DE19961659A1 - Mittel zur Behandlung von Substraten - Google Patents
Mittel zur Behandlung von SubstratenInfo
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Abstract
Es wird ein Mittel zur Behandlung von Substraten beansprucht, das Bleichmittel und/oder Tenside sowie gegebenenfalls Lösungsmittel enthält und das dadurch gekennzeichnet ist, dass es ein scherverdünnendes Verhalten aufweist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Mittel zur Behandlung von Substraten, die zur Vor- oder
Nachbehandlung von verschmutzten Textilien oder als Waschadditiv oder auch zur Be
handlung von harten Oberflächen eingesetzt werden können, und ein Vor- oder Nachbe
handlungsverfahren für die Textilwäsche.
Textilien weisen häufig hartnäckige Flecken auf, die durch Waschen mit einem handelsübli
chen Waschmittel nicht vollständig entfernt werden können. Diese Flecken werden im
Haushalt üblicherweise direkt mit einem sogenannten Vorbehandlungsmittel behandelt.
Hierbei handelt es sich in der Regel um Tensidzusammensetzungen, die in Form von
Sprays, Pasten oder Flüssigkeiten angeboten werden. Derartige Mittel werden direkt auf die
Flecken aufgetragen und dort bis zum Waschen belassen. Die Flecken werden durch diese
Vorbehandlung vorgelöst und im Hauptwaschverfahren schließlich entfernt.
Übliche Vorbehandlungsmittel sind tensidhaltige Pasten, welche zwar eine gute Reini
gungsleistung an fetthaltigen Anschmutzungen zeigen, deren Reinigungswirkung gegenüber
bleichbaren Anschmutzungen, wie Tee oder Kaffee, aber nicht immer zufriedenstellend ist.
Zur Entfernung von bleichbaren Anschmutzungen sind bleichehaltige Produkte sinnvoller,
die aus dem Stand der Technik als dünnflüssige Produkte bekannt sind. Handelsübliche
Produkte haben eine Viskosität bis zu etwa 1200 mPa.s.
Eine intensive Fleckenvorbehandlung, zum Beispiel mechanisch mit Hilfe eines Schwamms
oder einer Bürste, ist beim Einsatz von pastenförmigen Mitteln erschwert, da das Produkt in
der Regel unmittelbar auf den Fleck aufgebracht wird und sich von dort nur schlecht vertei
len läßt. Diese Produkte werden häufig erst mit Wasser verdünnt und dann zur Wäschevor
behandlung eingesetzt. Auf der anderen Seite verteilen sich die dünnflüssigen bleichmittel
haltigen Produkte sehr schnell über das Textil bzw. Gewebe, so dass eine höhere Dosierung
erforderlich ist, um ausreichend Mittel auf der Anschmutzung selbst aufbringen zu können.
Harte Oberflächen weisen ebenfalls häufig hartnäckige Anschmutzungen auf, die vor der
üblichen Reinigung vorbehandelt werden müssen, um eine vollständige Entfernung dieser
Flecken zu ermöglichen. Auch hier besteht das Problem, das pastenförmige Mittel sich nur
schwer verteilen lassen, während dünnflüssige Mittel schnell über der gesamten Oberfläche
verlaufen und nicht auf der vorzubehandelnden Stelle bleiben.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zur Behandlung von Sub
straten zur Verfügung zu stellen, das als Vor- und/oder Nachbehandlungsmittel bei der Tex
tilwäsche, zur Fleckenbehandlung von textilen Oberflächen und zur Fleckenbehandlung von
harten Oberflächen eingesetzt werden kann. Das Mittel sollte sowohl gegenüber fetthaltigen
als auch bleichbaren Anschmutzungen eine gute Reinigungswirkung aufweisen und sich
zugleich gut auf die Anschmutzung auftragen lassen und auch für mechanische Fleckenvor
behandlungen geeignet sein.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass Zusammensetzungen, die Bleichmittel
und/oder Tenside und gegebenenfalls weitere übliche Bestandteile enthalten, eine gute Rei
nigungswirkung gegenüber fetthaltigen und bleichbaren Anschmutzungen aufweisen und
sich auch gut zur mechanischen Vorbehandlung von Anschmutzungen einsetzen lassen,
wenn sie ein scherverdünnendes Verhalten aufweisen. Beim Auftrag verflüssigt sich die Zu
sammensetzung, so daß es sich sich gut verteilen läßt und kann auch in textile Gewebe
eindringen. Sobald der Auftrag der Zusammensetzung auf das Substrat beendet es, erhöht
sich die Viskosität wieder, d. h. die Fließfähigkeit nimmt ab und die Zusammensetzung ver
bleibt auf dem behandelten Substrat, ohne zu verfließen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein Mittel zur Behandlung von Sub
straten, enthaltend Tenside und/oder Bleichmittel und gegebenenfalls Lösungsmittel, das
dadurch gekennzeichnet ist, dass es ein scherverdünnendes Verhalten aufweist.
Substrate im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Textilien, textile Oberflächen sowie be
liebige harte Oberflächen, wie Bodenbeläge, Wand- und Möbelflächen und beliebige Ober
flächen von Haushaltsgegenständen, z. B. Metall, Kunststoff und Porzellan.
Erfindungsgemäß weist das Mittel ein scherverdünnendes Verhalten auf. Das bedeutet,
dass bei Schereinwirkung die Viskosität des Mittels verringert wird. Das scherverdünnende
Verhalten kann pseudoplastisch oder thixotrop sein, d. h. sobald die Einwirkung von Scher
kräften stoppt, stellt sich die ursprüngliche Viskosität sofort (pseudoplastisches Verhalten)
oder mit einer zeitlichen Verzögerung (thixotropes Verhalten) wieder ein.
Die erfindungsgemäßen Mittel werden in einer Ausführungsform zur Vorbehandlung von
verschmutzten Textilien oder als Waschadditiv eingesetzt. In weiteren Ausführungsformen
können sie jedoch auch als Vollwaschmittel, zum Waschen in einer Waschmaschine oder
per Hand, als Waschkraftverstärker sowie als Haushaltsreiniger für harte Oberflächen, wie in
Naßräumen oder in der Küche, als Geschirrspülmittel, als WC-Reiniger oder zur Teppichrei
nigung verwendet werden.
Der hier verwendete Ausdruck "Vorbehandlung von verschmutzten Textilien" bedeutet, dass
die wässerige Zusammensetzung auf die verschmutzte Faser aufgebracht wird und dort
belassen wird, bevor die Textilfaser gewaschen wird. Zur Verstärkung der Reinigungswir
kung können die Anschmutzungen auch mechanisch behandelt werden, z. B. durch Reiben
und Verteilen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, gegebenenfalls in wässeriger
Verdünnung, mit einem Schwamm oder einer Bürste oder durch einfaches Rubbeln von
Textilflächen gegeneinander. Die wässerige Zusammensetzung kann auch zusammen mit
ausreichend Wasser auf das textile Substrat aufgebracht werden, um das Textil anzufeuch
ten.
Der Ausdruck "Waschen" bedeutet hier das übliche Reinigungsverfahren von Textilien mit
mindestens einem Tensid unter Einsatz einer Waschmaschine oder einfach mit der Hand.
Der Ausdruck "Behandlung von harten Oberflächen" bedeutet, dass übliche der bereits vor
anstehend genannten Oberflächen, wie sie in der Regel im Haushalt vorkommen, mit dem
erfindungsgemäßen Mittel (vor)behandelt werden können, um hartnäckige Flecken zu ent
fernen. Die Vorbehandlung kann mit einem Schwamm oder einer Bürste oder anderen
Hilfsmitteln erfolgen. Der Behandlung mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann
noch eine übliche Reinigung angeschlossen werden.
Als wesentliche Komponenten enthalten die Mittel Bleichmittel und/oder Tenside.
Bevorzugte Bleichmittel sind H2O2 und in Wasser H2O2 liefernde Verbindungen, wie Natri
umperborattetrahydrat, Natriumperboratmonohydrat, Natriumpercarbonat oder entsprechen
de Percarbonatsalze, Persilikat, Peroxypyrophosphate, Persulfate, wie Monopersulfat,
Harnstoff-Peroxyhydrat, Citratperhydrate, organische Peroxide sowie persaure Salze oder
Persäuren, wie Perbenzoate, Peroxophthalate, Diperoxyazelainsäure, Phthaliminopersäuren
oder Diperoxydodecandisäure. H2O2 wird besonders bevorzugt eingesetzt.
Die Bleichmittelkomponente kann in den erfindungsgemäßen Mitteln in einer Menge von 0,1
bis 35 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Mittel, vorzugsweise von 0,5 bis 15 Gew.-% und
besonders bevorzugt von 1 bis 10 Gew.-% enthalten sein.
Um beim Einsatz als Textilbehandlungsmittel bei Temperaturen von 60°C und darunter, und
insbesondere bei der Wäschevorbehandlung eine verbesserte Bleichwirkung zu erreichen,
können Bleichaktivatoren in die Wasch- und Reinigungsmittelformkörper eingearbeitet wer
den. Als Bleichaktivatoren können Verbindungen, die unter Perhydrolysebedingungen ali
phatische Peroxocarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 20 C-Atomen, insbesondere 2 bis 4
C-Atomen, und/oder gegebenenfalls substituierte Perbenzoesäure ergeben, eingesetzt wer
den. Geeignet sind Substanzen, die O- und/oder N-Acylgruppen der genannten C-Atomzahl
und/oder gegebenenfalls substituierte Benzoylgruppen tragen. Bevorzugt sind mehrfach
acylierte Alkylendiamine, insbesondere Tetraacetylethylendiamin (TAED), acylierte Triazin
derivate, insbesondere 1,5-Diacetyl-2,4-dioxohexahydro-1,3,5-triazin (DADHT), acylierte
Glycolurile, insbesondere 1,3,4,6-Tetraacetylglycoluril (TAGU), N-Acylimide, insbesondere
N-Nonanoylsuccinimid (NOSI), acylierte Phenolsulfonate, insbesondere n-Nonanoyl- oder
Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-NOBS), acylierte Hydroxycarbonsäuren, wie
Triethyl-O-acetylcitrat (TEAC), Carbonsäureanhydride und deren Derivate, insbesondere
Phthalsäureanhydrid, Isatosäureanhydrid und/oder Bernsteinsäureanhydrid, Carbonsäure
amide, wie N-Methyldiacetamid, Glycolid, acylierte mehrwertige Alkohole, insbesondere
Triacetin, Ethylenglycoldiacetat, Isopropenylacetat, 2,5-Diacetoxy-2, 5-dihydrofuran und die
Enolester sowie acetyliertes Sorbitol und Mannitol beziehungsweise deren Mischungen
(SORMAN), acylierte Zuckerderivate, insbesondere Pentaacetylglucose (PAG), Penta
acetylfructose, Tetraacetylxylose und Octaacetyllactose sowie acetyliertes, gegebenenfalls
N-alkyliertes Glucamin bzw. Gluconolacton, Triazol bzw. Triazolderivate und/oder teilchen
förmige Caprolactame und/oder Caprolactamderivate, bevorzugt N-acylierte Lactame, bei
spielsweise N-Benzoylcaprolactam und N-Acetylcaprolactam. Auch können hydrophil sub
stituierte Acylacetale und Acyllactame eingesetzt werden. Ebenso können Nitrilderivate wie
Cyanopyridine, Nitrilquats und/oder Cyanamidderivate eingesetzt werden. Bevorzugte
Bleichaktivatoren sind Natrium-4-(octanoyloxy)-benzolsulfonat, Undecenoyloxybenzolsulfo
nat (UDOBS), Natriumdodecanoyloxybenzolsulfonat (DOBS) und/oder Decanoyloxybenzoe
säure (DOBA, OBC 10). Als weitere geeignete Bleichaktivatoren können auch die in der
deutschen Patentanmeldung 198 01 049 offenbarten Formanidinium-Salze genannt werden.
