindungen der folgenden Verbindungsklasse geeignet sind: hydroxylierte Fettsäureester, oxyäthylierte Phenolester, oxypropylierte Phenolester, sulfonierte Phenolester, sulfonierte oxyäthylierte Phenolester, Verbindungen des Polyäthylenglykols mit Fettsäuren, polyoxyäthylierte höhere Fettalkohole, sulfonierte höhere Fettalkohole, sulfonierte oxyäthylierte höhere Fettalkohole, Polyaminocarboxylate. Alkylsulfonate, Alkylarylsulfonate, Alkaliglukonate, oxyäthylierte und mit Benzylalkohol veresterte Alkylphenole, sowie Gemische davon.
Die in der erfind ungsgemässen Waschmittelzusammensetzung verwendeten, Fliessfähigkeit vermittelnden, organischen Verbindungen werden aus der Glyzerin, Äthylenglykol.
Polyäthylenglykol, Natrium-, Kalium- und Lithiumsalze der Toluolsulfonsäure. sowie Gemische hievon umfassenden Gruppe ausgewählt. Die Verbindungen mit emulgierender Wirkung werden vorzugsweise aus der Äthanolamine (Mono-, Di- und Triäthanolamin) umfassenden Gruppe ausgewählt.
Vorzuesweise besteht die flüssige Waschmittelzusammensetzung aus einer Lösung einer Alkaliseife von Fettsäuren mit 14 bis 22 C-Atomen, von Gemischen von gesättigten und ungesättigten Säuren mit 8 bis 22 C Atomen und Harzsäure, 1 bis 40 Gew.-% einer in der Lösung löslichen organischen Verbindung mit dispergierender und Erdalkaliseifen entziehender Wirkung, 1 bis 25 Gew.-% einer organischen Verbindung mit Fliessfähigkeit verleihender und benetzender Wirkung, 1 bis 15 Gew.-O einer organischen Verbindung mit Emulgierwirkung und 0,05 bis 2,5 Gew.-% eines optischen Aufhellers, wobei die Alkaliseife den Hauptbestandteil in bezug auf das Gewicht der einzelnen prozentuellen Anteile der anderen gegebenenfalls vorhandenen oberflächenaktiven Bestandteile organischer Art bildet.
Bei der praktischen Benützung eines klaren flüssigen Waschmittelproduktes mit den vorerwähnten Eigenschaften konnte festgestellt werden, dass dieses Produkt auch in grosser Verdünnung die besonderen Eigenschaften unverändert beibehält, solange die in ihm enthaltenen Komponenten in bezug auf die verwendete Fettsäure Alkaliseife innerhalb bestimmter, variierbarer Anteile zugegen sind. Demnach ist die klare, flüssige Waschmittelzusammensetzung gemäss vorliegender Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Lösung von wenigstens einer Alkaliseife von Fettsäuren der ungesättigte Fettsäuren mit 14 bis 22 C Atomen.
Gemische von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen und Harzsäuren umfassenden Gruppen besteht und, bezogen auf den prozentuellen Gewichtsanteil der verwendeten Fettsäure Alkaliseife, I bis 100 Gew.-% einer in der Lösung löslichen organischen Verbindung mit Fliessfähigkeit vermittelnder und benetzender Wirkung, 1 bis 100 Gew.-% einer organischen Verbindung mit dispergierender und Erdalkaliseifen entziehender Wirkung, 1 bis 100 Gew.-% einer organischen Verbindung mit Emulgierwirkung und 0,1 bis 5 Gew.-% eines optischen Aufhellers enthält, wobei die Fettsäure-Alkaliseife den Hauptbestandteil in bezug auf das Gewicht der einzelnen prozentuellen Anteiteile der anderen, gegebenenfalls anwesenden oberflächenaktiven Bestandteile organischer Art bildet.
Die eingangs dargelegten. an das Produkt zu stellenden Anforderungen haben die Notwendigkeit ergeben, für das flüssige Waschmittelprodukt eine in ihr lösliche Verbindung mit einer Pufferwirkung auf den pH-Wert aufzufinden, welche dem Produkt einen dem pH-Werten der besten, alkalifreien Fettsäu reseifen entsprechenden mässigen pH Wert vermittelt.
Es ist bekannt, dass eine derartige Pufferwirkung von den Alkalisalzen der Borsäure, wie z.B. von den Metaboraten und Tetraboraten des Natriums. Kaliums und Lithiums, entwickelt wird. Trotz der Tatsache. dass solche Borate auf dem gegenständlichen Gebiet noch nie verwendet worden sind, wurden mit ihnen Versuche in dem angedeuteten Sinn in einer vollkommen klaren, flüssigen, in erhöhtem Ausmass auf biologischem Weg ab batifäh gen, zur universellen Verwendung bestimmten Waschmittel rezeptu r durchgeführt.
Zahlreiche Versuche haben gezeigt. dass ein Alkalisalz der Borsäure in der Lage ist. den pH-Wert des erfindungsgemässen flüssigen Waschmittels in einer 2%igen Lösung um Werte unterhalb 10 (gemessen mit einem pH-Meter) zu puffern und dass die Menge des Alkalisalzes der verwendeten Borsäure vorzugsweise zwischen 1 und 50 Gew.-%. bezogen auf die im Produkt enthaltene Menge an Fettsäure-Alkaliseife, liegt.
Für andere Verwendungszwecke. beispielsweise für die Verwendung des flüssigen Waschmittelproduktes in Waschmaschinen, hat es sich als notwendig erwiesen, die Schaumbildung einzuschränken und Verbindungen mit ausgesprochener Antischaumwirkung (wie z.B. Verbindungen von der Art der Silikone) anzuwenden. Eine Verwendung derartiger Verbindungen in einem flüssigen Waschmittel, in welchem sie notorisch nicht gut löslich sind, würde jedoch zu Trübungen oder unerwünschten Phasentrennungen führen.
Um der vorerwähnten Notwendigkeit einer Einschränkung der Schaumbildung nachzukommen, werden in der erfindungsgemässen flüssigen Waschmittelzusammensetzung die organischen oberflächenaktiven Bestandteile reduziert und durch anorganische Komponenten, die später näher erläutert wer den, ersetzt, welch letztere eine biologische Abbaufähigkeit von mehr als 80% (bezogen auf die Summe des prozentuellen Anteiles aller vorhandenen organischen oberflächenaktiven Mittel) besitzen und aufgrund von deren Eigenschaften das flüssige Waschmittelprodukt immer klar bleibt, wobei die Alkaliseife der Fettsäuren immer den überwiegenden Bestandteil in bezug auf die einzelnen prozentuellen Anteile der anderen, gegebenenfalls vorhandenen oberflächenaktiven Reinigungsmittel organischer Natur bilden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind deutlicher der nachfolgenden Beschreibung einer klaren, flüssigen Waschmittelzusammensetzung, die auf biologischem Wege abbaufähig und beispielsweise und ohne Beschränkung in den folgenden Beispielen erläutert ist.
Ausführungsbeispiel I
In einen geschlossenen Behälter, der mit einem Kühlmantel oder einer Kühischlange, Rührer und Rückflusskühler versehen war, wurden 400 kg gesättigte und ungesättigte Fettsäuren mit 12-18 C-Atomen in ihren Molekülen, wie beispielsweise Laurinsäure, Myristinsäure, Myristoleinsäure, Palmitinsäure, Palmitoleinsäure, Ö1- säure, Ricinolsäure u. dgl. und sodann 450 kg einer wässrig-alkoholischen KOH-Lösung eingebracht. Letztere wurde aus gleichen Volumen Wasser und einwertigem aliphatischen Alkohol mit 1-6 C-Atomen und unter Zusatz einer KOH-Menge, die etwas in einem Überschuss als die theoretisch für die Verseifung der Fettsäuren erforderliche Menge angewendet wurde, hergestellt.
