CZ198395A3

CZ198395A3 - Cleansing agent and fabric washing and softening process

Info

Publication number: CZ198395A3
Application number: CZ951983A
Authority: CZ
Inventors: Andrew Paul Chapple; Peter Graham
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1996-01-17
Also published as: WO1994019440A1; HU9502469D0; JPH08506843A; HUT72818A; BR9405933A; EP0686187A1; AU6141794A; SK103895A3; GB9303721D0; PL310383A1

Description

Čistící prostředek a způsob praní a změkčování tkanin

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká čistících prostředků pro praní a změkčování tkanin, obsahujících jednu detergentně aktivní látku a bentonitovou hlinku (jíl), změkčující tkaniny. Vynález se rovněž zabývá způsobem výroby jílu.

Dosavadní stav techniky

U některých tkanin, zejména přírodního původu, může opakované praní vést k poškození látky, kdy se stává nepříjemnou na omak. Nějakou dobu jsou už dostupné výrobky k úpravě tkaniny, určené kromě jiného i k odstranění tohoto poškození tkanin jejich změkčením následně po vyprání, například v kroku máchání při postupu praní tkanin. Rovněž byly předloženy víceúčelové čistící prostředky, sloužící jak ke praní, tak i k změkčování tkanin, které překonaly nevýhodnost použití jednoúčelových výrobků.

Podle britského patentu GB 1 400 898 (Procter a Gamble/Storm) je předkládán takový současně detergentní a změkčovací prostředek, vznikající zavedením látky, obsahující smektitový jíl s kapacitou výměny kationtů ve výši nejméně 50 meq/g, spolu s detergentně aktivní látkou, do detergentního prostředku.

GB 2 138 037 předkládá detergentní látku změkčující tkaniny, v níž může být jíl aktivován zavedením jednomocného kovu do struktury jílu. Jako příklady jednomocného iontu jsou uvedeny sodík a draslík.

I když bylo při použití takovýchto jílů docíleno částečného úspěchu, účinnost změkčování stále obecně nedosáhla účinnosti, kterou lze získat při použití jednotlivých výrobků a zde tedy existuje prostor pro zlepšení působnosti.

-2Jíly, o něž se jedná v předkládaném vynálezu, jsou bobtnavé typy, které se v kapalném prostředí rozšiřují a rozpadají na vrstvy. Tyto jíly patří do skupiny fyllokřemičitanů (phyllosilicates) a jsou krystalickou látkou trojvrstvého deskovitého typu. Deskové struktury jsou složeny ze třívrstvového uspořádání čtyřbokého (tetrahedrálniho) křemíku, osmibokého (oktahedrálního) hliníku a čtyřbokého křemíku. Střední vrstva může být dvojitě nebo trojitě osmiboká (dioktahedrální nebo trioktahedrální) a trojvrstvé deskovité struktury jsou odděleny interlamelárním prostorem.

Jíly jsou definovány jako krystalické a amorfní hydratované křemičitany hliníku, hořčíku, lithia a železa. Obsahují jemné koloidní částice. Následující klíčové rysy odlišují rozdílné druhy:

a) chemické složení

b) stupeň isomorfní substituce (náhrada iontu v uspořádání jiným iontem podobné velikosti, obvykle rozdílného mocenství.

Bod b) poskytuje příležitost pro stálé nabití mřížky, které musí být vyrovnáváno přítomností kationtů v její těsné blízkosti. Tyto rysy mohou být jasně doloženy, pokud jde o talek a hektorit (křemičitany hořečnaté) a pyrofyllit a montmorillonit (hlinitokřemičitany); podrobné údaje jsou uvedeny v Tabulce 1:

Tabulka 1

iíl	isomorfní substituce	vzorec
talek	ne	Mg₃ Si₄ O₁₀ (OH)₂
hektorit	ano	(M+), (Mg)₆._a (Li), Si₈ 0₂₀ (0H)₄
pyrofyllit	ne	ai₂ Si₄ O₁₀ (0H)₂
montmorillonit	ano	(M+), (Al)^ (Mg), Si₈ 0₂₀ (0H)₄

M+ v tabulce náleží nabitým rovnovážným kationtům, jejichž zavedení je výsledkem isomorfní substituce. Stupeň isomorfní substituce určuje velikost náboje

-3vrstvy, což je klíčový faktor bobtnání jílů.