Es kann auch ein Gemisch aus mehreren Bleichaktivatoren eingesestzt werden. Derartige
Bleichaktivatoren sind im üblichen Mengenbereich von 0,01 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise in
Mengen von 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das
gesamte Mittel, enthalten.
Zusätzlich zu den oben aufgeführten konventionellen Bleichaktivatoren oder an deren Stelle
können auch die aus den europäischen Patentschriften EP-A-0 446 982 und EP-A-0 453 003
bekannten Sulfonimine und/oder bleichverstärkende Übergangsmetallsalze be
ziehungsweise Übergangsmetallkomplexe als sogenannte Bleichkatalysatoren enthalten
sein. Zu den in Frage kommenden Übergangsmetallverbindungen gehören insbesondere die
aus der deutschen Patentanmeldung DE-A-195 29 905 bekannten Mangan-, Eisen-, Cobalt-,
Ruthenium- oder Molybdän-Salenkomplexe und deren aus der deutschen Patentanmeldung
DE-A-196 20 267 bekannte N-Analogverbindungen, die aus der deutschen Patentanmel
dung DE-A-195 36 082 bekannten Mangan-, Eisen-, Cobalt-, Ruthenium- oder Molybdän-
Carbonylkomplexe, die in der deutschen Patentanmeldung DE-A-196 05 688 beschriebenen
Mangan-, Eisen-, Cobalt-, Ruthenium-, Molybdän-, Titan-, Vanadium- und Kupfer-Komplexe
mit stickstoffhaltigen Tripod-Liganden, die aus der deutschen Patentanmeldung DE-A-196 20 411
bekannten Cobalt-, Eisen-, Kupfer- und Ruthenium-Amminkomplexe, die in der
deutschen Patentanmeldung DE 44 16 438 beschriebenen Mangan-, Kupfer- und Cobalt-
Komplexe, die in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 272 030 beschriebenen
Cobalt-Komplexe, die aus der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 693 550 bekannten
Mangan-Komplexe, die aus der europäischen Patentschrift EP-A-0 392 592 bekannten
Mangan-, Eisen-, Cobalt- und Kupfer-Komplexe und/oder die in der europäischen Patent
schrift EP-A-0 443 651 oder den europäischen Patentanmeldungen EP-A-0 458 397, EP-A-0 458 398,
EP-A-0 549 271, EP-A-0 549 272, EP-A-0 544490 und EP-A-0 544 519 be
schriebenen Mangan-Komplexe. Kombinationen aus Bleichaktivatoren und Übergangsme
tall-Bleichkatalysatoren sind beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE-A-196 13 103
und der internationalen Patentanmeldung WO-A-95/27775 bekannt. Bleichver
stärkende Übergangsmetallkomplexe, insbesondere mit den Zentralatomen Mn, Fe, Co, Cu,
Mo, V, Ti und/oder Ru, werden in üblichen Mengen, vorzugsweise in einer Menge bis zu
1 Gew.-%, insbesondere von 0,0025 Gew.-% bis 0,25 Gew.-% und besonders bevorzugt
von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, jeweils bezogen auf gesamtes Mittel, eingesetzt.
Als weitere Bestandteile können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Tenside
ausgewählt aus anionischen, nichtionischen, kationischen, amphoteren Tensiden sowie de
ren Gemischen enthalten. Die Tenside liegen vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 80 Gew.-%,
vorzugsweise von 0,1 bis 50 Gew.-% und insbesondere von 0,1 bis 25 Gew.-%,
bezogen auf die Zusammensetzung, vor.
Liegen die Tenside in flüssiger Form vor, so können sie gleichzeitig als alleiniges Lösungs
mittel dienen.
Als nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise ethoxylierte,
insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen und durchschnittlich 1
bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der Alkoholrest linear oder
bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann bzw. lineare und methylverzweigte Reste
im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalkoholresten vorliegen. Insbe
sondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen Resten aus Alkoholen nativen Ursprungs
mit 12 bis 18 C-Atomen, z. B. aus Kokos-, Palm-, Talgfett- oder Oleylalkohol, und durch
schnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoho
len gehören beispielsweise C12-14-Alkohole mit 3 E0 bis 7 EO, C9-11-Alkohol mit 7 EO, C13-15-
Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C12-18-Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und
Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C12-14-Alkohol mit 3 EO und C12-18-Alkohol mit
7 EO. Die angegebenen Ethoxylierungsgrade stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein
spezielles Produkt eine ganze oder eine gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alko
holethoxylate weisen eine eingeengte Homologenverteilung auf (narrow range ethoxylates,
NRE). Zusätzlich zu diesen nichtionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr als
12 EO eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Talgfettalkohol mit 14 EO, 25 EO, 30 EO
oder 40 EO. Auch nichtionische Tenside, die EO- und PO-Gruppen zusammen im Molekül
enthalten, sind erfindungsgemäß einsetzbar. Hierbei können Blockcopolymere mit EO-PO-
Blockeinheiten bzw. PO-EO-Blockeinheiten eingesetzt werden, aber auch EO-PO-EO-Copo
lymere bzw. PO-EO-PO-Copolymere. Selbstverständlich sind auch gemischt alkoxylierte
Niotenside einsetzbar, in denen EO- und PO-Einheiten nicht blockweise sondern statistisch
verteilt sind. Solche Produkte sind durch gleichzeitige Einwirkung von Ethylen- und Propy
lenoxid auf Fettalkohole erhältlich.
Außerdem können als weitere nichtionische Tenside auch Alkylglykoside der allgemeinen
Formel RO(G)x eingesetzt werden, in der R einen primären geradkettigen oder methylver
zweigten, insbesondere in 2-Stellung methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22,
vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glykoseein
heit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Oligomerisierungsgrad x,
der die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist eine beliebige Zahl
zwischen 1 und 10; vorzugsweise liegt x bei 1,2 bis 1,4.
Eine weitere Klasse nichtionischer Tenside sind alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder
ethoxylierte und propoxylierte Fettsäurealkylester, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffato
men in der Alkylkette, insbesondere Fettsäuremethylester, wie sie beispielsweise in der ja
panischen Patentanmeldung JP 58/217598 beschrieben sind oder die vorzugsweise nach
dem in der internationalen Patentanmeldung WO-A-90/13533 beschriebenen Verfahren her
gestellt werden.
Auch nichtionische Tenside vom Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N-dime
thylaminoxid und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid, der Fettsäurealkanolamide und
der Fettaminalkoxylate können geeignet sein. Die Menge dieser nichtionischen Tenside be
trägt vorzugsweise nicht mehr als die der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere nicht
mehr als die Hälfte davon.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel I,
in der RCO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R1 für Wasser
stoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen li
nearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10
Hydroxylgruppen steht. Bei den Polyhydroxyfettsäureamiden handelt es sich um bekannte
Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuckers mit Am
moniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylierung mit einer
Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten werden können.
Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide gehören auch Verbindungen der Formel II,
in der R2 für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12 Kohlenstoff
atomen, R3 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest mit
2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R4 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest
oder einen Arylrest oder einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, wobei C1-4-
Alkyl- oder Phenylreste bevorzugt sind und [Z] für einen linearen Polyhydroxyalkylrest steht,
dessen Alkylkette mit mindestens zwei Hydroxylgruppen substituiert ist, oder alkoxylierte,
vorzugsweise ethoxylierte oder propxylierte Derivate dieses Restes.
[Z] wird vorzugsweise durch reduktive Aminierung eines Zuckers erhalten, beispielsweise
Glucose, Fructose, Maltose, Lactose, Galactose, Mannose oder Xylose.
Als anionische Tenside werden beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate und Sulfate
eingesetzt. Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen dabei vorzugsweise C9-13-Alkylbenzolsul
fonate, Olefinsulfonate, d. h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten sowie Disul
fonaten, wie man sie beispielsweise aus C12-18-Monoolefinen mit end- oder innenständiger
Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende al
kalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält, in Betracht. Geeignet sind
auch Alkansulfonate, die aus C12-18-Alkanen beispielsweise durch Sulfochlorierung oder
Sulfoxidation mit anschließender Hydrolyse bzw. Neutralisation gewonnen werden. Ebenso
sind auch die Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonate), z. B. die α-sulfonierten Methyl
ester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren geeignet.
Als Alk(en)ylsulfate werden die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze der Schwefelsäu
rehalbester der C12-C18-Fettalkohole, beispielsweise aus Kokosfettalkohol, Talgfettalkohol,
Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol oder der C10-C20-Oxoalkohole und diejenigen
Halbester sekundärer Alkohole dieser Kettenlängen bevorzugt. Weiterhin bevorzugt sind
Alk(en)ylsulfate der genannten Kettenlänge, welche einen synthetischen, auf petrochemi
scher Basis hergestellten geradkettigen Alkylrest enthalten. Aus waschtechnischem Interes
se sind die C12-C16-Alkylsulfate und C12-C15-Alkylsulfate sowie C14-C15-Alkylsulfate bevor
zugt. Auch 2,3-Alkylsulfate, welche beispielsweise gemäß den US-Patentschriften 3,234,258
oder 5,075,041 hergestellt werden und als Handelsprodukte der Shell Oil Company unter
dem Namen DAN® erhalten werden können, sind geeignete Aniontenside.