Während der bei Raumtemperatur durchgeführten Verseifungsreaktion wurde dauernd gerührt und stieg die Temperatur spontan auf etwa 700C an. Nach weiterem
10 Min. langem Rühren, vom Beginn des Zusatzes der wässrig-alkoholischen Lösung an gerechnet. wurde mit dem Kühlen begonnen, wobei 50 kg eines dispergierenden und Erdalkaliseifen entziehenden Mittels zugesetzt wurde. Dieses Mittel wird aus der hydroxylierte Fettsäureester, oxyäthylierte Phenolester, oxypropylierte Phenolester, sulfonierte Phenolester, polyoxyäthylierte höhere Fettalkohole, sulfonierte höhere Fettalkohole, Verbindungen der Polyäthylenglykole mit Fettsäuren, Polyaminocarboxylate, Alkalisulfate, Alkylarylsulfonate, Alkaliglukonate, oxyäthylierte und mit Benzylalkohol veresterte Alkylphenols sowie deren Gemische umfassende Klasse ausgewählt.
Sodann wurden 150kg eines Fliessfähigkeit verleihenden und benetzenden Mittels, wie Glyzerin, Äthylenglykol, Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von vorzugsweise 200 bis 600 und Natrium-, Kalium- und Lithiumtoluolsulfonat, 50 kg einer Verbindung mit Emulgierwirkung aus der Gruppe der Äthanolamine sowie 500g eines optischen Aufhellers und Riechessenzen zugegeben. Nach dem Abkühlen war das Produkt vollkommen gebrauchsfertig und hatte die Konsistenz einer homogenen, klaren Flüssigkeit, welche Konsistenz es auch nach langem Aufbewahren bei einer Temperatur von etwa 90C beibehielt. Eine 1%ige Lösung einer Probe dieses Produktes hatte einen pH Wert von weniger als 11.
A usführungsbeispiel 2
Es wurde wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren, wobei jedoch der einwertige aliphatische Alkohol durch ein Gemisch von ein- und zweiwertigen aliphatischen Alkoholen mit maximal 6 C-Atomen in der Kette ersetzt wurde. Die nach den Beispielen erhaltenen, verwendungsfertigen Produkte wurden analysiert und hatten folgende Zusammensetzung: Kaliseife gesättigter und ungesättigter Fettsäuren (C12-Ct8) 46% Wässerig-alkoholische Lösung.
Kp. 1000C 36% Sulfoniertes Rizinusöl (Dispergiermittel für die Erdalkaliseifen) 8% Triäthanolamin (Emulgiermittel) 5% Glykol (Fliessfähigkeit verleihendes Mittel) 4,5% Optischer Aufheller zugegen Riechessenz zugegen Ausführungsbeispiel 3
Bei diesem Versuch wurde eine Verdünnungslösung von Wasser und Äthylalkohol im Verhältnis von 3 :1 und eine Mischung aus sulfonierten höheren Alkoholen und einem Polyamincarboxylat als Dispergier- und Entziehungsmittel für die Erdalkaliseifen verwendet. Die Zusammensetzung war folgende: Fettsäureseife 36% Wässerig-alkoholische Lösung.
Kp. 1000C 41% Tetrakaliumsalz der Äthylandiamintetraessigsäure 8% Sulfonierter Oleylalkohol, neutralisiert mit KOH 3.50je Äthylenglykol 6,5% Äthanolamin 5% Optischer Aufheller zugegen Riechessenz zugegen Ausführungsbeispiel 4 rm Zuge der weiteren Versuche, bei denen wie in den vorhergehenden Beispielen verfahren wurde, wurden Produkte mit hohen Prozentanteilen an Verbindungen mit Erdalkaliseifen entziehender und dispergierender Wirkung. an Verbindungen mit Fliessfähigkeit verleihender und benetzender Wirkung. an Verbindungen mit Emulgierwirkung, bezogen auf die Fettsäureseife, hergestellt.
Die Produkte hatten folgende Zusammensetzung: Fettsäureseife 15% Kaliseife des Sulfonsäureesters des Rizinusöls (Dispergiermittel für Erdalkaliseifen) 7% Polyaminocarboxylat (Entziehungsmittel für die Erdalkaliseifen) 8so Äthylenglykol (Verdünnungsmittel) 10% Polyäthylenglykol mit einem Molgewicht von 200 (Netzmittel) 5% Wässerig-alkoholische Lösung 55% Optischer Aufheller zugegen Azesf ührungsbeispiel 5
In Übereinstimmung mit dem in Beispiel 4 dargelegten Grundgedanken wurden weiter Zusammensetzungen mit hohen Prozentanteilen an Hilfsstoffen, bezogen auf die Fettsäureseifen hergestellt.
Eine Rezeptur dieser Zusammensetzung, welche vollinhaltlich die in Übereinstimmung mit den Zielen der Erfindung angestrebten Eigenschaften besass, war folgende: Fettsäureseife 20% Äthylenglykol 7% Triäthanolamin 15% Monoäthanolamin 5% Oxyäthyliertes Nonylphenol (Dispergiermittel für Erdalkaliseifen) 3% Lösung, bei 1000C flüchtig 55% Optischer Aufheller zugegen
Vergleichsversuche mit bekannten Waschmitteln zeig ten eindeutig die Überlegenheit der nach den obigen
Beispielen erhaltenen Produkte, insbesondere hinsicht lich der Reinigungswirkung auch in kaltem Wasser bei
Seiden- und Wollstoffen.
Es konnte weiters festgestellt werden, dass bei Verwendung der erfindungsgemässen
Produkte die Gewebe auch nach wiederholten Behand lungen immer einen weichen Griff haben und praktisch die selbe Festigkeit gegen Zug- und Torsionsbeanspruchung wie vor dem Waschen aufwiesen. Überdies konnte die vollständige Abwesenheit von störenden Auswirkungen auf die Hände des Benützers vermerkt werden.
Dasselbe Waschmittelprodukt wurde sodann wieder holt in kontrollierten Versuchen verwendet, während welcher weiche und folglich von Kalksalzen befreite Was ser und besonders harte Wasser verwendet wurden. Im ersten Fall konnte festgestellt werden, dass in der biologisch abbaufähigen, flüssigen Waschmittelzusammensetzung die Gegenwart von Komponenten mit für Erdalkaliseifen dispergierender und entziehender Wirkung überflüssig war. so dass als Ersatz für diese in der Rezeptur eine grössere Menge an Fettsäure-Alkaliseife eingesetzt wurde.
Auch die Hilfsstoffe mit die Fliessfähigkeit erhöhender Wirkung können zur Gänze oder teilweise weggelassen und durch eine geringe Menge an einem Fliessmittel auf der Basis eines anorganischen Salzes ersetzt werden. während man als Ersatz für die Hilfsmittel mit Emulgierwirkung bei der Waschphase in vorteilhafter Weise einfach eine grössere Menge des flüssigen Waschmittels selbst heranziehen kann, da die Fettsäure-Alkaliseife bereits für sich ein gutes Emulgiermittel darstellt.
Im zweiten Falle, d.h. beim Waschen mit besonders hartem Wasser, haben die Versuche gezeigt, dass eine grössere Menge an Erdalkaliseifen disper gicrenden und entziehenden Verbindungen im Hinblick auf die Kalkseifen angewendet werden muss und es wurde gefunden. dass der Zusatz von anorganischen Komponenten geeigneter Art zur erfindungsgemässen flüssigen Waschmittelzusammensetzung ohne weiteres die vorteilhafte Verwendung dieses Produktes unter Beibehaltung der wesentlichen Merkmale. wie Flüssigkeit des Produktes, Klarheit, Abbaufähigkeit auf biologischem Wege. wobei die Fettsäure-Alkaliseife der grössere Bestandteil in bezug auf das Gewicht der einzelnen Prozen tanteile der gegebenenfalls vorhandenen anderen organischen Waschmittelkomponenten ist. ermöglicht.