Vrstevná struktura má v přírodě mnoho variant. Například centrální oktahedrální vrstva může mít dva hliníkové ionty (Al³⁺) (dioktahedrální) nahrazeny třemi hořečnatými ionty (Mg²⁺) (trioktahedrální), nebo může být oktahedrální vrstva částečně obsazena substituováním iontu Al³⁺ jedním iontem Mg²⁺ (dioktahedrální) nebo iontu Mg²⁺ jedním iontem Li⁺ (trioktahedrální), což vytváří reziduální přebytek negativního náboje ve struktuře. Reziduální přebytek negativního náboje může vzniknout také tehdy, pokud jsou křemičité ionty (Si⁴⁺) v tetrahedrální vrstvě nahraženy hlinitými ionty (Al³⁺).

Přebytek negativního náboje vyžaduje přítomnost vyrovnávajících kationtů, které se nacházejí v intralamelárním prostoru mezi deskovitými strukturami. Míra stupně přebytkového náboje je dána počtem vyměnitelných kationtů, jak vyjadřuje kapacita výměny kationtů, CEC, čistého minerálu. Hodnota CEC daného minerálu se přímo vztahuje k nedostatku náboje mřížky tohoto minerálu.

To může být dále vysvětleno obecným zastoupením jílů, využitelných v předkládaném vynálezu, které spadají pod vzorec:

(Si₄._yAl_y) (M^laN_b) O₁₀ (OH)₂ Xⁿ⁺(y+b)/n (dioktahedrální jíly) nebo :

(Si₄._yAl_y) (Νζυ^Ο,θ (OH)₂ Xⁿ⁺(y+b)/n (trioktahedrální jíly) kde Xⁿ⁺ je rovnovážný výměnný kationt, který může být jednomocný nebo dvojmocný, y+b je nedostatek náboje mřížky minerálu na poloviční základní buňku,

M' je trojmocný kovový iont, např. AL³⁺, Fe³⁺, Cr³*,

Nje dvojmocný kovový iont, např. Mg²⁺, Fe²*, Ni²*, Zn²*,

L' je jednomocný kovový iont, např. Li*,

-4y je O nebo kladné číslo menší než 4 a , b jsou jednotlivě nebo dohromady 0 nebo kladná čísla.

I

Měření CEC nepřímo určují počet Xⁿ⁺(y+b)/n, přítomných ve 100 g a uvádějí je jako meq.

Hodnota y+b (nedostatek náboje mřížky) v gramekvivalentech na poloviční základní buňku tedy přímo odpovídá CEC.

Bobtnání je děj, při kterém molekuly rozpouštědla pronikají do mezivrstevného prostoru mezi jednotlivými krystaly a velmi snadno k němu dochází u jílů, obsahujících vyměnitelné kationty, jako jsou hektority a montmorillonity. Faktory, které nejvíc ovlivňují chování při bobtnání ve vodných suspenzích, jsou:

i) původ náboje vrstvy - tj. zda k substituci dochází v oktahedrální (Mg nebo Al) vrstvě, neb v tetrahedrální (Si) vrstvě;

ii) velikost náboje vrstvy; a iii) totožnost mezivrstvového (inter layer) kationtů

Bod i) je důležitý, neboť substituce v tetrahedrální vrstvě vytváří místní náboj, zatímco v oktahedrální vrstvě rozptýlený náboj. Ten pak s molekulami vody reaguje jen velmi slabě.

Jíly, používané pro změkčování tkanin při praní jsou obecně montmorillonity. Ačkoli bylo ukázáno, že účinnost změkčování je funkcí náboje mřížky, podrobný mechanismus účinku jílů při změkčování látek není zcela vyjasněn. Jak rozpadání na vrstvy (bobtnání), tak i elektrostatické síly mezi částicemi jílu a substrátem tkaniny zřejmě řídí celý proces a oba tyto jevy jsou ovlivňovány nábojem vrstvy.

Montmorillonity se v přírodě vyskytují se širokým rozmezím nábojů vrstvy a optimální změkčení je pozorováno u omezeného množství jílů, slabě zbarvených, jejichž náboje vrstev patří na nižší konec rozmezí. Náboj mřížky jílů lze samozřejmě

-5pozměnit chemickou úpravou. Řízené zavedení kationtů Li do krystalové mřížky (iontovou výměnou/kalcinací) je popsáno v EP 0 401 047 (Unilever) a vede ke zlepšení účinnosti jílu snížením náboje.

Snížení náboje vrstvy u montmorillonitu vyžaduje neutralizaci rozptýleného záporného náboje. Předpokládá se, že k tomu dochází při pronikání kationtů lithia do krystalové mřížky během dehydratace a že se tyto kationty dostávají do oktahedrálních prázdných míst v oblasti hlinitých iontů montmorillonitové mřížky. Tento proces vyžaduje nákladný krok kalcinace k dosažení dehydratace kationtů lithia před tím, než může dojít k jeho proniknutí do mřížky.