Weitere geeignete Aniontenside sind sulfierte Fettsäureglycerinester. Unter Fettsäuregly
cerinestern sind die Mono-, Di- und Triester sowie deren Gemische zu verstehen, wie sie bei
der Herstellung durch Veresterung von einem Monoglycerin mit 1 bis 3 Mol Fettsäure oder
bei der Umesterung von Triglyceriden mit 0,3 bis 2 Mol Glycerin erhalten werden. Bevor
zugte sulfierte Fettsäureglycerinester sind dabei die Sulfierprodukte von gesättigten Fett
säuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise der Capronsäure, Caprylsäure, Ca
prinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Behensäure.
Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradketti
gen oder verzweigten C7-21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C9-11-Alkohole mit im Durch
schnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C12-18-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind geeignet. Sie
werden in Tensidzusammensetzungen bzw. Reinigungsmitteln aufgrund ihres hohen
Schaumverhaltens nur in relativ geringen Mengen, beispielsweise in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%,
eingesetzt.
Weitere geeignete Aniontenside sind auch die Salze der Alkylsulfobernsteinsäure, die auch
als Sulfosuccinate oder als Sulfobernsteinsäureester bezeichnet werden und die Monoester
und/oder Diester der Sulfobernsteinsäure mit Alkoholen, vorzugsweise Fettalkoholen und
insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen darstellen. Bevorzugte Sulfosuccinate enthalten
C8-18-Fettalkoholreste oder Mischungen aus diesen. Insbesondere bevorzugte Sul
fosuccinate enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fettalkoholen ableitet,
die für sich betrachtet nichtionische Tenside darstellen (Beschreibung siehe unten). Dabei
sind wiederum Sulfosuccinate, deren Fettalkohol-Reste sich von ethoxylierten Fettalkoholen
mit eingeengter Homologenverteilung ableiten, besonders bevorzugt. Ebenso ist es auch
möglich, Alk(en)ylbernsteinsäure mit vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der
Alk(en)ylkette oder deren Salze einzusetzen.
Als weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen in Betracht, die insbesondere
bei höheren pH-Werten eingesetzt werden. Geeignet sind gesättigte und ungesättigte Fett
säureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, hy
drierte Erucasäure und Behensäure sowie insbesondere aus natürlichen Fettsäuren, z. B.
Kokos-, Palmkern-, Olivenöl- oder Talgfettsäuren, abgeleitete Seifengemische.
Die anionischen Tenside einschließlich der Seifen können in Abhängigkeit vom pH-Wert in
Form der freien Säuren oder ihrer Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze sowie als lösliche
Salze organischer Basen, wie Mono-, Di- oder Triethanolamin, vorliegen.
Als zwitterionische Tenside werden solche oberflächenaktiven Verbindungen bezeichnet, die
im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens eine
-COO(-)- oder -SO3 (-)-Gruppe tragen. Besonders geeignete zwitterionische Tenside sind die
sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N-dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das
Kokosalkyl-dimethylammoniumglycinat, N-Acyl-aminopropyl-N,N-dimethylam
moniumglycinate, beispielsweise das Kokosacylaminopropyl-dimethylammoniumglycinat,
und 2-Alkyl-3-carboxymethyl-3-hydroxyethyl-imidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in
der Alkyl- oder Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethyl
glycinat. Ein bevorzugtes zwitterionisches Tensid ist das unter der CTFA-Bezeichnung Co
camidopropyl Betaine bekannte Fettsäureamid-Derivat.
Unter ampholytischen Tensiden werden solche oberflächenaktiven Verbindungen verstan
den, die außer einer C8-18-Alkyl- oder -Acylgruppe im Molekül mindestens eine freie Amino
gruppe und mindestens eine -COOH- oder -SO3H-Gruppe enthalten und zur Ausbildung
innerer Salze befähigt sind. Beispiele für geeignete ampholytische Tenside sind N-Alkylgly
cine, N-Alkylpropionsäuren, N-Alkylaminobuttersäuren, N-Alkyliminodipropionsäuren, N-Hy
droxyethyl-N-alkylamidopropylglycine, N-Alkyltaurine, N-Alkylsarcosine, 2-Alkylaminopropi
onsäuren und Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylgrup
pe. Besonders bevorzugte ampholytische Tenside sind das N-Kokosalkylaminopropionat,
das Kokosacylaminoethylaminopropionat und das C12-18-Acylsarcosin.
Geeignete Beispiele für Aminogruppe-haltige Tenside sind die Fettaminalkoxylate.
Geeignete Beispiele sind quaternäre Ammoniumverbindungen der Formeln (III) und (IV),
wobei R5 für einen acyclischen Alkylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen, R6 für einen ge
sättigten C1-C4 Alkyl- oder Hydroxyalkylrest steht, R7 entweder gleich R5 oder R6 ist und
COR8 für einen aliphatischen Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 0, 1, 2 oder 3
Doppelbindungen steht sowie R9 gleich H oder OH bedeutet, wobei n den Wert 1, 2 oder 3
hat und X entweder ein Halogenid-, Methosulfat-, Methophosphat- oder Phosphation ist,
sowie Mischungen dieser Verbindungen. Besonders bevorzugt sind Verbindungen, die Alkyl
reste mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen enthalten.
Beispiele für kationische Verbindungen der Formel (III) sind Didecyldimethylammoniumchlo
rid, Ditalgdimethylammoniumchlorid oder Dihexadecylammoniumchlorid. Beispiele für Ver
bindungen der Formel (IV) sind Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyl
oxyethyl)ammonium-methosulfat, Bis-(palmitoyl)-ethyl-hydroxyethyl-methyl-ammonium
methosulfat oder Methyl-N,N-bis(acyloxyethyl)-N-(2-hydroxyethyl)ammonium-methosulfat.
Werden quaternierte Verbindungen der Formel (II) eingesetzt, die ungesättigte Alkylketten
aufweisen, sind die Acylgruppen bevorzugt, deren korrespondierenden Fettsäuren eine
Jodzahl zwischen 5 und 25, vorzugsweise zwischen 10 und 25 und insbesondere zwischen
15 und 20 aufweisen und die ein cis/trans-Isomerenverhältnis (in Gew.-%) von 30 : 70, vor
zugsweise größer als 50 : 50 und insbesondere größer als 70 : 30 haben.
Neben den oben beschriebenen quaternären Verbindungen können auch andere bekannte
Verbindungen eingesetzt werden, wie beispielsweise quaternäre Imidazoliniumverbindungen
der Formel (V)
wobei R10 eine gesättigten Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R11 einen Alkylrest mit
1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder H bedeutet und Z eine NH-Gruppe oder Sauerstoff bedeutet
und A ein Anion ist.
Weitere geeignete quaternäre Verbindungen sind durch Formel (VI) beschrieben,
wobei R12 jeweils unabhängig ausgewählt für eine C1-4 Alkyl-, Alkenyl- oder Hydroxyalkyl
gruppe steht, R13 jeweils unabhängig ausgewählt eine C8-28 Alkylgruppe darstellt und n eine
Zahl zwischen 0 und 5 ist.
Neben den Verbindungen der Formeln (III) und (IV) können auch kurzkettige, wasserlösli
che, quaternäre Ammoniumverbindungen eingesetzt werden, wie Trihydroxyethylmethyl
ammonium-methosulfat oder die Alkyltrimethylammoniumchloride, Dialkyldimethyl
ammoniumchloride und Trialkylmethylammoniumchloride, z. B. Cetyltrime
thylammoniumchlorid, Stearyltrimethylammoniumchlorid, Distearyldimethylam
moniumchlorid, Lauryldimethylammoniumchlorid, Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid
und Tricetylmethylammoniumchlorid.
Auch protonierte Alkylaminverbindungen, die weichmachende Wirkung aufweisen, sowie die
nicht quaternierten, protonierten Vorstufen der kationischen Emulgatoren sind geeignet.
Weitere erfindungsgemäß verwendbare kationische Verbindungen stellen die quaternisier
ten Proteinhydrolysate dar.
Erfindungsgemäß ebenfalls geeignet sind kationische Silikonöle wie beispielsweise die im
Handel erhältlichen Produkte Q2-7224 (Hersteller: Dow Corning; ein stabilisiertes Trimethyl
silylamodimethicon), Dow Corning 929 Emulsion (enthaltend ein hydroxyl-amino-mo
difiziertes Silicon, das auch als Amodimethicone bezeichnet wird), SM-2059 (Hersteller: Ge
neral Electric), SLM-55067 (Hersteller: Wacker) sowie Abil-Quat 3270 und 3272 (Hersteller:
Th. Goldschmidt; diquaternäre Polydimethylsiloxane, Quatemium-80).
Alkylamidoamine, insbesondere Fettsäureamidoamine wie das unter der Bezeichnung Tego
Amid®S 18 erhältliche Stearylamidopropyldimethylamin, zeichnen sich neben einer guten
konditionierenden Wirkung speziell durch ihre gute biologische Abbaubarkeit aus.
Ebenfalls sehr gut biologisch abbaubar sind quaternäre Esterverbindungen, sogenannte
"Esterquats", wie die unter dem Warenzeichen Stepantex® vertriebenen Methylhydroxyalkyl
dialkoyloxyalkylammoniummethosulfate.
Ein Beispiel für ein als kationisches Tensid einsetzbares quaternäres Zuckerderivat stellt
das Handelsprodukt Glucquat®100 dar, gemäß CTFA-Nomenktatur ein "Lauryl Methyl Glu
ceth-10 Hydroxypropyl Dimonium Chloride".
Das erfindungsgemäße Mittel zeigt ein scherverdünnendes Verhalten, was bedeutet, dass
die Mittel bei starker Scherung teilweise noch fließfähig sind und so sich leicht aus einer
Tube oder einem geeigneten Spender dosieren lassen und sich gut auf dem zu behandeln
den Substrat verteilen lassen. Nach dem Verteilen stellt sich die ursprüngliche Viskosität
wieder ein und die Zusammensetzung verbleibt auf dem Substrat ohne zu verlaufen. Das
scherverdünnende Verhalten zeigt jedoch auch bei der Produktion und der Abfüllung der
Produkte große Vorteile. Die Viskosität der erfindungsgemäßen Mittel liegt vorzugsweise
über 5000 mPa.s, besonders bevorzugt über 6000 mPa.s und insbesondere über 10.000 mPa.s
und kann mit geeigneten rheologischen Additiven eingestellt werden. Die Viskosität
kann mit üblichen Standardmethoden, wie mit Brookfield-Viskosimeter RVD-VII bei 20 U/min
und 20°C, Spindel 4 gemessen werden.
Geeignete rheologische Additive sind anorganische oder polymere organische Verbindun
gen. Es können auch Gemische aus mehreren Additiven eingesetzt werden.
Zu den anorganischen rheologischen Additiven zählen beispielsweise Polykieselsäuren,
Tonmineralien wie Montmorillonite, Zeolithe, Kieselsäuren und Bentonite.
