DE2115875A1

DE2115875A1 - Wasch und Reinigungsmittel mit einem Gehalt an einer Gerustsubstanz

Info

Publication number: DE2115875A1
Application number: DE19712115875
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Westernacher HeI mut Dr 4359 Lippramsdorf Schuhe
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1971-04-01
Filing date: 1971-04-01
Publication date: 1972-10-12
Also published as: SE368417B; IT954403B; NL7204357A; GB1376958A; FR2132018A1; FR2132018B1

Description

Wasch- und Reinigungsmittel mit einem Gehalt an einei' Gerüstsubstanz

Gegenstand der Erfindung sind Yasch- und Reinigungsmittel, die übliche Detergentien und Zusätze sowie wasserlösliche Salze niedermolekularer Teilamide von gesättigten oder ungesättigten Polycarbonsäuren als Gerüstsubstanz enthalten.

Es ist bekannt, daß das Reinigungsvermögen von Tensiden in Wasch- und Reinigungsmitteln durch Zusätze bestimmter Substanzen erhöht wird. Solche Substanzen werden als Gerüststoffe, Aufbaustoffe oder Builder bezeichnet. Die theoretischen Hintergründe der Gerüststoff-Wirkung in Wasch- und Reinigungsmitteln sind noch nicht geklärt. Die Schwierigkeiten bei der Aufklärung dieser theoretischen Hintergründe ergeben sich vor allem aus der Vielzahl der Einzelwirkungen, die insgesamt zur Steigerung der Effektivität eines Wasch- und Reinigungsmittels beitragen, wie

Erhöhung der Waschaktivität von Tensiden, Dispergierung und Peptisierung von feinverteilten anorganischen Festkörpern,

Solubilisierung beziehungsweise Emulgierung wasserunlöslicher Bestandteile,
Sequestriervermögen,
Regulierung des Schaumvermögens,

Pufferwirkung, Neutralisation von sauren Stoffen, Stabilisierung des aktiven Sauerstoffs Von Bleichmitteln.

Klassische Gerüststoffe sind die wasserlöslichen anorganischen Alkalisalze, wie Alkalicarbonate, -hydrogencarbonate, -borate, -silicate, -phosphate und -polyphosphate. 1/71

209842/0971

- 2 - O.Z. 2538

31.3.1971

In den gebräuchlichen Wasch- und Reinigungsmitteln der Gegenwart werden als Gerüststoffe aber nahezu ausschließlich Polyphosphate (Diphosphate, Triphosphate und Phosphatgläser), insbesondere Pentanatriumtriphosphat eingesetzt. Der Gehalt der Wasch- und Reinigungsmittel an Polyphosphaten beträgt, entsprechend den Waschgewohnheiten der einzelnen Länder, bis zu 70 Gewichtsprozent, bezogen auf di_ve Gesamtmischung. Trotz vieler Vorteile besitzt diese Gerüststoff-Klasse schwerwiegende Nachteile:.

Ψ Phosphor ist eine Mangellcomponente für das Wachstum von Algen. Im deutlich zunehmenden Algenwachstum der Gewässer reflektiert sich die Eutrophierung derselben durch Phosphor. Die Folgeschäden sind bereits heute erkennbar: Der Sauerstoffgehalt der Seen und Flüsse nimmt ab, anaerobe Fäulnisprozesse nehmen zu, und der Fischbestand verringert sich ständig. Weiterhin zeigen Polyphosphate Nachteile in der praktischen Anwendung:

Polyphosphate werden relativ leicht hydrolytisch zu Me ta- und Orthophosphaten gespalten, die in hartem Wasser das Schmutzdi.spergiervermögen von Waschflotten beeinträchtigen, außerdem können so in flüssigen Formulierungen unerwünschte P Trübungen, Niederschläge und Phasentrennungen auftreten. Diese Abbauerscheinungen sind bei der Herstellung der Polyphosphate und Konfektionierung von Wasch- und Reinigungsmitteln praktisch nicht zu vermeiden. Auch auf die korrodierenden Eigenschaften der Phosphate gegenüber Kupfer, Zink, Aluminium und den entsprechenden Legierungen sei hingewiesen ("Phosphates in Detergents and the Eutrophication of' America¹s Waters", Twenty-Third Report by the Committee on US. Government Operations_# Washington 1970 und Chemical and Engineering 20-10-69, s. 15).

In den letzten Jahren wurden auch organische Verbindungen mit Gerüststoff-Eigenschaften bekannt. Als solche wurden

209842/0971

- 3 - O.Z. 25.38.