Vědci, zabývající se půdou, uznávají blízké spojení některých kationtů s povrchem jílu a nazývají to kationtovou fixací. Nejpodrobněji studovaným iontem je draslík. Jeho iontový průměr je blízce srovnatelný s průměrem kruhu šesti kyslíkových atomů, charakteristického pro povrchy krystalů jílu. Lze proto předpokládat dobrou koordinaci draslíku s povrchem jílu .

EP 0 401 047 popisuje tkaniny změkčující jílový minerál, který je dioktahedrálním 2:1 vrstevným fyllokřemičitanem, obsahujícím nejméně 100 mikrogramů lithia v gramu jílového minerálu. Tento popis zmiňuje, že K⁺ může být v jílu rovnovážným vyměnitelným kationtem.

Výměna K⁺ v jílech je známa v oblasti ropného inženýrství. Například KCI nebo KOH byly použity jako elektrolyty ve vrtných výplaších ke stabilizaci montrnorillonitů nebo jiných smektitových jílů během vrtných prací. Draslík je také přírodní složkou některých přírodních bentonitových jílů, kde je zastoupen jako Κ,Ο v množství do 1 %.

Draslík se rovněž používal s bentonitovým jílem za tím účelem, aby byl v nízkém množství přítomen v sodných solích, jsou-li komerčně vyráběny. V takovém případě by hladina draslíku v podobě Κ,Ο měla tvořit méně než 1 % celkového jílu.

-6Množství a dostupnost přírodně se vyskytujících jílů jsou dosti omezené. Takové přírodní jíly mohou mít pro zavedení do detergeních prostředků nevhodné zbarvení nebo mohou po usazení v tkanině zapříčiňovat zmatnění její barvy. Je proto žádoucí dosáhnout posílení změkčovací schopnosti méně účinných, přírodně se vyskytujících jílů s dobrou barevností, tak aby se rozšířilo spektrum jílů, kterých lze použít ke změkčování tkanin.

Bylo zjištěno, že takového zesílení účinnosti může být dosaženo, pokud je bentonitový jíl ovlivněn draslíkem. Rovněž bylo zjištěno, že toto ovlinění může být prováděno buď před zavedením jílu do čistícího prostředku, nebo iontovou výměnou během pracího procesu.

Podstata vynálezu

Podle předkládaného vynálezu je nárokován čistící přípravek pro praní a změkčování tkanin, obsahující nejméně jednu detergentně aktivní látku, tkaniny změkčující jíl, kterým je bentonitový jíl a rozpustnou draselnou sůl v množství nejméně 1 % z celkového prostředku, vyjádřenou jako Κ,Ο.

Předkládaný vynález také nárokuje čistící prostředek pro praní a změkčování tkanin, obsahující nejméně jednu detergentně aktivní látku, a draselnými ionty nasycený bentonitový jíl, v němž hladina draslíku převyšuje 1,5 %, vyjádřena jako Κ,Ο.

Takové draslíkem upravené jíly mají tu výhodu, že mohou být vybrány ze široké škály mateřských jílů se správným zabarvením. Čistící prostředek, obsahující upravené jíly, má výhodu v tom, lze potlačit matnění barvy, spojené s odbarvujícími jíly, a může být dosaženo zlepšeného změkčování.

Jedním aspektem způsobu, uvedeného v tomto vynálezu, je příprava jílů, částečně nasycených draslíkem. Mohou být připraveny smísením suchého

-7sodného jílu s roztokem obsahujícím draselné ionty, typicky roztokem KCI, k vytvoření tuhé těstovité hmoty. Toto těsto je potom podrobeno vysokému střihu v mixéru s lopatkami sigma a následně vysušeno a rozdrceno.

Tyto jíly mohou být připraveny také sprejovým nástřikem draselného roztoku na sodný jíl v otočném válci, například v aglomeračním přístroji.

Jinou možností přípravy jílů je:

i) smísení rozpuštěných vodných suspenzí jílů plně nasycených draslíkem a plně nasycených sodíkem ve vhodných poměrech; nebo ii) provedení iontové výměny u jílu ve směsném sodno-draselném prostředí.

Směsi sodných a draselných jílových minerálů jsou s výhodou v poměru od 8:2 do 2:8 hmotnostních dílů. Pokud se iontová výměna v roztoku uskutečňuje před úpravou detergentu, je žádoucí jíl vysušit.

Přednost se dává tomu, aby byl poměr sodíku vůči draslíku v iontově nasyceném jílu menší než 2:1 a lépe menší než 1:1.