Die organischen rheologischen Additive stammen aus den Gruppen der natürlichen Polyme
re, der abgewandelten natürlichen Polymere und der vollsynthetischen Polymere.
Aus der Natur stammende Polymere, die als rheologische Additive Verwendung finden, sind
beispielsweise Agar-Agar, Carrageen, Tragant, Gummi arabicum, Alginate, Pektine, Polyo
sen, Guar-Mehl, Johannisbrotbaumkernmehl, Stärke, Dextrine, Gelatine und Casein.
Abgewandelte Naturstoffe stammen vor allem aus der Gruppe der modifizierten Stärken und
Cellulosen, beispielhaft seien hier Carboxymethylcellulose und andere Celluloseether, Hy
droxyethyl- und -propylcellulose sowie Kernmehlether genannt.
Eine große Gruppe von rheologischen Additiven, die breite Verwendung in den unterschied
lichsten Anwendungsgebieten finden, sind die vollsynthetischen Polymere wie Polyacryl-
und Polymethacryl-Verbindungen, Vinylpolymere, Polycarbonsäuren, Polyether, Polyimine,
Polyamide und Polyurethane.
Die rheologischen Additive können in einer Menge bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise von
0,05 bis 5 Gew.-%, und besonders bevorzugt von 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die fertige
Zusammensetzung, enthalten sein.
Rheologische Additive aus den genannten Substanzklassen sind kommerziell erhältlich und
werden beispielsweise unter den Handelsnamen Acusol®-820 (Methacrylsäure(stearylalko
hol-20-EO)ester-Acrylsäure-Copolymer, 30%ig in Wasser, Rohm & Haas), {PRIVAT}Dapral®-
GT-282-S (Alkylpolyglykolether, Akzo), Deuteror-Polymer-11
(Dicarbonsäure-Copolymer, Schöner GmbH), Deuteron®-XG (anionisches
Heteropolysaccharid auf Basis von β-D-Glucose, D-Manose, D-Glucuronsäure, Schöner
GmbH), Deuteron®-XN (nichtionogenes Polysaccharid, Schöner GmbH),
Dicrylan®-Verdicker-O (Ethylenoxid-Addukt, 50%ig in Wasser/Isopropanol, Pfersse Chemie),
EMA®-81 und EMA-91 (Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymer, Monsanto),
Verdicker-QR-1001 (Polyurethan-Emulsion, 19-21%ig in Wasser/Diglykolether, Rohm &
Haas), Mirox®-AM (anionische Acrylsäure-Acrylsäureester-Copolymer-Dispersion, 25%ig in
Wasser, Stockhausen), SER-AD-FX-1100 (hydrophobes Urethanpolymer, Servo Delden),
Shellflo®-S (hochmolekulares Polysaccharid, mit Formaldehyd stabilisiert, Shell), Shellflo®-XA
(Xanthan-Biopolymer, mit Formaldehyd stabilisiert, Shell), Kelzan und Keltrol (Kelco)
angeboten.
Ein weiteres bevorzugt einzusetzendes polymeres rheologisches Additiv ist Xanthan, ein
mikrobielles anionisches Heteropolysaccharid, das von Xanthomonas campestris und eini
gen anderen Species unter aeroben Bedingungen produziert wird und eine Molmasse von 2
bis 15 Millionen Dalton aufweist. Xanthan wird aus einer Kette mit β-1,4-gebundener Gluco
se (Cellulose) mit Seitenketten gebildet. Die Struktur der Untergruppen besteht aus Glucose,
Mannose, Glucuronsäure, Acetat und Pyruvat, wobei die Anzahl der Pyruvat-Einheiten die
Viskosität des Xanthan bestimmt.
Xanthan läßt sich durch folgende Formel beschreiben:
Beispiele für weitere bevorzugt eingesetzte synthetische rheologische Additive sind Polyu
rethane und modifizierte (Meth)acrylate.
Polyurethane (PUR) werden durch Polyaddition aus zwei- und höherwertigen Alkoholen und
Isocyanaten hergestellt und lassen sich durch die allgemeine Formel VII beschreiben
in der R14 für einen niedermolekularen oder polymeren Diol-Rest, R15 für eine aliphatische
oder aromatische Gruppe und n für eine natürliche Zahl steht. R14 ist dabei vorzugsweise
eine lineare oder verzweigte C2-12-Alk(en)ylgruppe, kann aber auch ein Rest eines höher
wertigen Alkohols sein, wodurch quervernetzte Polyurethane gebildet werden, die sich von
der oben angegebenen Formel I dadurch unterscheiden, dass an den Rest R14 weitere -O-
CO-NH-Gruppen gebunden sind.
Techn. wichtige PUR werden aus Polyester- und/oder Polyetherdiolen und beispielsweise
z. B. aus 2,4- bzw. 2,6-Toluoldiisocyanat (TDI, R15 = C6H3-CH3), 4,4'-Methylen
di(phenylisocyanat) (MDI, R15 = C6H4-CH2-C6H4) od. Hexamethylendiisocyanat [HMDI, R15
= (CH2)6] hergestellt.
Handelsübliche rheologische Additive auf Polyurethan-Basis sind beispielsweise unter den
Namen Acrysol®PM 12 V (Gemisch aus 3-5% modifizierter Stärke und 14-16% PUR-Harz in
Wasser, Rohm & Haas), Borchigel® L75-N (nichtionogene PUR-Dispersion, 50%ig in Wasser,
Borchers), Coatex BR-100-P (PUR-Dispersion, 50%ig in Wasser/Butylglycol, Dimed),
Nopco® DSX-1514 (PUR-Dispersion, 40%ig in Wasser/Butyltrigylcol, Henkel-Nopco), Verdicker
QR 1001 (20%ige PUR-Emulsion in Wasser/Digylcolether, Rohm & Haas) und Rilanit®
VPW-3116 (PUR-Dispersion, 43%ig in Wasser, Henkel) erhältlich.
Modifizierte Polyacrylate, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden
können, leiten sich beispielsweise von der Acrylsäure bzw. der Methacrylsäure ab und las
sen sich durch die allgemeine Formel VIII beschreiben
in der R16 für H oder einen verzweigten oder unverzweigten C1-4-Alk(en)ylrest, X für N-R18
oder O, R19 für einen gegebenenfalls alkoxylierten verzweigten oder unverzweigten, evtl.
substituierten C8-22-Alk(en)ylrest, R18 für H oder R17 und n für eine natürliche Zahl steht. All
gemein sind solche modifizierten Polyacrylate Ester oder Amide von Acrylsäure bzw. einer
α-substituierten Acrylsäure. Unter diesen Polymeren bevorzugt sind solche, bei denen R16
für H oder eine Methylgruppe steht. Bei den Polyacrylamiden (X = N-R18) sind sowohl ein
fach (R18 = H) als auch zweifach (R18 = R17) N-substituierte Amidstrukturen möglich, wobei
die beiden Kohlenwasserstoffreste, die an das N-Atom gebunden sind, unabhängig vonein
ander aus gegebenenfalls alkoxylierten verzweigten oder unverzweigten C8-22-
Alk(en)ylresten ausgewählt werden können. Unter den Polyacrylestern (X = O) sind solche
bevorzugt, in denen der Alkohol aus natürlichen oder synthetischen Fetten bzw. Ölen ge
wonnen wurde und zusätzlich alkoxyliert, vorzugsweise ethoxyliert ist. Bevorzugte Alkoxylie
rungsgrade liegen zwischen 2 und 30, wobei Alkoxylierungsgrade zwischen 10 und 15 be
sonders bevorzugt sind.
Da es sich bei den einsetzbaren Polymeren um technische Verbindungen handelt, stellt die
Bezeichnung der an X gebundenen Reste einen statistischen Mittelwert dar, der im Einzelfall
hinsichtlich Kettenlänge bzw. Alkoxylierungsgrad variieren kann. Die Formel VIII gibt dabei
lediglich Formeln für idealisierte Homopolymere an. Einsetzbar sind im Rahmen der vorlie
genden Erfindung aber auch Copolymere, in denen der Anteil von Monomereinheiten, die
der Formel II genügen, mindestens 30 Gew.-% beträgt. So sind beispielsweise auch Copo
lymere aus modifizierten Polyacrylaten und Acrylsäure bzw. deren Salzen einsetzbar, die
noch acide H-Atome oder basische -COO--Gruppen besitzen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt einzusetzende modifizierte Polyacrylate
sind Polyacrylat-Polymethacrylat-Copolymerisate, die der Formel VIIIa genügen
in der R17 für einen vorzugsweise unverzweigten, gesättigten oder ungesättigten C8-22-
Alk(en)ylrest, R19 und R20 unabhängig voneinander für H oder CH3 stehen, der Polymerisati
onsgrad n eine natürliche Zahl und der Alkoxylierungsgrad a eine natürliche Zahl zwischen 2
und 30, vorzugsweise zwischen 10 und 20 ist. R17 ist dabei vorzugsweise ein Fettalkohol
rest, der aus natürlichen oder synthetischen Quellen gewonnen wurde, wobei der Fettalko
hol wiederum bevorzugt ethoxyliert (R19 = H)ist.
Produkte der Formel IIa sind kommerziell beispielsweise unter dem Namen Acusol® 820
(Rohm & Haas) in Form 30 gew.-%iger Dispersionen in Wasser erhältlich. Bei dem genann
ten Handelsprodukt steht R17 für einen Stearylrest, R19 ist ein Wasserstoffatom, R20 ist H
oder CH3 und der Ethoxylierungsgrad a ist 20.
In Kombination mit den voranstehend genannten rheologischen Additiven können zur Stabi
lisierung der Viskosität zusätzlich Komplexbildner eingesetzt werden. Beispiele für Kom
plexbildner werden unten beschrieben.
Eine weitere Erhöhung der Viskosität läßt sich auch durch Zugabe von Elektrolyten (Neu
tralsalzen) erreichen. Beispiele für derartige Salze sind die Alkalihalogenide, insbesondere
Chloride, Alkalihydrogencarbonate, Alkalisulfate und Alkaliphosphate, wobei Natriumchlorid
und Natriumsulfat besonders bevorzugt sind.