Weiters wurde festgestellt. dass der Zusatz von geeigneten anorganischen Salzen nicht das Risiko der Beeinträchtigung der Eigenschaften der Abwesenheit von Trübungen oder Phasentrennungen, auch bei niederen Temperaturen. sowie der Abwesenheit eines Angriffes auf die dem Waschvorgang unterworfenen Gewebe mit sich bringt.
Die die nötige Fliessfähigkeit der Zusammensetzung des Waschmittels vermittelnden anorganischen Verbindungen werden aus der Natriumkarbonat, vorzugsweise Kaliumkarbonat, Natriumbikarbonat. vorzugsweise Kaliumbikarbonat, anorganische Phosphate. Alkalichloride und Alkalisulfate, vorzugsweise Kaliumchlorid und Kaliumsulfat, sowie gegebenenfalls Alkalisilikate und -metasilikate, vorzugsweise des Kaliums umfassenden Klasse ausgewählt. Die Verbindungen dieser Klasse besitzen ausser den gewünschten Fliessfähigkeit verleihenden Eigenschaften auch eine Reinigungswirkung. Bei den Phosphaten kann überdies eine Erdalkaliseifen dispergierende und entziehende Wirkung festgestellt werden.
A ttstührungsbeispiel 6
In einem wie vorher beschriebenen Gefäss wurde eine wässerig-alkoholische Lösung im Verhältnis von Äthylalkohol zu Wasser von 1: 8 mit einem Gehalt von 35 kg Fettsäure-Kaliumseife hergestellt und sodann mit 4 kg Kaliumtetraborat als pH-Puffer, 4 kg Äthylenglykol und 3 kg Kaliumtoluolsulfonat als Fliessfähigkeit verleihendes Mittel, 8 kg Tetrakaliumpyrophosphat, 4 kg oxyäthyliertes Nonylphenol, 3 kg tetrabasischem Alkalisalz der Äthylendiaminintetraessigsäure, 0,1 kg optischem Aufheller und mit Riechessenzen versetzt.
Das so erhal tene Produkt hatte, bezogen auf die Menge der verwendeten Kaliumseife, folgende Zusammensetzung:
Kaliumtetraborat 11,4% Äthylenglykol 1 1,4%
Kaliumtoluolsulfonat 8,5 ,7o Tetrakaliumpyrophosphat 22,8% Oxyäthyliertes Nonylphenol (mit 7,5 Molekülen Äthylenoxyd) 11,4% Tetrabasisches Alkalisalz der Äthylendiamin tetraessigsäure 8,5% Optischer Aufheller zugegen
Riechessenz zugegen A usführungsbeispiel 7
Nach der in Beispiel 6 beschriebenen Arbeitsweise wurde eine klare flüssige Waschmittelzusammensetzung gemäss der Erfindung hergestellt, wobei ein Teil des Ka liumtctraborats durch Kaliumtetraborat und ein Teil des Äthylenglykols durch Glyzerin ersetzt wurde.
Weiters wurde das Tetrakaliumpyrophosphat durch Natriumtripolyphosphat und das oxyäthylierte Nonylphenol teilweise durch ein mit vier Molekülen Propylenoxyd kondensiertes Nonylphenol und teilweise durch sulfonierten Oleylalkohol ersetzt. Bei der vorliegenden Zusammensetzung wurde eine gewisse Menge an Alkaliglukonat verwendet, wogegen. zum Unterschied zu Beispiel 6. das Alkalisalz der Äthylend iamintetraessigsäure ausgeschlossen wurde.
Das nach diesem Beispiel erhaltene Produkt hatte, bezogen auf die Menge an verwendeter Kaliumseife, folgende Zusammensetzung: Kaliumtetraborat 8% Kaliummetaborat 4% Glyzerin 10% Äthylenglykol 10% Natriumtripolyphosphat 20% Oxyäthyliertes Nonylphenol mit 7,5 Molekülen Äthylenoxyd 4% Nonylphenol kondensiert mit 4 Molekülen Propylenoxyd 4% Oleylalkohol, sulfoniert und mit KOH neutralisiert 3,40 Kaliumglukonat 8,2go Optischer Aufheller zugegen Riechessenz zugegen
Das flüssige Waschmittelprodukt der obigen Zusammensetzung entsprach vollinhaltlich den erfindungsgemäss angestrebten Zielen, insbesondere hinsichtlich Abbaufähigkeit auf biologischem Wege.
flüssigem und klarem Aussehen auch bei relativ niedrigen Temperaturen und pH-Wert, der auf Werten unterhalb 10 gehalten wurde. Weiters konnte die vollständige Abwesenheit von Phasentrennungen und Trübungen, auch nachdem das Produkt auf sehr tiefe Temperaturen gebracht und so dann wieder bei Erreichen der Raumtemperatur rekonstituiert wurde, festgestellt werden.
Ausführungsbeispiel 8
Nach der in Beispiel 7 beschriebenen Arbeitsweise wurde eine flüssige Waschmittelzusammensetzung hergestellt, wobei als Fliessfähigkeit vermittelnde und benetzende Verbindung gleiche Mengen von Natriumtripolyphosphat und Kaliumkarbonat verwendet wurden.
Auch in diesem Falle konnten die Eigenschaften der vorhergehenden Zusammensetzung erreicht werden und trat keine Phasentrennung oder Trübung, sowie keine überschreitung des pH-Wertes über die gewünschten und vorbestimmten Werte hinaus auf.
Ausführungsbeispiel 9
Unter Anwendung der in Beispiel 7 beschriebenen Arbeitsweise wurde eine Waschmittelzusammensetzung hergestellt, wobei als Verbindung mit Fliessfähigkeit verleihender Wirkung eine Mischung bestehend aus gleichen Gewichtsprozentanteilen Natriumtripolyphosphat und Kaliumchlorid verwendet wurde. Der Gewichtsanteil dieser Mischung in bezug auf die bei der Herstellung der erfind ungsgemässen Waschmittelzusammensetzung verwendeten Kaliumseife betrug 20%. Das erhaltene Produkt hatte alle die vorerwähnten Eigenschaften, d.h.
klares Aussehen ohne Phasentrennung und unterhalb 10 Sesteuerter pH-Wert. weiters entwickelte das Produkt eine bedeutende Reinigungswirkung bei normalerweise allen derzeit erhältlichen Waschmitteln widerstehenden Blutflecken.
Ausfifhrungsbeispiel 10
Wie oben beschrieben wurde bei der Herstellung der erfindungsgemässen flüssigen Waschmittelzusammensetzung als Verbindung mit Fliessfähigkeit verleihender Wirkung eine Mischung aus gleichen Mengen Natriumtripolyphosphat und Kaliumsulfat verwendet. Ausser den vorerwähnten Eigenschaften hatte das erhaltene Produkt eine überragende Reinigungswirkung aufgrund der vorteilhaften synergistischen Wirkung der Komponenten der Zusammensetzung.
Ausführungsbeispiel 11
Es wurde wie in den vorhergehenden Beispielen gearbeitet, wobei jedoch die Prozentanteile der anorganischen Phosphate in bezug auf die Fettsäure-Alkaliseife auf Werte von 50cm, und mehr gebracht und die anderen Prozentanteile beibehalten wurden. Sodann wurde das erhaltene flüssige Produkt mit Wasser verdünnt und mit weiterem Kaliumpyrophosphat oder anderen Alkaliphosphaten versetzt.