Překvapivě bylo zjištěno, že jako alternativa k zavedení iontovú draslíku do jílu před tím, než je zahrnut do čistícího prostředku, je rovněž účinná úprava s ionově nezměněným nebo částečně iontově pozměněným jílem a zajištění zdroje draselných iontů k výměně během praní. Zdroj draslíkových iontů je výhodně zajištěn částečným nebo celkovým nahražením sodné sole, běžně přítomné v čistícím prostředku, odpovídající draselnou solí. Přednost se dává tomu, aby byla odpovídající draselná sůl přítomna v množství větším než 2,5 hmotnostního % celkového prostředku, lépe větším než 5 hmotnostních % a nejlépe v množství větším než 7,5 hmotnostního %.

K poskytnutí zdroje draselných iontů může být do prostředku místo obvyklého

-8uhličitanu sodného zahrnut uhličitan draselný, druhým příkladem tohoto postupu je potom náhrada citrátu sodného citrátem draselným.

Výhodné je také zavedení zásadité draselné sloučeniny do prostředku (například hydroxidu draselného), která může dodávat draselné ionty a rovněž neutralizovat jakoukoliv kyselinu v prostředku, například kyselinu citrónovou.

K látkám obsahujícím jílový minerál, používaným v předkládaném vynálezu, patří dioktahedrální a trioktahedrální třívrstevné smektitové jíly, nejlépe typu vápenatého a/nebo sodného montmorillonitu. Jedná se například o jíl PRASSA z Řecka, GELWHITE z Texasu, USA, Willemse z Jižní Afriky a VOLCLAY BC z Wyomingu. Účinnost látky obsahující jíl jako změkčovadla tkanin bude částečně záviset na množství jílového materiálu v dané látce.

Čistící prostředek podle předkládaného vynálezu může být v různých fyzikálních formách a může obsahovat škálu dalších přísad.

Základní složkou je detergentně aktivní látka. Ta může být zvolena z látek aniontových, neiontových, amfoterních, zwitteriontových (obojetných) a kationtových, přičemž zvláštní přednost se dává syntetickým aniontovým smáčedlům, za přítomnosti neiontových smáčedel nebo bez nich.

Zvláště upřednostňované jsou směsi aniontových a neiontových detergentně aktivních látek, jako je směs alkoxylovaného alkoholu a soli alkalického kovu odvozené od alkylbenzensulfonátu. Množství detergentně aktivní sloučeniny nebo sloučenin v prostředku může tvořit od 2 % do 50 % a lépe od 5 % do 30 % jeho hmotnosti.

V některých přípravcích se dává přednost obsahu nejméně 25 hmotnostních % aniontové detergentně aktivní látky v prostředku.

-9Upřednostňovanými detergentními látkami, kterých lze použít, jsou synthetické aniontové a neiontové sloučeniny. Neiontové sloučeniny jsou obvykle vodou rozpustné soli alkalického kovu organických sulfátů a sulfonátů, mající alkylové radikály, které obsahují přibližně od 8 do 22 atomů uhlíku, přičemž výraz alkyl zahrnuje alkylovou část vyšších acylových radikálů. Příkladem vhodných syntetických aniontových detergentních látek jsou sodné a draselné alkylsulfáty, zvláště takové, které se získají sulfatací vyšších (C₈-C₁₈) alkoholů, vyráběných například z rostlinného tuku nebo kokosového oleje, sodné a draselné alkyl (C₉-C₂₀) benzensulfonáty, zvláště pak sodné sekundární alkylbenzensulfonáty s rovným alkylovým řetězcem (C_1O-C_1S); sodné alkylglycerylethersulfáty, zvláště pak ethery vyšších alkoholů, získaných z rostlinného tuku nebo kokosového oleje a synthetických alkoholů, získaných z ropy; sodné monoglyceridsulfáty a sulfonáty s dlouhým alifatickým řetězem z kokosového oleje; reakční produkty sodných a draselných solí esterů kyseliny sírové a vyšších (C₈-C₁₈) alkohol-alkylenových oxidů s dlouhým alifatickým řetězcem, zvláště oxidu ethylnatého; reakční produkty mastných kyselin, jako kokosových mastných kyselin, esterifikovaných kyselinou isethionovou a neutralizovaných hydroxidem sodným; sodné a draselné soli amidů methyltaurinu, odvozených od mastných kyselin; alkanmonosulfonáty jako jsou ty, vytvořené reakcí alfa-olefinú (C₈-C₂₀) s hydrogensiřičitanem sodným a ty, odvozené od parafínů, reagujících s SO₂ a Cl₂ a následně hydrolyzovaných s basí k vytvoření nahodilého sulfonátu; a olefinsulfonáty, čímž jsou myšleny látky, vzniklé reakcí olefinú, zejména (C₁₀-C₂₀) alfa-olefinů, s SO₃ a neutralizací a hydrolýzou reakčního produktu. Preferovanými aniontovými detergentními sloučeninami jsou sodné (C^-C^) alkylbenzensulfonáty a sodné (C₁₈-C₁₈) alkylsulfáty.