Lösungsmittel, die in den flüssigen bis gelförmigen Zusammensetzungen eingesetzt werden
können, stammen beispielsweise aus der Gruppe ein- oder mehrwertigen Alkohole, Alkano
lamine oder Glycolether, sofern sie im angegebenen Konzentrationsbereich mit Wasser
mischbar sind. Vorzugsweise werden die Lösungsmittel ausgewählt aus Ethanol, n-oder i-
Propanol, Butanolen, Ethylenglykolmethylether, Ethylenglykolethylether, Ethylengly
kolpropylether, Ethylenglykolmono-n-butylether, Diethylenglykol-methylether, Diethylengly
kolethylether, Propylenglykolmethyl-, -ethyl- oder -propyl-ether, Dipropylenglykolmonome
thyl-, oder -ethylether, Di-isopropylenglykolmonomethyl-, oder -ethylether, Methoxy-, Ethoxy-
oder Butoxytriglykol, 1-Butoxyethoxy-2-propanol, 3-Methyl-3-methoxybutanol, Propylen
glykol-t-butylether sowie Mischungen dieser Lösungsmittel. Lösungsmittel können in den
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in Mengen zwischen 0,1 und 20 Gew.-%, be
vorzugt aber unter 15 Gew.-% und insbesondere unterhalb von 10 Gew.-% eingesetzt wer
den.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können weitere Inhaltsstoffe enthalten, die
die anwendungstechnischen und/oder ästhetischen Eigenschaften der Zusammensetzung
weiter verbessern. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können bevorzugte Zusammen
setzungen zusätzlich einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Gerüststoffe, Cobuilder,
Enzyme, pH-Stellmittel, Duftstoffe, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Hydrotope,
Schauminhibitoren, Soil-release-Verbindungen, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren,
Einlaufverhinderer, Knitterschutzmittel, Farbübertragungsinhibitoren, antimikrobiellen Wirk
stoffe, Germizide, Fungizide, Antioxidantien, Korrosionsinhibitoren, Quell- und Schiebefest
mittel, Abrasivstoffe, Komplexbildner sowie UV-Absorber, enthalten.
Die einzelnen Inhaltsstoffe können als Feststoffe vorliegen. Diese Feststoffe liegen vor
zugsweise in Teilchengrößen vor, wie sie auf dem Wasch- und Reinigungsmittelbereich üblich
sind, wobei auch nanoskalige Teilchen enthalten sein können. Besonders bevorzugt weisen
enthaltene Feststoffe zumindest teilweise eine Teilchengröße zwischen 1 und 1000 nm auf.
Als Gerüststoffe, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten sein kön
nen, sind insbesondere Silikate, Aluminiumsilikate (insbesondere Zeolithe), Carbonate, Sal
ze organischer Di- und Polycarbonsäuren sowie Mischungen dieser Stoffe zu nennen.
Geeignete kristalline, schichtförmige Natriumsilikate besitzen die allgemeine Formel
NaMSixO2x+1.H2O, wobei M Natrium oder Wasserstoff bedeutet, x eine Zahl von 1,9 bis 4
und y eine Zahl von 0 bis 20 ist und bevorzugte Werte für x 2, 3 oder 4 sind. Bevorzugte
kristalline Schichtsilikate der angegebenen Formel sind solche, in denen M für Natrium steht
und x die Werte 2 oder 3 annimmt. Insbesondere sind sowohl β- als auch δ-Natriumdisilikate
Na2Si2O5.yH2O bevorzugt.
Einsetzbar sind auch amorphe Natriumsilikate mit einem Modul Na2O : SiO2 von 1 : 2 bis
1 : 3, 3, vorzugsweise von 1 : 2 bis 1 : 2,8 und insbesondere von 1 : 2 bis 1 : 2,6, welche löseverzö
gert sind und Sekundärwascheigenschaften aufweisen. Die Löseverzögerung gegenüber
herkömmlichen amorphen Natriumsilikaten kann dabei auf verschiedene Weise, beispiels
weise durch Oberflächenbehandlung, Compoundierung, Kompaktierung/Verdichtung oder
durch Übertrocknung hervorgerufen worden sein. Im Rahmen dieser Erfindung wird unter
dem Begriff "amorph" auch "röntgenamorph" verstanden. Dies heißt, dass die Silikate bei
Röntgenbeugungsexperimenten keine scharfen Röntgenreflexe liefern, wie sie für kristalline
Substanzen typisch sind, sondern allenfalls ein oder mehrere Maxima der gestreuten Rönt
genstrahlung, die eine Breite von mehreren Gradeinheiten des Beugungswinkels aufweisen.
Es kann jedoch sehr wohl sogar zu besonders guten Buildereigenschaften führen, wenn die
Silikatpartikel bei Elektronenbeugungsexperimenten verwaschene oder sogar scharfe Beu
gungsmaxima liefern. Dies ist so zu interpretieren, dass die Produkte mikrokristalline Berei
che der Größe 10 bis einige Hundert nm aufweisen, wobei Werte bis max. 50 nm und insbe
sondere bis max. 20 nm bevorzugt sind. Insbesondere bevorzugt sind verdichte
te/kompaktierte amorphe Silikate, compoundierte amorphe Silikate und übertrocknete rönt
genamorphe Silikate.
Feinkristalliner, synthetischer und gebundenes Wasser enthaltender Zeolith ist vorzugswei
se Zeolith A und/oder P. Als Zeolith P wird Zeolith MAP® (Handelsprodukt der Firma Cros
field) besonders bevorzugt. Geeignet sind jedoch auch Zeolith X sowie Mischungen aus A, X
und/oder P. Kommerziell erhältlich und im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt
einsetzbar ist beispielsweise auch ein Co-Kristallisat aus Zeolith X und Zeolith A (ca. 80 Gew.-%
Zeolith X), das von der Firma CONDEA Augusta S. p. A. unter dem Markennamen
VEGOBOND AX® vertrieben wird und durch die Formel
nNa2O.(1-n)K2O.Al2O3.(2-2,5)SiO2.(3,5-5,5) H2O
beschrieben werden kann. Der Zeolith kann als sprühgetrocknetes Pulver oder auch als un
getrocknete, von ihrer Herstellung noch feuchte, stabilisierte Suspension zum Einsatz kom
men. Für den Fall, dass der Zeolith als Suspension eingesetzt wird, kann diese geringe Zu
sätze an nichtionischen Tensiden als Stabilisatoren enthalten, beispielsweise 1 bis 3 Gew.-%,
bezogen auf Zeolith, an ethoxylierten C12-C18-Fettalkoholen mit 2 bis 5 Ethylenoxidgrup
pen, C12-C14-Fettalkoholen mit 4 bis 5 Ethylenoxidgruppen oder ethoxylierten Isotridecano
len. Geeignete Zeolithe weisen eine mittlere Teilchengröße von weniger als 10 µm (Volu
menverteilung; Meßmethode: Coulter Counter) auf und enthalten vorzugsweise 18 bis 22 Gew.-%,
insbesondere 20 bis 22 Gew.-% an gebundenem Wasser.
Selbstverständlich ist auch ein Einsatz der allgemein bekannten Phosphate als Buildersub
stanzen möglich, sofern ein derartiger Einsatz nicht aus ökologischen Gründen vermieden
werden sollte. Unter der Vielzahl der kommerziell erhältlichen Phosphate haben die Alkali
metallphosphate unter besonderer Bevorzugung von Pentanatrium- bzw. Pentakaliumtri
phosphat (Natrium- bzw. Kaliumtripolyphosphat) in der Wasch- und Reinigungsmittel-
Industrie die größte Bedeutung.
Alkalimetallphosphate ist dabei die summarische Bezeichnung für die Alkalimetall- (insbe
sondere Natrium- und Kalium-) -Salze der verschiedenen Phosphorsäuren, bei denen man
Metaphosphorsäuren (HPO3)n und Orthophosphorsäure H3PO4 neben höhermolekularen
Vertretern unterscheiden kann. Die Phosphate vereinen dabei mehrere Vorteile in sich: Sie
wirken als Alkaliträger, verhindern Kalkbeläge auf Maschinenteilen bzw. Kalkinkrustationen
in Geweben und tragen überdies zur Reinigungsleistung bei.
Natriumdihydrogenphosphat, NaH2PO4, existiert als Dihydrat (Dichte 1,91 gcm-3, Schmelz
punkt 60°) und als Monohydrat (Dichte 2,04 gcm-3). Beide Salze sind weiße, in Wasser sehr
leicht lösliche Pulver, die beim Erhitzen das Kristallwasser verlieren und bei 200°C in das
schwach saure Diphosphat (Dinatriumhydrogendiphosphat, Na2H2P2O7), bei höherer Tem
peratur in Natiumtrimetaphosphat (Na3P3O9) und Maddrellsches Salz (siehe unten), überge
hen. NaH2PQ4 reagiert sauer; es entsteht, wenn Phosphorsäure mit Natronlauge auf einen
pH-Wert von 4, 5 eingestellt und die Maische versprüht wird. Kaliumdihydrogenphosphat
(primäres oder einbasiges Kaliumphosphat, Kaliumbiphosphat, KDP), KH2PO4, ist ein wei
ßes Salz der Dichte 2,33 gcm-3, hat einen Schmelzpunkt 253° [Zersetzung unter Bildung von
Kaliumpolyphosphat (KPO3)x] und ist leicht löslich in Wasser.
Dinatriumhydrogenphosphat (sekundäres Natriumphosphat), Na2HPO4, ist ein farbloses,
sehr leicht wasserlösliches kristallines Salz. Es existiert wasserfrei und mit 2 Mol. (Dichte
2,066 gcm-3, Wasserverlust bei 95°), 7 Mol. (Dichte 1,68 gcm-3, Schmelzpunkt 48° unter
Verlust von 5 H2O) und 12 Mol. Wasser (Dichte 1,52 gcm-3, Schmelzpunkt 35° unter Verlust
von 5 H2O), wird bei 100° wasserfrei und geht bei stärkerem Erhitzen in das Diphosphat
Na4P2O7 über. Dinatriumhydrogenphosphat wird durch Neutralisation von Phosphorsäure
mit Sodalösung unter Verwendung von Phenolphthalein als Indikator hergestellt. Dikalium
hydrogenphosphat (sekundäres od. zweibasiges Kaliumphosphat), K2HPO4, ist ein amor
phes, weißes Salz, das in Wasser leicht löslich ist.
Trinatriumphosphat, tertiäres Natriumphosphat, Na3PO4, sind farblose Kristalle, die als Do
decahydrat eine Dichte von 1,62 gcm-3 und einen Schmelzpunkt von 73-76°C (Zersetzung),
als Decahydrat (entsprechend 19-20% P2O5) einen Schmelzpunkt von 100°C und in was
serfreier Form (entsprechend 39-40% P2O5) eine Dichte von 2,536 gcm-3 aufweisen. Trina
triumphosphat ist in Wasser unter alkalischer Reaktion leicht löslich und wird durch Ein
dampfen einer Lösung aus genau 1 Mol Dinatriumphosphat und 1 Mol NaOH hergestellt.
Trikaliumphosphat (tertiäres oder dreibasiges Kaliumphosphat), K3PO4, ist ein weißes, zer
fließliches, körniges Pulver der Dichte 2,56 gcm-3, hat einen Schmelzpunkt von 1340° und ist
in Wasser mit alkalischer Reaktion leicht löslich. Es entsteht z. B. beim Erhitzen von Tho
masschlacke mit Kohle und Kaliumsulfat. Trotz des höheren Preises werden in der Reini
gungsmittel-Industrie die leichter löslichen, daher hochwirksamen, Kaliumphosphate gegen
über entsprechenden Natrium-Verbindungen vielfach bevorzugt.
Tetranatriumdiphosphat (Natriumpyrophosphat), Na4P2O7, existiert in wasserfreier Form
(Dichte 2,534 gcm-3, Schmelzpunkt 988°, auch 880° angegeben) und als Decahydrat (Dichte
1,815-1,836 gcm-3, Schmelzpunkt 94° unter Wasserverlust). Beide Substanzen sind farblo
se, in Wasser mit alkalischer Reaktion lösliche Kristalle. Na4P2O7 entsteht beim Erhitzen von
Dinatriumphosphat auf <200° oder indem man Phosphorsäure mit Soda im stöchiometri
schem Verhältnis umsetzt und die Lösung durch Versprühen entwässert. Das Decahydrat
komplexiert Schwermetall-Salze und Härtebildner und verringert daher die Härte des Was
sers. Kaliumdiphosphat (Kaliumpyrophosphat), K4P2O7, existiert in Form des Trihydrats und
stellt ein farbloses, hygroskopisches Pulver mit der Dichte 2,33 gcm-3 dar, das in Wasser
löslich ist, wobei der pH-Wert der 1%igen Lösung bei 25° 10,4 beträgt.
Durch Kondensation des NaH2PO4 bzw. des KH2PO4 entstehen höhermol. Natrium- und
Kaliumphosphate, bei denen man cyclische Vertreter, die Natrium- bzw. Kaliummetaphos
phate und kettenförmige Typen, die Natrium- bzw. Kaliumpolyphosphate, unterscheiden
kann. Insbesondere für letztere sind eine Vielzahl von Bezeichnungen in Gebrauch:
Schmelz- oder Glühphosphate, Grahamsches Salz, Kurrolsches und Maddrellsches Salz.
Alle höheren Natrium- und Kaliumphosphate werden gemeinsam als kondensierte Phos
phate bezeichnet.
Das technisch wichtige Pentanatriumtriphosphat, Na5P3O10 (Natriumtripolyphosphat), ist ein
wasserfrei oder mit 6 H2O kristallisierendes, nicht hygroskopisches, weißes, wasserlösliches
Salz der allgemeinen Formel NaO-[P(O)(ONa)-O]n-Na mit n = 3. In 100 g Wasser lösen sich
bei Zimmertemperatur etwa 17 g, bei 60° ca. 20 g, bei 100° rund 32 g des kristallwasserfreien
Salzes; nach zweistündigem Erhitzen der Lösung auf 100° entstehen durch Hydrolyse
etwa 8% Orthophosphat und 15% Diphosphat. Bei der Herstellung von Pentanatriumtri
phosphat wird Phosphorsäure mit Sodalösung oder Natronlauge im stöchiometrischen Ver
hältnis zur Reaktion gebracht und die Lsg. durch Versprühen entwässert. Ähnlich wie Gra
hamsches Salz und Natriumdiphosphat löst Pentanatriumtriphosphat viele unlösliche Metall-
Verbindungen (auch Kalkseifen usw.). Pentakaliumtriphosphat, K5P3O10 (Kaliumtripolyphos
phat), kommt beispielsweise in Form einer 50 gew.-%igen Lösung (< 23% P2O5, 25% K2O)
in den Handel. Die Kaliumpolyphosphate finden in der Wasch- und Reinigungsmittel-
Industrie breite Verwendung. Weiter existieren auch Natriumkaliumtripolyphosphate, welche
ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind. Diese entstehen bei
spielsweise, wenn man Natriumtrimetaphosphat mit KOH hydrolysiert:
(NaPO3)3 + 2 KOH → Na3K2P3O10 + H2O
Diese sind erfindungsgemäß genau wie Natriumtripolyphosphat, Kaliumtripolyphosphat oder
Mischungen aus diesen beiden einsetzbar; auch Mischungen aus Natriumtripolyphosphat
und Natriumkaliumtripolyphosphat oder Mischungen aus Kaliumtripolyphosphat und Natri
umkaliumtripolyphosphat oder Gemische aus Natriumtripolyphosphat und Kaliumtripoly
phosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat sind erfindungsgemäß einsetzbar.
Als organische Cobuilder können in den erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel
formkörpern insbesondere Polycarboxylate/Polycarbonsäuren, polymere Polycarboxylate,
Asparaginsäure und deren Derivate, Polyacetale, Dextrine, weitere organische Cobuilder
(siehe unten) sowie Phosphonate eingesetzt werden. Diese Stoffklassen werden nachfol
gend beschrieben.
Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die in Form ihrer Natriumsal
ze einsetzbaren Polycarbonsäuren, wobei unter Polycarbonsäuren solche Carbonsäuren
verstanden werden, die mehr als eine Säurefunktion tragen. Beispielsweise sind dies Citro
nensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Maleinsäure,
Fumarsäure, Zuckersäuren, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA) sowie deren
Derivate, sofern ein derartiger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist,
sowie Mischungen aus diesen. Bevorzugte Salze sind die Salze der Polycarbonsäuren wie
Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und
Mischungen aus diesen.
Auch die Säuren an sich können eingesetzt werden. Die Säuren besitzen neben ihrer Buil
derwirkung typischerweise auch die Eigenschaft einer Säuerungskomponente und dienen
somit auch zur Einstellung eines niedrigeren und milderen pH-Wertes von Wasch- oder Rei
nigungsmitteln. Insbesondere sind hierbei Citronensäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adi
pinsäure, Gluconsäure und beliebige Mischungen aus diesen zu nennen.
Als Builder sind weiter polymere Polycarboxylate geeignet, dies sind beispielsweise die AI
kalimetallsalze der Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure, beispielsweise solche mit
einer relativen Molekülmasse von 500 bis 70.000 g/mol.
Bei den für polymere Polycarboxylate angegebenen Molmassen handelt es sich im Sinne
dieser Schrift um gewichtsmittlere Molmassen Mw der jeweiligen Säureform, die grundsätz
lich mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt wurden, wobei ein UV-
Detektor eingesetzt wurde. Die Messung erfolgte dabei gegen einen externen Polyacrylsäu
re-Standard, der aufgrund seiner strukturellen Verwandtschaft mit den untersuchten Polyme
ren realistische Molgewichtswerte liefert. Diese Angaben weichen deutlich von den Molge
wichtsangaben ab, bei denen Polystyrolsulfonsäuren als Standard eingesetzt werden. Die
gegen Polystyrolsulfonsäuren gemessenen Molmassen sind in der Regel deutlich höher als
die in dieser Schrift angegebenen Molmassen.
Geeignete Polymere sind insbesondere Polyacrylate, die bevorzugt eine Molekülmasse von
2000 bis 20.000 g/mol aufweisen. Aufgrund ihrer überlegenen Löslichkeit können aus dieser
Gruppe wiederum die kurzkettigen Polyacrylate, die Molmassen von 2000 bis 10.000 g/mol,
und besonders bevorzugt von 3000 bis 5000 g/mol, aufweisen, bevorzugt sein.
Geeignet sind weiterhin copolymere Polycarboxylate, insbesondere solche der Acrylsäure
mit Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Als besonders
geeignet haben sich Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure erwiesen, die 50 bis 90 Gew.-%
Acrylsäure und 50 bis 10 Gew.-% Maleinsäure enthalten. Ihre relative Molekülmasse,
bezogen auf freie Säuren, beträgt im allgemeinen 2000 bis 70.000 g/mol, vorzugsweise
20.000 bis 50.000 g/mol und insbesondere 30.000 bis 40.000 g/mol.
Die (co-)polymeren Polycarboxylate können entweder als Pulver oder als wäßrige Lösung
eingesetzt werden. Der Gehalt der Mittel an (co-)polymeren Polycarboxylaten beträgt vor
zugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 3 bis 10 Gew.-%.
Zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit können die Polymere auch Allylsulfonsäuren, wie
beispielsweise Allyloxybenzolsulfonsäure und Methallylsulfonsäure, als Monomer enthalten.
Insbesondere bevorzugt sind auch biologisch abbaubare Polymere aus mehr als zwei ver
schiedenen Monomereinheiten, beispielsweise solche, die als Monomere Salze der Acryl
säure und der Maleinsäure sowie Vinylalkohol bzw. Vinylalkohol-Derivate oder die als Mono
mere Salze der Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie Zucker-Derivate enthalten.
Weitere bevorzugte Copolymere sind solche, die als Monomere vorzugsweise Acrolein und
Acrylsäure/Acrylsäuresalze bzw. Acrolein und Vinylacetat aufweisen.
Ebenso sind als weitere bevorzugte Buildersubstanzen polymere Aminodicarbonsäuren, de
ren Salze oder deren Vorläufersubstanzen zu nennen. Besonders bevorzugt sind Polyaspa
raginsäuren bzw. deren Salze und Derivate.
Weitere geeignete Buildersubstanzen sind Polyacetale, welche durch Umsetzung von Dial
dehyden mit Polyolcarbonsäuren, welche 5 bis 7 C-Atome und mindestens 3 Hydroxylgrup
pen aufweisen, erhalten werden können. Bevorzugte Polyacetale werden aus Dialdehyden
wie Glyoxal, Glutaraldehyd, Terephthalaldehyd sowie deren Gemischen und aus Polyolcar
bonsäuren wie Gluconsäure und/oder Glucoheptonsäure erhalten.
Weitere geeignete organische Buildersubstanzen sind Dextrine, beispielsweise Oligomere
bzw. Polymere von Kohlenhydraten, die durch partielle Hydrolyse von Stärken erhalten wer
den können. Die Hydrolyse kann nach üblichen, beispielsweise säure- oder enzymkataly
sierten Verfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise handelt es sich um Hydrolysepro
dukte mit mittleren Molmassen im Bereich von 400 bis 500.000 g/mol. Dabei ist ein Polysac
charid mit einem Dextrose-Äquivalent (DE) im Bereich von 0,5 bis 40, insbesondere von 2
bis 30 bevorzugt, wobei DE ein gebräuchliches Maß für die reduzierende Wirkung eines
Polysaccharids im Vergleich zu Dextrose, welche ein DE von 100 besitzt, ist. Brauchbar sind
sowohl Maltodextrine mit einem DE zwischen 3 und 20 und Trockenglucosesirupe mit einem
DE zwischen 20 und 37 als auch sogenannte Gelbdextrine und Weißdextrine mit höheren
Molmassen im Bereich von 2000 bis 30.000 g/mol.
Bei den oxidierten Derivaten derartiger Dextrine handelt es sich um deren Umsetzungspro
dukte mit Oxidationsmitteln, welche in der Lage sind, mindestens eine Alkoholfunktion des
Saccharidrings zur Carbonsäurefunktion zu oxidieren. Ebenfalls geeignet ist ein oxidiertes
Oligosaccharid, wobei ein am C6 des Saccharidrings oxidiertes Produkt kann besonders
vorteilhaft sein.
Auch Oxydisuccinate und andere Derivate von Disuccinaten, vorzugsweise Ethylendiamindi
succinat, sind weitere geeignete Cobuilder. Dabei wird Ethylendiamin-N,N'-disuccinat
(EDDS) bevorzugt in Form seiner Natrium- oder Magnesiumsalze verwendet. Weiterhin be
vorzugt sind in diesem Zusammenhang auch Glycerindisuccinate und Glycerintrisuccinate.
Weitere brauchbare organische Cobuilder sind beispielsweise acetylierte Hydroxycarbon
säuren bzw. deren Salze, welche gegebenenfalls auch in Lactonform vorliegen können und
welche mindestens 4 Kohlenstoffatome und mindestens eine Hydroxygruppe sowie maximal
zwei Säuregruppen enthalten.
Eine weitere Substanzklasse mit Cobuildereigenschaften stellen die Phosphonate dar. Da
bei handelt es sich insbesondere um Hydroxyalkan- bzw. Aminoalkanphosphonate. Unter
den Hydroxyalkanphosphonaten ist das 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonat (HEDP) von be
sonderer Bedeutung als Cobuilder. Es wird vorzugsweise als Natriumsalz eingesetzt, wobei
das Dinatriumsalz neutral und das Tetranatriumsalz alkalisch (pH 9) reagiert. Als Aminoal
kanphosphonate kommen vorzugsweise Ethylendiamintetramethylenphosphonat (EDTMP),
Diethylentriaminpentamethylenphosphonat (DTPMP) sowie deren höhere Homologe in Fra
ge. Sie werden vorzugsweise in Form der neutral reagierenden Natriumsalze, z. B. als
Hexanatriumsalz der EDTMP bzw. als Hepta- und Octa-Natriumsalz der DTPMP, eingesetzt.
Als Builder wird dabei aus der Klasse der Phosphonate bevorzugt HEDP verwendet. Die
Aminoalkanphosphonate besitzen zudem ein ausgeprägtes Schwermetallbindevermögen.
Dementsprechend kann es, insbesondere wenn die Mittel auch Bleiche enthalten, bevorzugt
sein, Aminoalkanphosphonate, insbesondere DTPMP, einzusetzen, oder Mischungen aus
den genannten Phosphonaten zu verwenden.
Darüber hinaus können alle Verbindungen, die in der Lage sind, Komplexe mit Erdalkalüo
nen auszubilden, als Cobuilder eingesetzt werden.
Als Enzyme kommen Hydrolasen wie der Proteasen, Esterasen, Lipasen bzw. lipolytisch
wirkende Enzyme, Amylasen, Cellulasen bzw. andere Glykosylhydrolasen und Gemische
der genannten Enzyme in Betracht. Alle diese Hydrolasen tragen in der Wäsche zur Entfer
nung von Verfleckungen wie protein-, fett- oder stärkehaltigen Verfieckungen und Vergrau
ungen bei. Cellulasen und andere Glykosylhydrolasen können darüber hinaus durch das
Entfernen von Pilling und Mikrofibrillen zur Farberhaltung und zur Erhöhung der Weichheit
des Textils beitragen. Zur Bleiche bzw. zur Hemmung der Farbübertragung können auch
Oxireduktasen eingesetzt werden. Besonders gut geeignet sind aus Bakterienstämmen oder
Pilzen wie Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Streptomyceus griseus und Humicola in
solens gewonnene enzymatische Wirkstoffe. Vorzugsweise werden Proteasen vom Subtili
sin-Typ und insbesondere Proteasen, die aus Bacillus lentus gewonnen werden, eingesetzt.
Dabei sind Enzymmischungen, beispielsweise aus Protease und Amylase oder Protease
und Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen oder Protease und Cellulase oder aus Cel
lulase und Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen oder aus Protease, Amylase und
Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen oder Protease, Lipase bzw. lipolytisch wirken
den Enzymen und Cellulase, insbesondere jedoch Protease und/oder Lipase-haltige Mi
schungen bzw. Mischungen mit lipolytisch wirkenden Enzymen von besonderem Interesse.
Beispiele für derartige lipolytisch wirkende Enzyme sind die bekannten Cutinasen. Auch
Peroxidasen oder Oxidasen haben sich in einigen Fällen als geeignet erwiesen. Zu den ge
eigneten Amylasen zählen insbesondere α-Amylasen, Iso-Amylasen, Pullulanasen und
Pektinasen. Als Cellulasen werden vorzugsweise Cellobiohydrolasen, Endoglucanasen und
β-Glucosidasen, die auch Cellobiasen genannt werden, bzw. Mischungen aus diesen einge
setzt. Da sich verschiedene Cellulase-Typen durch ihre CMCase- und Avicelase-Aktivitäten
unterscheiden, können durch gezielte Mischungen der Cellulasen die gewünschten Aktivi
täten eingestellt werden.
Um den pH-Wert der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in den gewünschten Be
reich zu bringen, kann der Einsatz von pH-Stellmitteln angezeigt sein. Einsetzbar sind hier
sämtliche bekannten Säuren bzw. Laugen, sofern sich ihr Einsatz nicht aus anwendungs
technischen oder ökologischen Gründen bzw. aus Gründen des Verbraucherschutzes ver
bietet. Üblicherweise überschreitet die Menge dieser Stellmittel 2 Gew.-% der Gesamtfor
mulierung nicht.
Um den ästhetischen Eindruck der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zu verbes
sern, können sie mit geeigneten Farbstoffen eingefärbt werden. Bevorzugte Farbstoffe, de
ren Auswahl dem Fachmann keinerlei Schwierigkeit bereitet, besitzen eine hohe Lagerstabi
lität und Unempfindlichkeit gegenüber den übrigen Inhaltsstoffen der Zusammensetzungen
und gegen Licht sowie keine ausgeprägte Substantivität gegenüber Textilfasern, um diese
nicht anzufärben.
Als Schauminhibitoren, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingesetzt
werden können, kommen beispielsweise Seifen, Paraffine oder Silikonöle in Betracht.
Geeignete Soil-release-Verbindungen, sind beispielsweise nichtionische Celluloseether wie
Methylcellulose und Methylhydroxypropylcellulose mit einem Anteil an Methoxygruppen von
15 bis 30 Gew.-% und an Hydroxypropylgruppen von 1 bis 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf
den nichtionischen Celluloseether sowie die aus dem Stand der Technik bekannten Polyme
re der Phthalsäure und/oder Terephthalsäure bzw. von deren Derivaten, insbesondere Po
lymere aus Ethylenterephthalaten und/oder Polyethylenglycolterephthalaten oder anionisch
und/oder nichtionisch modifizierten Derivaten von diesen. Insbesondere bevorzugt von die
sen sind die sulfonierten Derivate der Phthalsäure- und Terephthalsäure-Polymere.
Optische Aufheller (sogenannte "Weißtöner") können den erfindungsgemäßen Zusammen
setzungen zugesetzt werden, um Vergrauungen und Vergilbungen der behandelten Textilien
zu beseitigen. Diese Stoffe ziehen auf die Faser auf und bewirken eine Aufhellung und vor
getäuschte Bleichwirkung, indem sie unsichtbare Ultraviolettstrahlung in sichtbares länger
welliges Licht umwandeln, wobei das aus dem Sonnenlicht absorbierte ultraviolette Licht als
schwach bläuliche Fluoreszenz abgestrahlt wird und mit dem Gelbton der vergrauten bzw.
vergilbten Wäsche reines Weiß ergibt. Geeignete Verbindungen stammen beispielsweise
aus den Substanzklassen der 4,4'-Diamino-2,2'-stilbendisulfonsäuren (Flavonsäuren), 4,4'-
Distyryl-biphenylen, Methylumbelliferone, Cumarine, Dihydrochinolinone, 1,3-
Diarylpyrazoline, Naphthalsäureimide, Benzoxazol-, Benzisoxazol- und Benzimidazol-
Systeme sowie der durch Heterocyclen substituierten Pyrenderivate. Die optischen Aufheller
werden üblicherweise in Mengen zwischen 0,01 und 0,5 Gew.-%, bezogen auf die fertige
Zusammensetzung, eingesetzt.
Vergrauungsinhibitoren haben die Aufgabe, den von der Faser abgelösten Schmutz in der
Flotte suspendiert zu halten und so das Wiederaufziehen des Schmutzes zu verhindern.
Hierzu sind wasserlösliche Kolloide meist organischer Natur geeignet, beispielsweise die
wasserlöslichen Salze (co-)polymerer Carbonsäuren, Leim, Gelatine, Salze von Ethercar
bonsäuren oder Ethersulfonsäuren der Stärke oder der Cellulose oder Salze von sauren
Schwefelsäureestern der Cellulose oder der Stärke. Auch wasserlösliche, saure Gruppen
enthaltende Polyamide sind für diesen Zweck geeignet. Weiterhin lassen sich lösliche Stär
kepräparate und andere als die obengenannten Stärkeprodukte verwenden, z. B. abgebaute
Stärke, Aldehydstärken usw. Auch Polyvinylpyrrolidon ist brauchbar. Bevorzugt werden je
doch Celluloseether, wie Carboxymethylcellulose (Na-Salz), Methylcellulose, Hydroxyalkyl
cellulose und Mischether, wie Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose,
Methylcarboxymethylcellulose und deren Gemische, sowie Polyvinylpyrrolidon beispielswei
se in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Mittel, eingesetzt.
Da textile Flächengebilde, insbesondere aus Reyon, Zellwolle, Baumwolle und deren Mi
schungen, zum Knittern eigen können, weil die Einzelfasern gegen Durchbiegen, Knicken,
Pressen und Quetschen quer zur Faserrichtung empfindlich sind, können die erfindungsge
mäßen Zusammensetzungen synthetische Knitterschutzmittel enthalten. Hierzu zählen bei
spielsweise synthetische Produkte auf der Basis von Fettsäuren, Fettsäureestern, Fettsäu
reamiden, -alkylolestern, -alkylolamiden oder Fettalkoholen, die meist mit Ethylenoxid um
gesetzt sind, oder Produkte auf der Basis von Lecithin oder modifizierter Phosphorsäure
ester.
Zur Bekämpfung von Mikroorganismen können die erfindungsgemäßen Zusammensetzun
gen antimikrobielle Wirkstoffe enthalten. Hierbei unterscheidet man je nach antimikrobiellem
Spektrum und Wirkungsmechanismus zwischen Bakteriostatika und Bakteriziden, Fungista
tika und Fungiziden usw. Wichtige Stoffe aus diesen Gruppen sind beispielsweise die orga
nische kationische Verbindungen, wie kationische Tenside, z. B. Benzalkoniumchloride, Al
kylarlylsulfonate, Halogenphenole und Phenolmercuriacetat, wobei bei den erfindungemä
ßen Zusammensetzungen auch gänzlich auf diese Verbindungen verzichtet werden kann.
Ein erhöhter Tragekomfort kann aus der zusätzlichen Verwendung von Antistatika resultie
ren, die den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zusätzlich beigefügt werden. Anti
statika vergrößern die Oberflächenleitfähigkeit und ermöglichen damit ein verbessertes Ab
fließen gebildeter Ladungen. Äußere Antistatika sind in der Regel Substanzen mit wenig
stens einem hydrophilen Molekülliganden und geben auf den Oberflächen einen mehr oder
minder hygroskopischen Film. Diese zumeist grenzflächenaktiven Antistatika lassen sich in
stickstoffhaltige (Amine, Amide, quartäre Ammoniumverbindungen), phosphorhaltige (Phos
phorsäureester) und schwefelhaltige (Alkylsulfonate, Alkylsulfate) Antistatika unterteilen. Die
hier offenbarten Lauryl- (bzw. Stearyl-) dimethylbenzylammoniumchloride eignen sich als
Antistatika für Textilien bzw. als Zusatz zu Waschmitteln, wobei zusätzlich ein Avivageeffekt
erzielt wird.
Zur Verbesserung des Wasserabsorptionsvermögens, der Wiederbenetzbarkeit der behan
delten Textilien und zur Erleichterung des Bügelns der behandelten Textilien können in den
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beispielsweise Silikonderivate eingesetzt werden.
Diese verbessern zusätzlich das Ausspülverhalten der erfindungsgemäßen Zusammenset
zungen durch ihre schauminhibierenden Eigenschaften. Bevorzugte Silikonderivate sind
beispielsweise Polydialkyl- oder Alkylarylsiloxane, bei denen die Alkylgruppen ein bis fünf C-
Atome aufweisen und ganz oder teilweise fluoriert sind. Bevorzugte Silikone sind Polydime
thylsiloxane, die gegebenenfalls derivatisiert sein können und dann aminofunktionell oder
quaterniert sind bzw. Si-OH-, Si-H- und/oder Si-Cl-Bindungen aufweisen. Die Viskositäten
der bevorzugten Silikone liegen bei 25°C im Bereich zwischen 100 und 100.000 m.Pas, wo
bei die Silikone in Mengen zwischen 0,2 und 5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusam
mensetzung eingesetzt werden können.
Insbesondere Mittel zur Reinigung von harten Oberflächen können sog. Abrasivstoffe ent
halten, wie Quarzmehle, Mikroglaskugeln, Kunststoffmehle und Holzmehle.
Um die durch Schwermetalle katalysierte Zersetzung bestimmter Waschmittel-Inhaltsstoffe
zu vermeiden, können Stoffe eingesetzt werden, die Schwermetalle komplexieren. Geeig
nete Schwermetallkomplexbildner sind beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA)
oder Nitrilotriessigsäure (NTA) in Form der freien Säuren oder als Alkalimetallsalze und De
rivate der voranstehenden sowie Alkalimetallsalze von anionischen Polyelektrolyten wie Po
lymaleaten und Polysulfonaten.
Eine bevorzugte Klasse von Komplexbildnern sind die Phosphonate, die in bevorzugten Zu
sammensetzungen in Mengen von 0,01 bis 2,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 1,5 Gew.-%
und insbesondere von 0,1 bis 1,0 Gew.-% enthalten sind. Zu diesen bevorzugten Verbin
dungen zählen insbesondere Organophosphonate wie beispielsweise 1-Hydroxyethan-1,1-
diphosphonsäure (HEDP), Aminotri(methylenphosphonsäure) (ATMP), Diethylentriamin
penta(methylenphosphonsäure) (DTPMP bzw. DETPMP) sowie 2-Phosphonobutan-1,2,4-
tricarbonsäure (PBS-AM), die zumeist in Form ihrer Ammonium- oder Alkalimetallsalze ein
gesetzt werden. Weitere geeignete Komplexbildner sind niedermolekulare Hydroxycarbon
säuren, die gleichzeitig auch Buildereigenschaften aufweisen, wie Citronensäure, Weinsäu
re, Äpfelsäure, oder Gluconsäure bzw. deren Salze, wobei Citronensäure oder Natriumcitrat
besonders bevorzugt sind. Die Komplexbildner können in einer Menge von 1 bis 25 Gew.-%,
vorzugsweise von 3,0 bis 10,0 Gew.-% und insbesondere 4,0 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf
die fertige Zusammensetzung, enthalten sein.
Schließlich können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch UV-Absorber ent
halten, die auf die behandelten Textilien aufziehen und die Lichtbeständigkeit der Fasern
verbessern. Verbindungen, die diese gewünschten Eigenschaften aufweisen, sind bei
spielsweise die durch strahlungslose Desaktivierung wirksamen Verbindungen und Derivate
des Benzophenons mit Substituenten in 2- und/oder 4-Stellung. Weiterhin sind auch substi
tuierte Benzotriazole, in 3-Stellung phenylsubstituierte Acrylate (Zimtsäurederivate), gege
benenfalls mit Cyanogruppen in 2-Stellung, Stilbenderivate, Biphenyle, Salicylate, organi
sche Ni-Komplexe sowie Naturstoffe wie Umbelliferon und die körpereigene Urocansäure
geeignet.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung 1
bis 10 Gew.-% Bleichmittel, bis zu 15 Gew.-% nichtionisches Tensid, bis zu 15 Gew.-%
anionisches Tensid, bis zu 15 Gew.-% weitere Tenside, 0,01 bis 5 Gew.-% rheologische
Additive, 0,01 bis 3 Gew.-% Komplexbildner, 0,1 bis 10 Gew.-% Citrat sowie Wasser und
gegebenenfalls weitere übliche Waschmittelinhaltsstoffe.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Mittel kann in an sich bekannter Weise kontinuier
lich oder batchweise erfolgen. Die fertigen Mittel können in beliebigen Angebotsformen
konfektioniert werden, unter Einsatz derer die Behandlung der Substrat erfolgen kann, z. B.
in Flaschen, Tuben oder als Stifte.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird zur Textil-Vorbehandlung der Faser übli
cherweise über einen Zeitraum bis 24 Stunden, insbesondere von einer Minute bis einer
Stunde und besonders bevorzugt von fünf Minuten bis 30 Minuten auf die Faser aufge
bracht. Üblicherweise sind die Textilien mit angetrockneten Flecken oder Schmutz verunrei
nigt, die in der Regel sehr schwierig zu entfernen sind. Die Zusammensetzungen können
einfach auf die Textilien aufgetragen und dort belassen werden, die Schmutzentfernung
kann auch durch mechanische Unterstützung, z. B. durch Rubbeln oder durch Behandeln
mit einem Schwamm oder einer Bürste unterstützt werden.
In der Regel werden die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in unverdünnter Form
auf die Textilien bzw. auf das zu behandelnde Substrat aufgebracht oder mit einem han
delsüblichen Waschmittel als Additiv verwendet.
Auch zur Behandlung von nicht-textilen Oberflächen, insbesondere harten Oberflächen,
können die erfindungsgemäßen Mittel auf die Anschmutzungen aufgebracht und dort über
einen längeren Zeitraum belassen werden. Üblicherweise sind auch die nicht-textilen Sub
strate mit angetrockneten Flecken oder Schmutz verunreinigt, der sich leicht entfernen lässt,
wenn er über einen längeren Zeitraum behandelt wird, wobei das erfindungsgemäße Mittel
gegebenenfalls mit Wasser verdünnt werden kann.
Claims (13)
1. Mittel zur Behandlung von Substraten, enthaltend Tenside und/oder Bleichmittel so
wie gegebenenfalls Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel ein
scherverdünnendes Verhalten aufweist.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bleichmittel Wasserstoff
peroxid und/oder in Wasser H2O2 liefernde Verbindungen, wie Natriumperboratte
trahydrat, Natriumperboratmonohydrat, Natriumpercarbonat oder entsprechende
Percarbonatsalze, Persilikat, Peroxypyrophosphate, Persulfate, wie Monopersulfat,
Harnstoff-Peroxyhydrat, Citratperhydrate, organische Peroxide sowie persaure Salze
oder Persäuren, wie Perbenzoate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure, Phthalimi
nopersäuren oder Diperdodecandisäure, besonders bevorzugt H2O2, eingesetzt wer
den.
3. Mittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Bleich
mittel in einer Menge von 0,1 bis 35 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammen
setzung, enthalten ist.
4. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es Bleich
aktivator enthält.
5. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Tenside in
einer Menge von 0,1 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthalten
sind.
6. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine
Viskosität über 6000 mPa.s, vorzugsweise über 10.000 mPa.s aufweist.
7. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es minde
stens ein rheologisches Additiv enthält.
8. Mittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das rheologische Additiv in
einer Menge bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 7 Gew.-%, bezogen auf
die fertige Zusammensetzung, enthalten ist.
9. Mittel nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das rheo
logische Additiv ausgewählt ist aus Agar-Agar, Carrageen, Tragant, Gummi arabicum,
Alginaten, Pektinen, Polyosen, Guar-Mehl, Johannisbrotbaumkernmehl, Stärke,
Dextrinen, Gelatine und Casein, modifizierten Stärken und Cellulosen, insbesondere
Xanthan, sowie vollsynthetischen Polymeren.
10. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, enthaltend einen oder mehrere Stoffe aus
der Gruppe der Gerüststoffe, Cobuilder Enzyme, Elektrolyte, Lösungsmittel, pH-
Stellmittel, Duftstoffe, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Hydrotope,
Schauminhibitoren, Soil-release-Verbindungen, optischen Aufheller, Vergrauungsin
hibitoren, Einlaufverhinderer, Knitterschutzmittel, Farbübertragungsinhibitoren, anti
mikrobiellen Wirkstoffe, Germizide, Fungizide, Antioxidantien, Korrosionsinhibitoren,
Quell- und Schiebefestmittel, Abrasivstoffe, Komplexbildner sowie UV-Absorber.
11. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass enthalten
de Feststoffe zumindest teilweise eine Teilchengröße zwischen 1 und 1000 nm auf
weisen.
12. Verwendung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Vorbehandlung von
verschmutzten Textilien.
13. Verwendung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Vorbehandlung von
harten Oberflächen.
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