Die so erhaltenen, in Wasser auf 0.5% verdünnten Produkte hatten einen pH-Wert von weniger als 10 (gemessen mit einem pH-Meter), eine biologische Abbaufähigkeit von mehr als 80%. bezogen auf die Gesamtmenge der vorhandenen organischen oberflächenaktiven Mittel, die Produkte waren weiters klare, durchsichtige Flüssigkeiten, bei denen keine Phasentrennung auch bei Temperaturen unter 0 C auftrat und die nach dem Einfrieren bei niederen Temperaturen und nach Rekonstitution bei Raumbedingungen ebenso klar waren wie vorher und zu keiner Phasentrennung Anlass gaben.
Es konnte weiters die bedeutende Reinigungswirkung der erhaltenen flüssigen Waschmittelprodukte festgestellt werden, die auf die grundsätzlich vorherrschende Gegenwart der Fettsäure-Alkaliseife gegenüber den anderen vorhandenen organischen Reinigungsmitteln u. auf die vollkommene Abstimmung aufeinander der Bestandteile des Produktes unter Erzielung eines ausgesprochen günstigen synergistischen Effektes zurückzuführen ist.
Überraschenderweise war die Schaumbildung bei automatischen Waschmaschinen äusserst gering, welche Eigenschaft eben auf diese vollkommene Abstimmung der Komponenten zurückzuführen ist, da das Produkt keine Verbindung mit Antischaumwirkung enthält.
Reinigungsversuche in Haushaltswaschmaschinen und Vergleichsversuche mit handelsüblichen pulverförmigen Waschmitteln haben sowohl in mittelhartem als auch in enthärtetem Wasser zu überlegenen Ergebnissen geführt.
wobei in letzterem Fall die erforderliche Menge an flüssigem Waschmittel genau die Hälfte der Menge der pulverförmigen Zusammensetzung war. Weiters hatten die Gewebe einen Weissgrad und eine Weichheit, die im Vergleich zu Geweben. die mit pulverförmigen Waschmitteln anderer Zusammensetzung gewaschen worden waren, als ausgezeichnet zu betrachten sind.
Zur Erklärung der ausgezeichneten Weichheit und des hervorragenden Weissgrades der mit dem erfindungsgemässen Waschmittelprodukt gewaschenen Gewebe können folgende Gründe herangezogen werden:
I) Überwiegender Anteil von Fettsäure-Alkaliseife, deren Eigenschaften seit Jahrhunderten bekannt sind.
2) Geringere Zurückhaltung von Feststoffrückständen durch das Gewebe nach dem Waschen, da das Waschmittel flüssig ist und keine unlöslichen Verbindungen enthält; überdies ist der Gehalt an anorganischen Salzen (falls zugegen) im Vergleich zu dem der bekannten Waschmittel sehr gering.
3) Geringere Abnützung und Verfilzung des Gewebes aufgrund des sehr mässigen pH-Wertes. wobei sich gezeigt hat. dass das flüssige Waschmittel keinerlei kaustische Angriffswirkung entwickelt und einen pH-Wert besitzt, der dem der besten Waschseifen entspricht.
4) Kein Eingehen des Gewebes.
5) Keine Ablagerung von Kalksalzen auf der Faser des Gewebes. da das flüssige Waschmittel auch die Kalkseifen vollständig dispergiert, wenn in hartem Wasser gewaschen wird.
6) Praktisch keine Abnützung des Gewebes, da das flüssige Waschmittelprodukt keine chemischen Oxydationsmittel enthält. Es wurden mehrere Vergleichsversuche mit handelsüblichen, pulverförmigen, chemische Bleichmittel enthaltenden Waschmitteln durchgeführt, um die Abnützung der Gewebe sicher festzuste
Flüssiges Wasch- Handelsübliches mittel gemäss pulverförmiges der Erfindung Waschmittel
Nach 1 Waschung 2110 2090
Polymerisationsgrad
Nach 25 Waschungen 2110 1750
Polymerisationsgrad Nach 50 Waschungen 2010 1580
Polymerisationsgrad
Die erhaltenen Ergebnisse zeigen unzweifelhaft, dass das erfindungsgemässe flüssige Waschmittelprodukt das Gewebe auch nach 50 Waschungen fast nicht angreift und verändert, welches Ergebnis mit den bekannten, zum Vergleich herangezogenen Waschmitteln nicht erreichbar ist.
Die den Geweben verliehene Weichheit wirkt sich auch auf die Haut der Hände beim Waschen mit der Hand aus, wobei absolut kein störender Effekt festgestellt werden konnte. Ein weiterer Beweis des vorzüglichen Verhaltens des Waschmittels liefert das Waschen von Wollwäsche, welche weder verhärtet noch verfilzt und aufgrund der unmittelbaren Löslichkeit auch bei Raumtemperatur und aufgrund der überraschenden Reinigungswirkung auch in kaltem Wasser mit dem erfindungsgemässen flüssigen Waschmittel gewaschen werden kann. Diese Eigenschaft fehlt den verschiedenen handels üblichen, pulverförmigen Waschmitteln. welche speziell für jede Gewebeart erzeugt werden, vollständig.
Das erfindungsgemässe flüssige Waschmittel eignet sich zum Waschen von Geschirr, Fussböden, hygienischen Anlagen. Glas und in einem Schwamm aufgesaugt zum Waschen von Autokarosserien. als Handwaschmittel für Mechaniker, zum Reinigen von mit öI verschmutzten Behältern usw.
Weitere überraschende Ergebnisse zeigen sich bei der Verwendung des Waschmittels zur persönlichen Körperpflege.
Es wurde weiters festgestellt, dass das Waschmittelprodukt bei Waschen von Geweben im allgemeinen mit jedem beliebigen, handelsüblichen chemischen Bleichmittel verträglich ist, so dass ein solches zugesetzt werden kann, wenn sich dessen Verwendung zum Auswaschen von hartnäckigen Flecken als erforderlich erweisen sollte. Daraus resultiert die Vielfältigkeit der Verwendungsmöglichkeiten nicht nur im Haushalt des erfindungsgemässen Produktes. Die universelle Verwendbarkeit des erfindungsgemässen Produktes hat den Fettsäureseifen nicht nur den ihnen auf dem Gebiet der mit modernen mechanischen Reinigungsgeräten zustehenden Platz eingeräumt, sondern ihnen auch andere nicht zu bestreitende Reinigungseigenschaften auf vollkommen neuen Gebieten vermittelt.
Die handelsüblichen Waschmittel, deren Bestandteile auf spezifische und folglich vollkommen unterschiedliche Reinigungen abgestimmt sind, können nicht als universell verwendbar bezeichnet werden.
Ausführungsbeispiel 12
Bei der Verwendung des erfindungsgemässen flüssigen Waschmittels in gewissen Typen von Waschmaschinen für Haushaltszwecke und industrielle Zwecke sowie bei der Reinigung von Spitalmaterial hat sich die Erfordernis einer besonderen Zusammensetzung des flüssigen Waschmittelproduktes gezeigt. Zu diesem Zweck wird der Prozentanteil der oberflächenaktiven organischen Reinigungsmittel, die in der flüssigen Waschmittelzusammensetzung zugegen sind, noch weiter herabgesetzt und der Prozentanteil der anorganischen Alkalisalze erhöht.
In einen Mischer der vorerwähnten Art wurde eine wässerig-alkoholische Lösung mit einem Gehalt von 188 kg einer Kaliumseife von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit 12-18 C-Atomen in der Kette hergestellt.
wonach 40 kg Äthylenglykol. 81 kg Natriumtripolyphosphat, 91 kg Waliumkarbonat, 31 kg Kaliumtetraborat und 24 kg eines dreibasischen Alkalisalzes der Äthylendiamintetraessigsäure zugegeben wurde. Hierauf wurden noch 40 kg dreibasisches Kaliumpyrophosphat und 1 kg optischer Aufheller und Riechessenz zugesetzt.