Vhodné neiontové detergentní sloučeniny, kterých lze použít, zahrnují zvláště reakční produkty sloučenin, které mají hydrofobní skupinu a reaktivní vodíkový atom, například alifatické alkoholy, kyseliny, amid- nebo alkylfenoly s alkylenovými oxidy, zvláště oxid ethylnatý, buď samotný anebo s oxidem propylnatým. Speciálními neiontovými detergentními sloučeninami jsou kondenzáty alkyl (Cg-C^) fenolů a oxidu ethylnatého, obecně do 25 EO, tj. do 25 jednotek oxidu

-10ethylnatého na molekulu, kondenzační produkty alifatických (C₈-C₁₈) primárních nebo sekundárních rovných nebo větvených alkoholů s oxidem ethylnatým, obecně do 40 EO, a produkty vytvořené kondenzací oxidu ethylnatého s reakčními produkty oxidu propylnatého a ethylendiaminu. Mezi tak zvané neiontové detergentní látky patří oxidy terciárních aminů s dlouhým řetězcem, terciární fosfinové oxidy s dlouhým řetězcem a dialkylsulfoxidy.

V čistících prostředcích lze použít i směsi detergentních látek, například směsné aniontové nebo směsné aniontové a neiontové sloučeniny, tyto pak zejména k zajištění nízké pěnivosti. To je vhodné u prostředků, určených pro použití v automatických pračkách, netolerujících větší pěnivost.

V prostředcích podle vynálezu je rovněž možné použít množství amfoterních nebo zwitteriontových detergentních sloučenin, ale obvykle to není žádoucí pro jejich poměrně vysokou cenu. Pokud se některé amfoterní nebo zwitteriontové detergentní sloučeniny používají, obecně pak v malých množstvích v prostředcích, zakládajících se na mnohem běžněji používaných syntetických aniontových a/nebo neiontových detergentních sloučeninách.

Přítomen může být také detergentní builder (látka, zvyšující prací schopnost a zabraňující inkrustaci). Může to být jakákoli látka, schopná snižovat hladinu volných vápenatých iontů v prací tekutině a s výhodou bude poskytovat prostředek s dalšími vhodnými vlastnostmi, jako je tvorba alkalického pH, suspendování nečistoty, odstraněné z tkaniny a suspendování jílového materiálu, změkčujícího tkaninu. Množství detergentního builderu může být 10 až 70 hmotnostních %, nejlépe 25 až 50 hmotnostních %.

K příkladům detergentních builderů patří precipitující (srážlivé) buildery, jako jsou uhličitany alkalických kovů (se zárodečnými krystaly nebo bez nich), hydrogenuhličitany, ortofosforečnany, sekvestrační buildery, jako jsou tripolyfosforečnany nebo nitrilotriacetáty alkalických kovů, nebo iontově výměnné

-11 buildery, jako jsou amorfní hlinitokřemičitany alkalických kovů nebo zeolity.

Jílovitý materiál může být přidáván v různých fyzikálních formách. Může být například sušen rozprašováním s dalšími složkami prostředku, nebo může být přidáván odděleně. V takovém případě může být jíl rozmělněn na na vhodnou velikost částic, přibližně od 5 do 2000 mikrometrů, nebo může být ve formě granulovaných jemných částic, obsahujících podle volby pojivo, jako je anorganická sůl nebo smáčedlo.

Množství tkaniny změkčující jílové látky v prostředku by mělo být dostatečné k zajištění změkčujícího působení, například od 1,5 do 35 hmotnostních %, lépe od 4 do 15 hmotnostních %, počítaných na základě samotného jílového minerálu {per se).

Kromě detergentně aktivní látky, detergentního builderu a meteriálu s obsahem jílu obsahuje prostředek podle vynálezu volitelně další přísady.