31.3.1971

wasserlösliche Salze niedermolekularer Verbindungsklassen, wie Aminopolycarbonsäuren und Polycarbonsäuren als Gerüststoffe vorgeschlagen.

In der deutschen Offenlegungsschrift 1 h6j 656 wurden ferner wasserlösliche Salze von Homo- und Copolymeren ungesättigter Polycarbonsäuren, gegebenenfalls mit Monomeren wie Olefinen oder ungesättigten Monocarbonsäuren, als Gerüststoffe geschützt. Diese Verbindungstypen sollen zwar in Kombination mit Tensiden bereits eine Steigerung der Waschwirkung zeigen, die erzielten Effekte sind jedoch noch verhältnismäßig gering (s. auch Beispiel 2) und daher verbesserungswürdig.

Diese Nachteile des Standes der Technik werden durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung überwunden. Die beanspruchten Wasch- und Reinigungsmittel eignen sich zum Waschen von Gegenständen aller Art, insbesondere jedoch zum Waschen von Textilien. Gegenüber bekannten Waschmitteln erleichtern die neuen Wasch- und Reinigungsmittel den Waschvorgang und erhöhen den Weißgrad der Wäsche.

Die erfindungsgemäßen Waschmittel enthalten übliche Detergentien und Zusätze und sind gekennzeichnet durch einen Gehalt von wasserlöslichen Salzen niedermolekularer Teilamide, insbesondere Halbamide, von gesättigten oder ungesättigten Polycarbonsäuren als Gerüststoff, wobei die den Teilamiden

a) zugrunde liegende Carbonsäure 2 bis 3 Carboxylgruppen enthält, die durch 2 bis 6 . gegebenenfalls substituierte C-Atome in der direkten Kette voneinander getrennt sind, und

b) zugrunde liegende!Amine der Formel

209842/Q971

CZ. 2538 31 .3.1971"

H-N,.

^R2

gehorchen, wobei die Reste R₁ und R„ folgende Bedeutung haben können:

R₁: -CH₂-( CII₂) _n-CH„ C¹¹ = ^Ί ~²5» insbesondere

1-18)

ψ -CH₂-CCH₂)_n-O-(CH₂)_m-CEL· (n = 1 - 5, insbe

sondere 1—3)

(m = 0 - 20, insbesondere 0 — 18)

R₂: H oder eine Gruppe wie R .

Die den Teilamiden zugrunde liegende Carbonsäure enthält 2 bis 3 Carboxylgruppen, die durch 2 bis 6 C-Atome, die ihrerseits wieder mit Hydroxyl- oder Methoxigruppen und/oder aliphatischen Resten mit 1 bis 5 C-Atomen substituiert sein können, wobei zwei aliphatische Reste auch miteinander zu cyclo-P aliphatischen Resten mit 5 bis 7 C-Atomen verbunden sein können, voneinander getrennt sind. Insbesondere ist dabei an

Bernsteinsäure HOOC-CH₂-CH^-COOH

Glutarsäure ' HOOC-(CH₂) -COOH

C₂H₅ Äthylbernsteinsäure HOOC-CH-CH -COOH

CII₂ Itaconsäure · HOOC-CH₂-C-COOIi

OH Äpfelsäure HOOC-CH-CH₂-COOh

209842/0Θ71

O.Z. 2538 31.3.1971

Me thy 1 'άρ fei säure

OCII₃

HOOC-C-CII-COOII

Maleinsäure Citrakonsäure Acoiiit säure

110OC-CII=CIi-COOII HOOC-C-CII-COOiI

COOH HOOC-CIi=O-CH₂-COOII

Hexahydro plithal säure

HOOC-CH CH

COOH

gedacht.

Die den Teilamiden zugrunde liegenden Amine sind vorzugsweise Octylamin, Dodecylamin, Lauryloxipropylamin, Tetradecylamin, Hexadecylamin und Dioctylamin.

Obwohl erfindungsgemäß jedes Alkali- oder Ammoniumsalz der beanspruchten Gerüststoffe verwendet werden kann, werden die Natrium- und Kaliumsalze besonders bevorzugt.

Diese Gerüststoffe sollen in einer Menge von 5 bis 70 Gewichtsprozent, bevorzugt 10 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesaratmischung des Wasch- oder Reinigungsmittels, eingesetzt werden.