Das auf diese Weise erhaltene Produkt war eine klare Flüssigkeit, bei der auch bei Temperaturen um 0 C keine Phasentrennung eintrat. Der pH-Wert der 2 ,ROigen Lösung dieses Produktes war sehr mässig und das Produkt selbst wies eine biologische Abbaufähigkeit von 100% auf.
Das erhaltene Produkt hatte, bezogen auf die Menge an verwendeter Fettsäure-Alkaliseife, folgende Zusammensetzung: Natriumtripolyphosphat 43 % Kaliumkarbonat 48,4% Kaliumtetraborat 16,4% Tetrabasisches Salz der Äthylendiamitetraessigsäure 12,7 ,Zo Äthylenglykol 21,2% Optischer Aufheller zugegen Vierbasisches Kaliumpyrophosphat 21.20J, Ausführun,gsbetspiel 13
In der vorstehend angegebenen Weise wurde eine flüssige Waschmittelzusammensetzung hergestellt, wobei iedoch die Prozentanteile der anorganischen Salze in bezug auf die Fettsäure-Alkaliseife noch weiter erhöht wurden:
Fettsäure-Alkaliseife 107 kg Natriumtripolyphosphat 26 kg Kaliumchlorid 20 kg Kaliumkarbonat 52 kg Kaliumtetraborat 40 kg Kaliumsulfat 10 kg Kaliumglukonat 16 kg Tetrakaliumpyrophosphat 193 kg Äthylenglykol 53 kg Lösungsmittellösung (Wasser oder Wasser + Alkohol) 533 kg
Das mit diesem Ansatz erhaltene Waschmittel hatte, bezogen auf die verwendete Fettsäure-Alkaliseife, folgende prozentuelle Zusammensetzung:
Natriumtripolyphosphat 24,3 % Kaliumchlorid 18.7 0/, Kaliumkarbonat 48,6 % Kaliumtetraborat 37.380/, Kaliumsulfat 9,3 ' Kaliumglukonat 14,9 % Tetrakaliurnphyrophosphat 180 % Äthylenglykol 50 'S0
Die nach den Beispielen 12 und 13 erhaltenen Waschmittel waren vollkommen flüssig und klar und es konnte bei ihnen auch bei Temperaturen um 0 C keine Phasen trennung beobachtet werden. Der pH-Wert der 2%igen Lösung war sehr mässig, das Produkt hatte eine Abbaufähigkeit auf biologischem Wege von 100%.
Auch diese beiden Beispiele zeigen, dass die Fett säure-Alkaliseife der Hauptbestandteil in bezug auf die einzelnen Prozentanteile der anderen vorhandenen organischen Waschmittelkomponenten ist.
Die flüssigen Waschmittelprodukte sind vorzüglich für die Verwendung in Geschirrwaschmaschinen und zum Waschen von allen Haushaltsgegenständen, Spitalmaterial, Hotel-, Vereins- und Eisenbahnmaterial sei es in automatischen Waschmaschinen. sei es mit der Hand.
geeignet.
Es wurde festgestellt, dass die beschriebene Waschmittelzusammensetzung, die in der Einleitung erwähnten. den bekannten Waschmitteln anhaftenden Unzulängiichkeiten, insbesondere hinsichtlich Fliessfähigkeit, Angriff auf die zu waschenden Gewebefasern. praktisch sofortige Löslichkeit auch in kaltem Wasser, sowie gute Reinigungswirkung bei Heimwäsche und industriellen Waschvorgängen. auch bei Temperaturen in der Nähe der Raumtemperatur. vermeidet.
Die beschriebene Waschmittelzusammensetzung ist für die menschliche Haut. insbesondere im Hinblick auf die Verwendung für Heimwäsche mit der Hand, ver träglich.
Es wurde festgestellt, dass die beschriebene flüssige Waschmittelzusammensetzung leicht aus dem gewaschenen Gewebe entfernbar ist und ihm einen weichen Griff vermitteln, ohne ihm einen unangenehmen. auch nach dem Trocknen und Bügeln verbleibenden Geruch mit zuteilen.
Aus der vorstehenden Beschreibung ersieht man.
dass für die Waschmittelzusammensetzung solche Komponenten verwendet wurden. welche die vorteilhafte Anwendung der Zusammensetzung bei Waschvorcänpen.
bei denen aus zwingenden Gründen oder industriellen Erfordernissen weiches Wasser (gereinigt und daher frei von Kalksalzen) oder besonders hartes Wasser verwendet wird, gestatten. ohne dass dabei die vorerwähnten, für die Zusammensetzung wesentlichen. vorteilhaften Eigenschaften beeintrichtigt werden.
Eine der beschriebenen Ausführungen der Waschmittelzusammensetzung hat eine eingeschränkte Schaumbildung, damit sie in zweckmässigster Weise in Waschmaschinen für Haushaltszwecke oder industrielle Zwecke verwendet werden kann.
Die Zusammensetzung ist in hohem Ausmass auf bioloeischem Wege abbaufähiy. um Verunreinigungen von Gewässern auszuschalten.
Liquid, clear, biodegradable detergent composition
The present invention relates to a liquid, clear. alkaline soap based biodegradable detergent composition for general household and industrial use.
As is well known, despite the widespread use of synthetic detergents, the most comprehensive and unsurpassable cleaning effect of traditional soap is still recognized for all types of fabric. Only modern cleaning technology has restricted the use of conventional soap in favor of synthetic detergents. The synthetic detergent compositions currently on the market are usually based on mixtures of the various class of surfactants and inorganic alkali salts.
which, in addition to their peculiar and known properties, give the synthetic compositions in solution the appropriate pH values so that a satisfactory cleaning power of the surface-active agents used is achieved.
It is also known that one of the most essential requirements relating to the use of these detergents is the complete and almost immediate solubility of the same in cold water, in which case they should also develop good cleaning power in the latter.
The detergents currently used, be it in the household or for industrial purposes, are usually solid, pasty or powdery and by no means have the spontaneous water solubility required of them. Furthermore, the commercially available detergents have properties which are satisfactory for certain limited areas of use, but are inadequate for a large number of others.
The requirements placed on the practical use of detergents could be met in a satisfactory manner with a liquid detergent, but the commercially available powdery products are suitable, regardless of their composition.
not for the production of such a liquid product, since, as can easily be seen, in solution they give rise to the formation of turbidity and phase separation and it is not possible to concentrate them to a commercially acceptable level. The demands placed on detergents form a large number of problems that have to be solved in the manufacture of a detergent product. It was found that all these requirements are met with a liquid detergent product if it also has the following properties:
1) Almost instant solubility in water, even at room temperature.
2) Increased removal and dispersing effect compared to alkaline earth metal ions present in medium-hard water.
3) Effective cleaning in the temperature range between 10 and 800C; The cleaning effect should at least be comparable to that of one of the best conventional alkali laundry soaps, which is known to loosen the dirt from the fibers and fabrics with great ease and suspend it in the washing liquids, preventing it from being deposited again. These properties are closely related to the mixture of the alkali soaps in solution and the stability and value of their natural pH. which is such that no additives based on alkali salts are required.
4) Such an alkalinity that does not attack even the most sensitive fabric fibers; In this context, it was found on the test route that the pH should be between 9 and 11.
5) The composition should be such that the laundry is given a soft feel.
6) The composition should be such that the hands of the person washing the laundry by hand. not be attacked.
7) The composition should be such that it cannot result in any allergic, toxic or other disorders.
8) The pH value should be constant in the aforementioned range even if the detergent product is stored for a long time.
9) immutability of the composition of the detergent product and the appearance of the same during storage, even at low temperatures; At low temperatures (below 10 C), the liquid detergent product should be homogeneous. that it does not have to be stirred up before use: it should also be easily pourable and pumpable, even at temperatures close to OOC, and the liquid product, if it should freeze at very low or below OOC temperatures, at room temperature resume its liquid, homogeneous and clear consistency.