Kromě dříve uvedených složek může prostředek podle vynálezu obsahovat kteroukoli z běžných přídavných látek v množství, v jakém se obvykle používá v čistících prostředcích pro praní tkanin. K příkladům takových přídavných látek patří přídavná změkčovací činidla pro tkaniny jako je kationtové změkčovadlo tkanin nebo amin s dlouhým alifatickým řetězcem. Další příklady takových přídavných látek zahrnují zesilovače pěnivosti jako jsou alkanolamidy, zvláště monoethanolamidy, odvozené od palmojádrových mastných kyselin a kokosových mastných kyselin, látky snižující pěnivost, bělící činidla uvolňující kyslík, jako je perboritan sodný a peruhličitan sodný, prekursory bělících peroxykyselin, bělící činidla, uvolňující chlór, jako je trichlorisyokyanurová kyselina, anorganické sole jako síran sodný, jiná plnidla jako kaolin, a obvykle ve velmi malých množstvích látky jako jsou fluorescenční činidla, parfémy, další enzymy jako proteázy, lipázy a amylázy, germicidy a barviva.

-12Příkladv provedení vynálezu

Vynález bude nyní popsán ve vztahu k následujícím příkladům, na něž však není omezen.

Příklad 1

Výroba iontově výměnného jílu

Draselnými ionty nasycený jíl a amonnými ionty nasycený jíl pro účely srovnání byly vyrobeny následující metodou. Použitým montmorillonitem byl jíl Prassa firmy Colin Stewart Minerals. Octan draselný (bezvodý od firmy Sigma) byl použit bez dalšího sušení. Amonné, sodné a draselné soli byly všechny od firmy BDH GPR a roztoky o požadované koncentraci byly připraveny za použití vody Millipore.

150 ml 0,1 M roztoku KCI nebo NH₄CI bylo přidáno k suspenzi montmorillonitu (přibližně 20 g v 500 ml). Směs byla míchána přes noc a poté odstředěna a opakovaně promývána vodou až do chvíle, kdy bylo v promývací vodě možné zachytit pouze stopy aniontu. Získané pasty byly vysušeny při 60°C, jemně rozmělněny a skladovány v nádobách se šroubovacími uzávěry.

Příklad 2

Alternativní způsob výroby

Montmorillonit (20 g) byl navážen do polythenových kelímků, obsahujících 200 ml směsi roztoků chloridu sodného a draselného (nebo amonného) o koncentraci 1,0 M. Relativní podíly Na a K se lišily, celková iontová síla byla konstantní. Kelímky byly důkladně protřepány a skladovány 1 týden za občasného dalšího promíchání. Směsi byly odstředěny a promyty jako v Příkladu 1, pak byly vysušeny při asi 100° C, jemně rozmělněny za pomoci hmoždíře a tlouku a

-13uchovávány jako v Příkladu 1.

Příklad 3

Prací pokusy

Všechny pokusy, týkající se praní, byly prováděny v tergotometrech za podmínek, uvedených v Tabulce 2:

Tabulka 2

teplota	40°C
doba praní	15 minut
máchání	2x2 minuty
objem promývací tekutiny	1 litr
monitorování	50 g froté ručníkoviny
tekutina: látka	20:1
tvrdost vody	26°FH = 2,6.10³ mol. I'¹ M⁺⁺

M⁺⁺ = Ca²⁺, Mg²⁺

Všechna monitorovací tkaniny byly zbaveny apretury.

' Tl'dd

0ΗΒΛΟ SAWQyd ______σ □ ^s 6 . x o ε

I , οι§οα

I⁷ (I 8 ,9 ‘ •f'2

Hodnocení změkčení účinkem různých jílů bylo prováděno subjektivně párovým srovnáním, za použití skupiny školených odhadců.

MontmoriHonitové jíly nasycené kationty K a NH₄ podle Příkladu 1 byly přidány v množství 0,5 g/l k pracímu prášku tvořenému fosfátem a testovány vůči srovnávacímu vzorku bez obsahu jílu a kontrole s obsahem Na-montmorillónitové látky.

Účinnost všech testovaných jílů převyšuje účinnost srovnávacího vzorku bez jílu, takže všechny vykazují schopnost změkčení, viz Tabulka 3. Ovšem v řadě jílů

-14vykazuje amonnými ionty nasycená látka stejnou účinnost jako srovnávací vzorek.

Draselnými ionty nasycené jíly vykazují zvýšené změkčování ve všech prostředcích.

Tabulka 3

jíl	relativní změkčení
žádný	0
Na montmorillonit	83
výměna K⁺	100
výměna NH₄ ⁺	86

Srovnání výsledků změkčení pro jíly, nasycené ionty K⁺ a NH₄ ⁺ ukazuje, že použití amonného iontu, i když o podobném iontovém poloměru jako má draslík, nevede k žádnému zlepšení změkčovací schopnosti jílu.