Die Herstellung der Substanzen sei an einem Beispiel erläutert:

Zu einer Lösung aus 77 S (0,5 Mol) Perhydrophthalsäureanhydrid in 200 ml Benzol wird unter Rühren bei Raumtemperatur eine Lösung von 122 g (0,5 Mol) 3-Lauryloxypropylamin-(1) in 300 ml Benzol zugetropft. Nach einer Reaktionszeit von

209842/0971

- 6 - Q. Z. 2538

31.3.1971

90 Minuten wird das als weiß-kristalline Substanz ausgefallene Halbamid abgenutscht und mit Äther nachgewaschen. Die Ausbeute an Halbamid beträgt 93»5 /"· Anschließend wird das Produkt mit 0,1 η Natronlauge bei Raumtemperatur neutralisiert. ■ ·

Um die Reiiiigungswirlcung der erfindurigs gemäß en "Wasch— und Reinigungsmittel mit derjenigen von ¥asch- und Reinigungsmitteln des Standes der Technik zu vergleichen, wurden die folgenden Versuche durchgeführt;

Testverschmutztes WFK-Baumwollgewebe wurde bei 90 C in einer 12-Kammer~Laborwaschmaschine in 3 Waschgängen zu jeweils Minuten mit WaschmrLtteln, die aus 1 g/l Na-n-Dodecylbenzol-· sulfonat und unterschiedlichen Mengen pro Liter eines Gerüststoffes bestanden, gewaschen. Die Waschmittelkonzentration betrug maximal 7 g/l» die Wasserhärte 12 dll, der pH-Wert der Flotte 9»5 und das Flottenverhältnis, bei einer Flotte von 400 ml, 1 : 80.

Die Aufhellung des gewaschenen Gewebes wurde durch Messung der Remission mit dem Elrepho-Photometer der Firma Zeiss gemessen. Das Gerät wurde bei Filter B 57 gegerL den Standard ^ Nr. 20 707 geeicht.

Für die Remissionsmessungen wurden die Testläppchen (5g) zwischen den Waschgängen mit destilliertem Wasser abgespült und getrocknet, nach dem 3· Waschgang dagegen dreimal mit destilliertem Wasser abgespült, getrocknet und gebügelt.

Der relative Waschwert errechnete sich aus Zh Einzelmessun-. gen wie folgt:

(a - b) * 100

= -ρ

Waschwert

c - b

a = Remissionswert gewaschenes testverschmutztes Gewebe

b = Remissionswert testverschmutztes Gewebe

209842/0971

- 7 - O.Z. 2 538

31.3.1971

c = Remissionswert unverschmutztes Gewebe

Die überlegene Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Goriis tstoffe gegenüber dem Stand der Technik zeigt sich an folgenden Beispielen:

Beispiel 1 (Vergleichsbelspiel A)

In einer Waschflotte mit 1 g/l Natrium-n-Dodecylbenzolsulfonat als waschaktive Substanz und unterschiedlichen Mengen Pentanatriuratriphosphat als Gerüststoff wurde testverschmutztes YJFK-Baunraollgewebe nach dem oben beschriebenen Prüfverfahren gewaschen. Die folgende Tabelle zeigt das Prüfergebnis:

Gerüst stoff /Jt/lj Waschwerte der ¥aschgänge

1. 2. 3-

1 2 h 6

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel B)

Wie Beispiel 1, jedoch ist der Gerüststoff das Natriumsalz eines 50 Holprozent Maleinsäureanhydrid enthaltenden Copo3.ymeren aus Äthylen und Maleinsäureanhydrid (Κ-Wert 36, Polymerisationsgrad 150). Die gegenüber Beispiel 1 ähnlichen Waschwerte zeigt die folgende Tabelle:

Gerüststoff £e/\J Ifaschwert der Waschgänge

1 . .2. 3.

1 2

209842/097.1

5	8	12
30	k2	48
31	>«3	55
32	k6	50

6	7	11
29	ko	hl
30	kz	53
31	^3	50

O.Z. 2538 31.3.1971

Beispiel 3

Wie Beispiel 1, der Gerüststoff ist nunmehr das Natriumsalz des Maleinsäure-N-monolauryloxipropylamids. Gegenüber den Beispielen 1 und 2 sind die Waschwerte eindeutig verbessert:

Gerüst s to ff /jk/lj

1
2
4
6

Wa schwer te der Waschgänge 1. 2. 3.

15	20	24
39 .	49	55
48	59	69
39	52	65

Beispiel 4

Wie Beispiel 1, der Gerüststoff ist jedoch das Natriumsalz des Bernsteinsäure-N-monolauryloxipropylamids. Die gegenüber den Vergleichsbeispielen deutlich verbesserten Waschwerte sind in der Tabelle aufgeführt:

Gerüststoff jjt/2J

Waschwerte der Waschgänge 1. 2. 3.