10) Increased biodegradability.
11) Absence or limitation of foam formation during washing in washing machines.
An examination of the properties listed above makes it easy to see that the detergent products currently on the market do not have these properties at the same time and that the majority of the known products do not even have the most important properties at the same time.
The liquid one. clear, biodegradable detergent composition according to the invention is characterized. that they a) one or more alkali soaps of a saturated fatty acid with 8-22 carbon atoms or an unsaturated fatty acid with 4-22 carbon atoms or mixtures thereof, furthermore b) a component consisting of one or more non-soaps with sequestering and / or flowability regulating effect, and c) contains a solvent.
As a result of numerous laboratory tests and semi-industrial tests, it was found that organic compounds of the following class of compounds are suitable as compounds with a dispersing and alkaline earth soap-removing effect for use in the liquid detergent composition according to the invention: hydroxylated fatty acid esters, oxyethylated phenol esters, oxypropylated phenol esters, sulfonated phenol esters, sulfonated oxyethylated phenol esters, Compounds of polyethylene glycol with fatty acids, polyoxyethylated higher fatty alcohols, sulfonated higher fatty alcohols, sulfonated oxyethylated higher fatty alcohols, polyaminocarboxylates. Alkyl sulfonates, alkyl aryl sulfonates, alkali gluconates, oxyethylated alkylphenols esterified with benzyl alcohol, and mixtures thereof.
The flowability-imparting organic compounds used in the detergent composition according to the invention are derived from glycerine and ethylene glycol.
Polyethylene glycol, sodium, potassium and lithium salts of toluenesulfonic acid. and mixtures thereof are selected from a comprehensive group. The compounds with an emulsifying effect are preferably selected from the group comprising ethanolamines (mono-, di- and triethanolamine).
The liquid detergent composition preferably consists of a solution of an alkali soap of fatty acids with 14 to 22 carbon atoms, of mixtures of saturated and unsaturated acids with 8 to 22 carbon atoms and resin acid, 1 to 40% by weight of an organic compound soluble in the solution with dispersing and alkaline earth soap removing effect, 1 to 25 wt .-% of an organic compound with flowability imparting and wetting effect, 1 to 15 wt .-% of an organic compound with emulsifying effect and 0.05 to 2.5 wt .-% of an optical Brightener, the alkali soap constituting the main constituent in relation to the weight of the individual percentages of the other surface-active constituents of an organic nature which may be present.
In the practical use of a clear liquid detergent product with the above-mentioned properties, it was found that this product retains its special properties unchanged, even in large dilutions, as long as the components it contains are present within certain, variable proportions with regard to the fatty acid alkali soap used. Accordingly, the clear, liquid detergent composition according to the present invention is essentially characterized in that it consists of a solution of at least one alkali soap of fatty acids of unsaturated fatty acids with 14 to 22 carbon atoms.
Mixtures of saturated and unsaturated fatty acids with 8 to 22 carbon atoms and groups comprising resin acids and, based on the percentage by weight of the fatty acid alkali soap used, I to 100% by weight of an organic compound which is soluble in the solution and has a flowability-promoting and wetting effect , 1 to 100% by weight of an organic compound with dispersing and alkaline earth soap-removing effect, 1 to 100% by weight of an organic compound with emulsifying effect and 0.1 to 5% by weight of an optical brightener, the fatty acid-alkali soap forms the main constituent in relation to the weight of the individual percentage fractions of the other, optionally present, organic surface-active constituents.
The initially set out. The requirements to be met by the product have resulted in the need to find a compound soluble in the liquid detergent product with a buffering effect on the pH value, which gives the product a moderate pH value corresponding to the pH values of the best, alkali-free fatty acid soaps.
It is known that such a buffering effect is exerted by the alkali salts of boric acid, e.g. of the metaborates and tetraborates of sodium. Potassium and lithium. Despite the fact. That such borates have never been used in the relevant field, tests were carried out with them in the indicated sense in a completely clear, liquid, to an increased extent biologically abbatifiable, detergent formulation intended for universal use.
Numerous attempts have shown. that an alkali salt of boric acid is capable. the pH of the inventive liquid detergent in a 2% solution to buffer values below 10 (measured with a pH meter) and that the amount of the alkali metal salt of the boric acid used is preferably between 1 and 50% by weight. based on the amount of fatty acid alkali soap contained in the product.
For other uses. For example, for the use of the liquid detergent product in washing machines, it has proven necessary to limit foam formation and to use compounds with a pronounced anti-foam effect (such as compounds of the silicone type). Use of such compounds in a liquid detergent, in which they are notoriously not readily soluble, would, however, lead to cloudiness or undesired phase separations.
In order to meet the above-mentioned need to restrict foam formation, the organic surface-active constituents in the liquid detergent composition according to the invention are reduced and replaced by inorganic components, which are explained in more detail later, the latter having a biodegradability of more than 80% (based on the total the percentage of all organic surface-active agents present) and due to their properties the liquid detergent product always remains clear, with the alkali soap of the fatty acids always forming the predominant component in relation to the individual percentage portions of the other surface-active cleaning agents of an organic nature that may be present.
Further features and advantages of the invention are clearer from the following description of a clear, liquid detergent composition which is biodegradable and which is illustrated by way of example and without limitation in the following examples.
Embodiment I.
400 kg of saturated and unsaturated fatty acids with 12-18 carbon atoms in their molecules, such as lauric acid, myristic acid, myristoleic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, oil, were placed in a closed container, which was provided with a cooling jacket or a cooling coil, stirrer and reflux condenser - acid, ricinoleic acid and the like Like. And then 450 kg of an aqueous-alcoholic KOH solution introduced. The latter was prepared from equal volumes of water and monohydric aliphatic alcohol with 1-6 carbon atoms and with the addition of an amount of KOH, which was used somewhat in excess than the amount theoretically required for the saponification of the fatty acids.
During the saponification reaction carried out at room temperature, the mixture was stirred continuously and the temperature rose spontaneously to about 70.degree. After further
Stirring for 10 minutes from the beginning of the addition of the aqueous-alcoholic solution. cooling was started, adding 50 kg of a dispersing and alkaline earth soap removing agent. This agent is made from hydroxylated fatty acid esters, oxyethylated phenol esters, oxypropylated phenol esters, sulfonated phenol esters, polyoxyethylated higher fatty alcohols, sulfonated higher fatty alcohols, compounds of polyethylene glycols with fatty acids, polyaminocarboxylates, alkali metal sulfates, alkylarylsulfonates, alkali metal alcoholates and their alkylarylsulfonates, alkali metal alcoholates, and their alkylaryl sulfonates and their esterified class, oxyethylphenyls selected.
Then 150kg of a flowability-imparting and wetting agent, such as glycerine, ethylene glycol, polyethylene glycol with a molecular weight of preferably 200 to 600 and sodium, potassium and lithium toluenesulfonate, 50 kg of a compound with emulsifying action from the group of ethanolamines and 500g of an optical brightener and Odor essences added. After cooling, the product was completely ready for use and had the consistency of a homogeneous, clear liquid, which consistency it retained even after long storage at a temperature of about 90C. A 1% solution of a sample of this product had a pH of less than 11.
Embodiment 2
The procedure was as described in Example 1, but the monohydric aliphatic alcohol was replaced by a mixture of monohydric and dihydric aliphatic alcohols with a maximum of 6 carbon atoms in the chain. The ready-to-use products obtained according to the examples were analyzed and had the following composition: Potash soap of saturated and unsaturated fatty acids (C12-Ct8) 46% aqueous-alcoholic solution.