Příklad 4

Vliv různého poměru K/Na

Testovány byly řady vzorků jílu o různém obsahu K/Na, připravených postupem podle Příkladu 2, opět ve srovnání s kontrolou, neobsahující jíl. Výsledky jejich použití v množství 0,5 g/l ve fosfátovém přípravku jsou uvedeny v Tabulce 4. Všechnyjíly vykázaly zlepšené změkčování vzhledem ke kontrole bez jílu.

Tabulka 4

jíl (Na/K)	poměrné změkčení (%)
žádný	0
200/0	46
140/60	78
60/140	100

-15Fosfátový přípravek, použitý v Příkladech 3 a 4, měl složení:

	díly (hmotnostní)
ineární alkylsulfonát (Dobane 113) neiontová látka (Synperonic A7) tripolyfosforečnan sodný alkalický křemičitan voda sodná karboxymethylcelulosa	9,0
1,0
21,5
5,5
10,3
2,7
	50,0 dílů
dávkování 2,5 g/l

Obdobné výsledky byly získány se zeolitovou basí.

Zachycení draslíku montmorillonitem lze tedy použít k zesílení účinku jílů na změkčování během praní. Aniž by bylo žádoucí vázat se teorií, předpokládá se, že toto zesílení je výsledkem účinného snížení náboje na mřížce jílu. I když může být v případě draslíkem nasyceného jílu nutné vysoušení, celkově jde o postup mnohem výhodnější než postup, vyžadující finančně náročný krok kalcinace.

Příklad 5

V tomto Příkladu byl použit iontově neobměněný jíl a účinek iontové výměny s Na a K elektrolyty při praní byl zkoumán za podmínek podle Příkladu 3, s tou výjimkou, že pokusy byly prováděny za použití 0,5 g/l jílu v demineralizované vodě k odstranění jakýchkoliv builderových nebo aktivních účinků. Srovnání změkčování z Na a K roztoků o rovnocené iontové síle (10'² M) ukazuje významně lepší účinnost draselného systému, viz Tabulka 5. Sodné a draselné směsi vykazují podobný účinek.

-16Tabulka 5

	poměrné změkčení (%)	obsah popela (% hmotn./hmotn.)
kontrola - bez jílu	0	0,05
jíl + ΙΟ'² M NaCI (1)	68	0,17
jíl + 10'²M KCI (1)	100	0,20
jíl + 10-² M NaCI (2)	60	0,18
jíl + 10²M KCI (2)	96	0,24

(1) roztok soli byl přidán na začátku pracího cyklu (2) roztok soli byl přidán do pracího cyklu po 10 minutách

Jíl byl ve všech případech Montmorillonit od firmy (CSM), přidávaný v množství 0,5 g/l.

Stejné výsledky jako v Příkladu 5 byly získány přidáním sodných nebo draselných solí v polovině pracího cyklu, což ukazuje, že působení je účinné i pokud již došlo k počáteční interakci jílu s tkaninou.

Tabulka 5 rovněž zaznamenává výsledky pracích pokusů, které ukazují, že zvýšené změkčení, pozorované v přítomnosti draselných iontů, je výsledkem zvýšeného ukládání jílu.

Příklad 6

Příklad 5 byl opakován za použití simulovaných pracích tekutin.

Změkčení bylo sledováno v roztocích LAS:neiontové činidlo (0,83 g/l přibl. 9:1 LAS:NI), obsahujících uhličitan sodný. Pokusy, využívající tohoto systému, byly prováděny také v přítomnosti a v nepřítomnosti zeolitu (4A -1,8 g/l hydratovaného).

-17Výsledky (Tabulka 6) ukazují, že draslík zvyšuje změkčovací účinnost jílu jak v přítomnosti aktivačních látek, tak i zeolitu.

Tabulka 6

přípravek	poměrné změkčení
pouze báze	0
báze + jíl	66
báze + jíl + 10'²M KCI	100
báze + jíl + 10'²M KCI + zeolit	98

Základní složení je : 0,75 g/l LAS 0,08 g/l NI

1,20 g/l Na₂CO₃

Příklad 7

Tento příklad ukazuje působení přidaného draslíku na změkčovací schopnost jílu v detergentním systému, obsahujícím lineární alkylsulfonový aniontový a neiontový detergent, aktivní v různých poměrech. Tabulka 7 ukazuje, že zvýšení účinku, způsobené použitím draslíkem upraveného jílu, je větší než u 100% aniontového přípravku. Působení bylo prokázáno měřením hladin ukládání jílu (popel). Směsi mýdla a neiontových aktivních látek vykazují podobné chování.