1 2 4 6

4	7	11
13	21	30
34	50	61
36	52.	6o

Beispiel 5

Wie Beispiel 1, jedoch ist hier der Gerüststoff das Kalium-Salz des Hexahydrophthalsäure-N-monolaurylamids. Die gegenüber den Vergleichsbeispielen verbesserten Waschwerte sind aus der Tabelle ersichtlich:

209842/0971

8	11	16
35	47	50
42	50	61
4o	49	60

- 9 - 0.2. 2538-

31.3.1971

Gerüststoff /ig/l/ Waschwerte der Waschgänge

1. 2. 3.

1
2

4
6

Beispiel 6

Wie Beispiel 1, der Gerüststoff ist hier das Natriumsalz des Maleinsäure-N.N.-dioctylamids. Die Waschwerte sind gegenüber den Beispielen 1 und 2 deutlich verbessert:

Gerüststoff /g/l7 Waschwerte der Waschgänge

1. 2. 3.

1 2 4 6

Beispiel 7

Wie Beispiel 1, der Gerüststoff ist hier das Natriumsalz des Citrakonsäure-N-monotetradecylarnids. Auch hier liegen die Waschwerte weit über denen der Beispiele 1 und 2:

Gerüststoff Zg/l7 Waschwerte der Waschgänge

1. 2. 3.

1 2 4 6

Beispiel 8

Wie Beispiel 1, der Gerüststoff ist hier das Natriumsalz des Bernsteinsäure-N-monododecylamids.

209842/0 9 71

7	9	13
31	44	48
35	47	59
34	50	58

10	15	19
39	49	55
47	57	69
45	57	67

- 10 - O.Z. 2538

31.3.1971

Gerüststoff /g/l/ Waschwerte der ¥aschgänge

1. 2.' 3.

1 2

4	7	9
25	41	45
32	44	50
35		53

Wie aus diesen Beispielen ersichtlich ist, ist der Waschwert mit den anspruchsgemäßen Verbindungen deutlich besser als mit den Gerüststoffen nach dem Stand der Technik. Durch diesen höheren Waschwert ist es z.B. möglich, bei gleicher Gerüststoffkonzentration wie bei den Gerüststoffen nach dem Stand der Technik einen höheren Weißgrad zu erreichen, so daß die Menge der· zugesetzten Bleichmittel in Weißwaschmitteln verringert werden kann und so eine größere Schonung und längere Haltbarkeit der Wäschestücke erreicht wird.

209842/0971

Claims

- 11 - O.Z. 2538 31.3.1971

1. Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend übliche Detergentien und Zusätze,

gekennzeichnet durch

einen Gehalt von wasserlöslichen Salzen niedermolekularer Te:Llan;ide, insbesondere Halbamide, von gesättigten oder ungesättigten Polycarbonsäuren als Gerüststoff, wobei die den Teilamiden

a) zugrunde liegende Carbonsäure 2 bis 3 Carboxylgruppen enthält, die durch 2 bis 6 gegebenenfalls substituierte C-Atoine in der direkten Kette voneinander getrennt sind, und

b) zugrunde liegenden Amine der Formel

HN

gehorchen, wobei die Rest R₁ und R folgende Bedeutung haben können:

R : -CH₂-(CII₂)_n-CH„ (n = 1 ~ 25, insbesondere 1 - 18) -CH₂-(CH₂)_n-0~(CHg)_1n-CH₃ (n = 1 - 5, insbesondere 1 - 3)

m = 0 - 20,insbesondere 0-18)

R : H oder eine Gruppe wie R₁.

2. Wasch- und Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, .daß die den Teilamiden zugrunde liegende Carbonsäure 2 bis 3 Carboxylgruppen enthält, die durch 2 bis 6 C-Atome, die ihrerseits wieder mit Hydroxylgruppen oder Methoxigruppen und/oder aliphatischen Resten mit 1 bis 5 C-Atomen substituiert sein können, wobei zwei aliphatisch^ Reste auch miteinander zu

209842/0971

- 12 - O.Z. 2538

31.3.1971

cycloaliphatischen Resten mit 5 bis 7 C-Atomen verbunden sein können, voneinander getrennt sind.

3. ¥asch- und Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, daß die den Teilamiden zugrunde liegenden Polycarbonsäuren insbesondere folgende sind: Bernsteinsäure, Glutarsäure, Äthylbernsteinsäure,Itaconsäure, Apfelsäure, Methyläpfelsäure, Maleinsäure, Citrakonsäure, Aconitsäure und Hexahydrophthalsäure.

k. Wasch- und Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Teilamiden zugrunde liegenden Amine insbesondere folgende sind: Octylamin, Dioctylamin, Dodecylamin, Lauryloxipropylamin, Tetradecylamin und Hexadecylamin.

209842/0971