Kp. 1000C 36% sulfonated castor oil (dispersant for the alkaline earth soaps) 8% triethanolamine (emulsifier) 5% glycol (flowability-imparting agent) 4.5% optical brightener in addition to olfactory essence in relation to embodiment 3
In this experiment, a dilution solution of water and ethyl alcohol in the ratio of 3: 1 and a mixture of sulfonated higher alcohols and a polyamine carboxylate were used as a dispersing and removing agent for the alkaline earth soaps. The composition was as follows: fatty acid soap 36% aqueous-alcoholic solution.
Kp. 1000C 41% tetrapotassium salt of ethylandiaminetetraacetic acid 8% sulfonated oleyl alcohol, neutralized with KOH 3.50 per ethylene glycol 6.5% ethanolamine 5% optical brightener in addition to olfactory essence in contrast to embodiment 4 in the course of further experiments in which the procedure in the previous examples was carried out Products with a high percentage of compounds with alkaline earth soap removing and dispersing effects. of compounds with a fluidity-imparting and wetting effect. of compounds with an emulsifying effect, based on the fatty acid soap.
The products had the following composition: Fatty acid soap 15% potassium soap of the sulfonic acid ester of castor oil (dispersant for alkaline earth soaps) 7% polyaminocarboxylate (removal agent for alkaline earth soaps) 8 so ethylene glycol (diluent) 10% polyethylene glycol with a molecular weight of 200 (wetting agent) 5% aqueous alcoholic solution 55% optical brightener against acees guide example 5
In accordance with the basic idea set out in Example 4, compositions were further prepared with high percentages of auxiliaries, based on the fatty acid soaps.
A formulation of this composition, which fully possessed the properties sought in accordance with the objectives of the invention, was the following: Fatty acid soap 20% ethylene glycol 7% triethanolamine 15% monoethanolamine 5% oxyethylated nonylphenol (dispersant for alkaline earth soaps) 3% solution, volatile at 1000C 55% Optical brightener present
Comparative tests with known detergents clearly showed the superiority of the above
Examples of products obtained, in particular with regard to the cleaning effect, even in cold water
Silk and wool fabrics.
It was also found that when using the inventive
Products that have a soft feel even after repeated treatments and have practically the same resistance to tensile and torsional stress as they did before washing. In addition, the complete absence of disruptive effects on the user's hands could be noted.
The same detergent product was then used repeatedly in controlled trials, during which soft and consequently de-calcined water and particularly hard water were used. In the first case it was found that in the biodegradable, liquid detergent composition the presence of components with a dispersing and removing effect for alkaline earth soaps was superfluous. so that a larger amount of fatty acid-alkali soap was used as a substitute for this in the recipe.
The auxiliaries with the effect of increasing the flowability can also be completely or partially omitted and replaced by a small amount of a flow agent based on an inorganic salt. while a larger amount of the liquid detergent itself can advantageously be used as a substitute for the auxiliaries with emulsifying effect in the washing phase, since the fatty acid-alkali soap is a good emulsifier in itself.
In the second case, i.e. When washing with particularly hard water, the experiments have shown that a larger amount of alkaline earth soaps dispersing and removing compounds must be used with regard to the lime soaps and it was found. that the addition of inorganic components of a suitable type to the liquid detergent composition according to the invention readily enables the advantageous use of this product while retaining the essential features. like fluidity of the product, clarity, biodegradability. wherein the fatty acid-alkali soap is the larger constituent in relation to the weight of the individual percentages of any other organic detergent components present. enables.
It was also found. that the addition of suitable inorganic salts does not run the risk of impairing the properties of the absence of turbidity or phase separation, even at low temperatures. as well as the absence of attack on the fabrics being laundered.
The inorganic compounds imparting the necessary flowability of the composition of the detergent are made from sodium carbonate, preferably potassium carbonate, sodium bicarbonate. preferably potassium bicarbonate, inorganic phosphates. Alkali metal chlorides and alkali metal sulfates, preferably potassium chloride and potassium sulfate, and optionally alkali metal silicates and metasilicates, preferably from the class comprising potassium. In addition to the properties imparting the desired flowability, the compounds of this class also have a cleaning effect. In the case of the phosphates, an alkaline earth soap dispersing and withdrawing effect can also be determined.
Implementation example 6
In a vessel as described above, an aqueous-alcoholic solution in a ratio of ethyl alcohol to water of 1: 8 with a content of 35 kg of fatty acid-potassium soap was prepared and then with 4 kg of potassium tetraborate as a pH buffer, 4 kg of ethylene glycol and 3 kg of potassium toluenesulfonate as a fluidity-imparting agent, 8 kg of tetrapotassium pyrophosphate, 4 kg of oxyethylated nonylphenol, 3 kg of tetrabasic alkali salt of ethylenediaminetetraacetic acid, 0.1 kg of optical brightener and added olfactory essences.
The product obtained in this way had the following composition, based on the amount of potassium soap used:
Potassium tetraborate 11.4% ethylene glycol 1 1.4%
Potassium toluene sulfonate 8.5, 7o tetrapotassium pyrophosphate 22.8% oxyethylated nonylphenol (with 7.5 molecules of ethylene oxide) 11.4% tetrabasic alkali salt of ethylenediamine tetraacetic acid 8.5% optical brightener present
Smell essence present example 7
According to the procedure described in Example 6, a clear liquid detergent composition according to the invention was prepared, part of the potassium traborate being replaced by potassium tetraborate and part of the ethylene glycol being replaced by glycerine.
Furthermore, the tetrapotassium pyrophosphate was replaced by sodium tripolyphosphate and the oxyethylated nonylphenol partly by a nonylphenol condensed with four molecules of propylene oxide and partly by sulfonated oleyl alcohol. A certain amount of alkali gluconate was used in the present composition, whereas. in contrast to example 6. the alkali salt of ethylenediamine tetraacetic acid was excluded.
The product obtained according to this example had the following composition, based on the amount of potassium soap used: Potassium tetraborate 8% Potassium metaborate 4% glycerine 10% ethylene glycol 10% sodium tripolyphosphate 20% oxyethylated nonylphenol with 7.5 molecules of ethylene oxide 4% nonylphenol condensed with 4 molecules of propylene oxide 4% oleyl alcohol, sulphonated and neutralized with KOH 3.40 Potassium gluconate 8.2go Optical brightener present odorous essence present
The liquid detergent product of the above composition corresponded fully to the aims of the invention, in particular with regard to biodegradability.
liquid and clear appearance even at relatively low temperatures and pH value, which was kept at values below 10. Furthermore, the complete absence of phase separations and cloudiness could be ascertained, even after the product was brought to very low temperatures and so then reconstituted again when room temperature was reached.
Embodiment 8
A liquid detergent composition was prepared according to the procedure described in Example 7, equal amounts of sodium tripolyphosphate and potassium carbonate being used as the flowability-imparting and wetting compound.
In this case, too, the properties of the previous composition could be achieved and no phase separation or turbidity occurred, and the pH value did not exceed the desired and predetermined values.
Embodiment 9
A detergent composition was prepared using the procedure described in Example 7, a mixture consisting of equal percentages by weight of sodium tripolyphosphate and potassium chloride being used as the compound having a flowability-imparting effect. The weight fraction of this mixture in relation to the potassium soap used in the preparation of the detergent composition according to the invention was 20%. The product obtained had all of the aforementioned properties, i.
clear appearance without phase separation and below 10 S controlled pH. in addition, the product developed a significant cleaning effect on blood stains normally resistant to all laundry detergents currently available.
Working example 10
As described above, in the preparation of the liquid detergent composition according to the invention, a mixture of equal amounts of sodium tripolyphosphate and potassium sulfate was used as a compound having a flowability-imparting effect. In addition to the aforementioned properties, the product obtained had a superior cleaning effect due to the advantageous synergistic effect of the components of the composition.
Embodiment 11
The procedure was as in the preceding examples, but the percentage of the inorganic phosphates in relation to the fatty acid-alkali soap was brought to values of 50 cm and more and the other percentage contents were retained. The resulting liquid product was then diluted with water and further potassium pyrophosphate or other alkali metal phosphates were added.
The products thus obtained, diluted to 0.5% in water, had a pH value of less than 10 (measured with a pH meter), a biodegradability of more than 80%. Based on the total amount of organic surface-active agents present, the products were also clear, transparent liquids in which no phase separation occurred even at temperatures below 0 C and which were just as clear after freezing at low temperatures and after reconstitution under room conditions as before and at did not give rise to phase separation.
It was also possible to determine the significant cleaning effect of the liquid detergent products obtained, which is due to the fundamentally predominant presence of the fatty acid-alkali soap compared to the other organic cleaning agents present and the like. is due to the perfect coordination of the components of the product with the achievement of an extremely favorable synergistic effect.
Surprisingly, the foam formation in automatic washing machines was extremely low, which property is due to this perfect coordination of the components, since the product does not contain any compound with an anti-foam effect.
Cleaning tests in household washing machines and comparative tests with commercially available powder detergents have led to superior results in both medium-hard and softened water.
in the latter case the required amount of liquid detergent was exactly half the amount of the powdery composition. Furthermore, the fabrics had a degree of whiteness and softness compared to fabrics. which have been washed with powder detergents of a different composition are to be regarded as excellent.
The following reasons can be used to explain the excellent softness and the excellent degree of whiteness of the fabrics washed with the detergent product according to the invention:
I) The predominant proportion of fatty acid-alkali soap, the properties of which have been known for centuries.
2) Less retention of solid residues by the fabric after washing as the detergent is liquid and does not contain any insoluble compounds; In addition, the content of inorganic salts (if present) is very low compared to that of the known detergents.
3) Less wear and matting of the fabric due to the very moderate pH value. where has shown. that the liquid detergent does not develop any caustic effects and has a pH value that corresponds to that of the best laundry soaps.
4) No shrinkage of the fabric.
5) No deposits of calcium salts on the fibers of the fabric. as the liquid detergent also completely disperses the lime soaps when washing in hard water.
6) Virtually no wear and tear on the fabric as the liquid detergent product does not contain chemical oxidants. Several comparative tests were carried out with commercially available, powdery detergents containing chemical bleaching agents, in order to reliably determine the wear and tear on the fabric
Liquid detergent Commercially available detergent according to the invention powder detergent
After 1 wash 2110 2090
Degree of polymerization
After 25 washes 2110 1750
Degree of polymerisation after 50 washes 2010 1580
Degree of polymerization
The results obtained show without a doubt that the liquid detergent product according to the invention almost does not attack or change the fabric even after 50 washes, which result cannot be achieved with the known detergents used for comparison.
The softness imparted to the fabrics also affects the skin of the hands when they are washed by hand, with absolutely no disturbing effect being found. Another proof of the excellent behavior of the detergent is the washing of woolen laundry, which neither hardened nor matted and, due to its immediate solubility, can also be washed at room temperature and due to the surprising cleaning effect in cold water with the liquid detergent according to the invention. The various commercially available powder detergents lack this property. which are specially created for each type of tissue, completely.
The liquid detergent according to the invention is suitable for washing dishes, floors and hygienic systems. Glass and soaked in a sponge for washing car bodies. As a hand washing agent for mechanics, for cleaning containers soiled with oil, etc.
Further surprising results can be seen when the detergent is used for personal body care.
It has also been found that the detergent product for fabric washing is generally compatible with any commercially available chemical bleaching agent so that such can be added should it prove necessary to use it to wash off stubborn stains. This results in the variety of possible uses not only in the household of the product according to the invention. The universal applicability of the product according to the invention has not only given the fatty acid soaps their rightful place in the field of modern mechanical cleaning devices, but has also given them other indisputable cleaning properties in completely new areas.
Commercially available detergents, the components of which are tailored to specific and consequently completely different cleanings, cannot be described as universally applicable.
Embodiment 12
When the liquid detergent according to the invention is used in certain types of washing machines for household and industrial purposes as well as when cleaning hospital material, the requirement for a special composition of the liquid detergent product has been shown. For this purpose, the percentage of the surface-active organic cleaning agents which are present in the liquid detergent composition is reduced even further and the percentage of the inorganic alkali salts is increased.
An aqueous-alcoholic solution with a content of 188 kg of a potassium soap of saturated and unsaturated fatty acids with 12-18 carbon atoms in the chain was prepared in a mixer of the aforementioned type.
after which 40 kg of ethylene glycol. 81 kg of sodium tripolyphosphate, 91 kg of walium carbonate, 31 kg of potassium tetraborate and 24 kg of a tribasic alkali salt to which ethylenediaminetetraacetic acid was added. 40 kg of tribasic potassium pyrophosphate and 1 kg of optical brightener and olfactory essence were then added.
The product obtained in this way was a clear liquid in which no phase separation occurred even at temperatures around 0 C. The pH of the 2.0% solution of this product was very moderate and the product itself had a biodegradability of 100%.
Based on the amount of fatty acid-alkali soap used, the product obtained had the following composition: sodium tripolyphosphate 43% potassium carbonate 48.4% potassium tetraborate 16.4% tetrabasic salt of ethylenediamite tetraacetic acid 12.7, ethylene glycol 21.2% optical brightener with tetrabasic potassium pyrophosphate 21.20J, execution, bet game 13
A liquid detergent composition was prepared in the manner indicated above, but the percentages of the inorganic salts in relation to the fatty acid-alkali soap were increased still further:
Fatty acid alkali soap 107 kg sodium tripolyphosphate 26 kg potassium chloride 20 kg potassium carbonate 52 kg potassium tetraborate 40 kg potassium sulfate 10 kg potassium gluconate 16 kg tetrapotassium pyrophosphate 193 kg ethylene glycol 53 kg solvent solution (water or water + alcohol) 533 kg
The detergent obtained with this approach had the following percentage composition, based on the fatty acid-alkali soap used:
Sodium tripolyphosphate 24.3% potassium chloride 18.7 0 /, potassium carbonate 48.6% potassium tetraborate 37.380 /, potassium sulphate 9.3 'potassium gluconate 14.9% tetra potassium phyrophosphate 180% ethylene glycol 50' S0
The detergents obtained according to Examples 12 and 13 were completely liquid and clear and no phase separation could be observed in them even at temperatures around 0 C. The pH of the 2% solution was very moderate, the product had a biodegradability of 100%.
These two examples also show that the fatty acid-alkali soap is the main ingredient in relation to the individual percentages of the other organic detergent components present.
The liquid detergent products are excellent for use in dish washing machines and for washing all household items, hospital material, hotel, club and railway material, be it in automatic washing machines. be it by hand.
suitable.
It was found that the detergent composition described, those mentioned in the introduction. deficiencies inherent in the known detergents, in particular with regard to flowability, attack on the fabric fibers to be washed. practically instant solubility even in cold water, as well as good cleaning properties for home and industrial washing processes. even at temperatures close to room temperature. avoids.
The detergent composition described is for human skin. especially with regard to the use for home washing by hand, ver compatible.
It has been found that the liquid detergent composition described is easily removable from the washed fabric and gives it a soft hand without making it uncomfortable. add any remaining odor even after drying and ironing.
From the above description one can see.
that such components were used for the detergent composition. which show the advantageous use of the composition in washing processes.
where, for compelling reasons or industrial requirements, soft water (purified and therefore free of calcium salts) or particularly hard water is used. without the aforementioned essential for the composition. advantageous properties are impaired.
One of the embodiments of the detergent composition described has limited foaming so that it can be used in the most convenient manner in washing machines for household or industrial purposes.
The composition is biodegradable to a large extent. to eliminate pollution of water.