Tabulka 7

% neiontové látky	% popele (ukládání jílu)
NaCl	KCI
0	0,8	1,3
25	0,85	1,05
50	0,8	0,95
75	0,6	0,9

-18Příklad 8

Detergentnost zeolitového builderového systému byla studována v přítomnosti a v nepřítomnosti jak přidaného draslíku, tak i jílu za použití tkanin, citlivých vůči builderu. Změna odrazivosti dvou různých vzorků tkaniny při vlnové délce 460 nm (Δ R460*) byla použita jako míra detergentnosti. Měření odrazivosti byla provedena na tkaninách před a po vyprání za použití spektrofotometru Ultrascan.

Srovnání výsledků odpovídajících přípravků, založených buď na chloridu sodném nebo draselném, neukazuje rozdíl v detergentnosti, viz Tabulka 8.

Tabulka 8

SŮIC)	Δ R460
tkanina 1	tkanina 2
NaCI	19,7	10,2
KCI	20,9	11,2

složení prací tekutiny: 0,75 g/l LAS

0,08 g/l NI (3EO)

1,20 g/l Na₂CO₃

1,80 g/l zeolitu 4A 10'²M sůl(*)

Příklad 9

V předchozích Příkladech 5 až 8 se draslík přidával ve formě chloridu. Draslík lze přidat také ve formě uhličitanu, kdy nahrazuje uhličitan sodný jako zdroj alkaličnosti.

-19Byly provedeny pokusy ke zjištění změkčovací schopnosti jílu v přítomnosti uhličitanu sodného a draselného. Výsledky, viz Tabulka 9, jasně ukazují zlepšené změkčování v přítomnosti uhličitanu draselného, a to jak s přídavkem zeolitu, tak i bez něho. Ke zvýšení změkčovací schopnosti jílu pravděpodobně dochází náhradou uhličitanu sodného uhličitanem draselným.

Tabulka 9

produkt (*)	poměrné změkčení (%)
1,1 x10'²MNa₂CO₃	0
+ 0,5 g/l jílu	56
1,1 x 10*® M KaCOa +0,5 g/l jílu	100
1,1 x 10-² M Na₂CO₃ +0,5 g/l jílu + 1,8 g zeolitu	97

(*) všechny produkty obsahují navíc 0,75 g/l LAS a 0,08 g/l látky Synperonic A7 firmy ICI.

Použití draselných výměnných jílů nebo zejména přídavku draselných solí do pracích tekutin s obsahem jílu k získání vysoce účinného změkčení jílem je nejjednodušším a cenově nejvýhodnějším způsobem zvýšení účinnosti jílu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Čistící prostředek pro praní a změkčování tkanin, vyznačující se t í m, že obsahuje nejméně jednu detergentně aktivní látku, tkaniny změkčující jíl, který je bentonitovým jílem, a rozpustnou draselnou sůl, vyjádřenou jako Κ,Ο, v množství nejméně 1 hmotnostního % celkového prostředku.
2. Čistící prostředek podle nároku 1,vyznačující se tím, že draselnou solí je uhličitan draselný.
3. Čistící prostředek podle nároku 1,vyznačující se tím, že draselnou solí je citrát draselný.
4. Čistící prostředek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků , vyznačující se t í m, že bentonit je zvolen z montmorillonitů a hektoritů.
5. Čistící prostředek podle nároku 4, vyznačující se tím, že jílem je montmoriHonit.
6. Použití draslíkem modifikovaného jílu jako změkčovadla tkanin.
7. Čistící prostředek pro praní a změkčování tkanin, vyznačující se t í m, že obsahuje nejméně jednu detergentně aktivní látku a draselnými ionty nasycený bentonitový jíl, přičemž množství draslíku v jílu, vyjádřeného jako KjO, převyšuje 1,5 %.
8. Způsob praní a změkčování tkanin, vyznačující se tím, že obsahuje kroky

a) přidání detergentního prášku, obsahujícího směs bentonitového jílu, detergentně aktivní látky a rozpustné draselné soli v množství nejméně 1 hmotnostního % celkového prostředku, do vody k vytvoření prací tekutiny;

-21 b) praní tkaniny v tekutině; a

c) vypláchnutí tekutiny z tkaniny pomocí většího množství vody.
9. Způsob praní a změkčování tkanin, vyznačující se tím, že obsahuje kroky

a) přidání detergentní kapaliny, obsahující směs bentonitového jílu, detergentně aktivní látky a rozpustné draselné sole v množství nejméně 1 hmotnostního % celkového prostředku, do vody k vytvoření prací tekutiny;

b) praní tkaniny v tekutině; a

c) vy pláchnutí tekutiny z tkaniny pomocí většího množství vody.

Zasfbptňe: