DE2704990C2 - - Google Patents
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- D06L4/12—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs using agents which develop oxygen combined with specific additives
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren
zum Aktivieren von Peroxid-Bleichkomponenten bzw. von Bleich/-
Wasch-Systemen. Außerdem betrifft die Erfindung Bleichmittelkonzentrate,
welche allein oder in Kombination mit anderen
Stoffen einem wäßrigen Medium zugesetzt werden können, um dadurch
das Bleichen von z. B. faserförmigen Materialien innerhalb
eines weiten Temperaturbereiches zu ermöglichen.
Peroxid-Bleichkomponenten, wie Wasserstoffperoxid und Perborate,
sind an sich wohl bekannt, und sie sind seit einer Reihe von
Jahren zum Bleichen von Textilien und seit kurzem auch für
Waschvorgänge im Haushalt für das Bleichen von Stoffen eingesetzt
worden, welche nicht mit ausreichender Sicherheit unter Verwendung von
Chlor-Bleichkomponenten gebleicht werden können, weil dann
Probleme bezüglich einer Schädigung der Faser und eines Ausbleichens
von Farbstoffen auftreten. Derartige Bleichmittel
weisen für die Anwendung im Haushalt, insbesondere für die Haushaltswäsche,
im Vergleich zu Chlor-Bleichkomponenten aber Nachteile
auf, insbesondere weil die Bleichwirkung mit fallender
Temperatur stark abnimmt. Beispielsweise sind Peroxid-Bleichkomponenten
bei Temperaturen im Bereich von 15 bis 72°C relativ
unwirksam, wobei es sich aber um typische Temperaturbereiche
handelt, wie sie in bestimmten Ländern, beispielsweise in
den V.St.A., für die Haushaltswäsche angewendet werden.
Im Verlauf der Jahre hat man daher beträchtliche Anstrengungen
darauf verwendet, die Wirksamkeit von Peroxid-Bleichkomponenten
bei niedrigen Temperaturen zu verbessern. Ein
praktischer Versuch bestand darin, eine Aktivierung mittels
Übergangsmetallen zu versuchen, wodurch Wasserstoffperoxid
zu stärker reaktiven Moleküleinheiten zersetzt wird, welche den
Bleichvorgang bei niedrigeren Temperaturen beschleunigen.
Derartige Aktivatoren müssen jedoch im allgemeinen in Anwesenheit
von Verbindungen eingesetzt werden, welche geeignete entziehende
Eigenschaften aufweisen, damit eine nicht benötigte
Zersetzung von Wasserstoffperoxid vermieden wird. (Vgl. z. B.
US-PS 29 75 139 und 31 56 654). Trotz der prinzipiellen technischen
Anwendbarkeit hat sich jedoch die Methode der katalytischen
Aktivierung im kommerziellen Anwendungsbereich nicht
durchsetzen können, und zwar, weil es schwierig ist, unter
praktischen Bedingungen den Aktivierungsvorgang zu kontrollieren
und weil auch ein unerwünschter Einfluß anderer chemischer
Substanzen zu beobachten ist, welche üblicherweise in Bleich/-
Waschsystemen anzutreffen sind.
Eine andere Möglichkeit zur Aktivierung besteht in der Anwendung
sogenannter organischer Aktivatoren, welche mit Wasserstoffperoxid
unter Bildung von Persäuren reagieren, welche im allgemeinen
Mittel mit starker Bleichwirkung darstellen. In der
technischen Literatur ist eine große Anzahl solcher organischer
Aktivatoren beschrieben worden, und es handelt sich dabei
im allgemeinen um Verbindungen, welche eine oder mehrere Acylgruppen
aufweisen. Beispielsweise werden in der US-PS 28 98 181
bestimmte Carbonsäureamide als Aktivatoren für Perborat-Bleichmittel
beschrieben. In der US-PS 31 63 606 wird eine Vielzahl
von diacylierten stickstoffhaltigen Verbindungen als Aktivatoren
für aktiven Sauerstoff freisetzende Bleichkomponenten
empfohlen. Unter diesem Verbindungstyp werden insbesondere
N,N-Diacetylcyanamid und N-Diacyldicyanodiamide offenbart.
In der US-PS 35 83 924 werden vier verschiedene Reinigungsgemische
beschrieben, welche ein mineralisches Persalz, einen
dafür geeigneten organischen Aktivator, ein wasserlösliches
zweiwertiges Kupfersalz und ein für die Komplexierung des
Kupfers geeignetes Mittel enthalten. Als hierfür geeignete
organische Aktivatoren werden auch N,N-Diacetylcyanamid und
N-Diacyldicyanodiamide aufgeführt. Die US-PS 29 27 840
bzw. die ihr entsprechende DE-AS 10 18 181 befaßt sich mit
bestimmten organischen Nitrilen, die als Aktivatoren für peroxidische
Verbindungen geeignet sein sollen. Diese Literaturstelle
lehrt, daß die besten Ergebnisse mit solchen organischen Nitrilen
erhalten werden, welche eine Vielzahl von Nitrilgruppen
aufweisen, welche nicht zu weit voneinander entfernt angeordnet
sind. Nitrile sind organische Ester der Blausäure, wie Äthylendinitril,
Benzonitril und Phthalonitril. Im alkalischen Medium
ist die Aktivatorwirkung aber unzureichend (vgl. Tabelle VII
der Anmeldung, Versuche 50 bis 56).
Aus der US-PS 37 56 774 ist zu entnehmen, daß organische Nitrile
unter sauren Bedingungen mit Wasserstoffperoxid zu stabilen
Peroxycarboximiden reagieren, welche dann anstelle von
alkalischen Hydroperoxidlösungen, welche mit Natriumsilicat
stabilisiert wurden, für das Bleichen von cellulosehaltigen
Textilmaterialien eingesetzt werden können.
Bevorzugt wird gemäß diesem Stand der Technik ein Arbeiten im
pH-Wertbereich von 5 bis 6,5, weil das Reaktionsprodukt, welches
die Bleichfunktion des H₂O₂ übernimmt, unter diesen Bedingungen
besonders stabil ist. Es wird aber davon abgeraten, diese Nitrile
im alkalischen Milieu einzusetzen.
Zwar sind unter den organischen Nitrilen, welche als Reaktionspartner
zur Bildung von Peroxycarboximiden dienen sollen, auch
Cyanamid und Dicyanamid aufgeführt, doch ist jedem Fachmann
klar, daß diese beiden Verbindungen keine organische Blausäureester
darstellen, und außerdem bestätigt ein einfacher
Versuch, das Cyanamid im sauren pH-Wertbereich keine aktivierende
Wirkung entfaltet.
Die US-PS 28 20 690 bzw. 34 37 599 befassen sich, wie viele
weitere Literaturstellen, mit Methoden zum Stabilisieren von
Wasserstoffperoxid enthaltenden Bleichbädern, ohne daß Natriumsilicat
mitverwendet werden muß. In der zuerst genannten US-
PS wird die Verwendung von Magnesium- und Kalziumorthophosphatsalzen
als Stabilisatoren anstelle von Natriumsilicat empfohlen.
In der zweiten genannten US-PS wird die Verwendung von Carbonaten
von Erdalkalimetallen für den gleichen Zweck beschrieben.
Trotz der bisherigen sehr intensiven Bemühungen, um geeignete
Aktivatoren für Peroxid-Bleichkomponenten aufzufinden, hat die
betreffende Technologie bisher kaum eine praktische Anwendung
gefunden.
Dieser Sachverhalt ist auf eine Reihe von Gründen zurückzuführen.
Ein Grund besteht darin, daß organische Aktivatoren im
allgemeinen in äquimolaren Anteilen, bezogen auf die den aktiven
Sauerstoff freisetzende Komponente, in einer Bleichmittelzusammensetzung
angewendet werden müssen. Da die meisten organischen
Aktivatoren relativ kostspielig sind, trägt der
Aktivatoranteil ganz wesentlich zu den Kosten einer Bleichmittelzusammensetzung
bei und macht das Endprodukt in vielen
Fällen so kostenintensiv, daß sich dieser Sachverhalt prohibitiv
auf den Wettbewerb mit üblichen Hydrochloritbleichmitteln
auswirkt. Auch sind zahlreiche im Stand der Technik empfohlene
organische Aktivatoren relativ toxisch oder sie haben einen
unangenehmen Geruch, wodurch sie sich nicht zur Anwendung für
Haushaltszwecke und insbesondere für die Haushaltswäsche
eignen.
Ein weiterer Nachteil von bekannten organischen Aktivatoren
besteht darin, daß sie nicht lagerbeständig sind und sich daher
nicht zur Anwendung in handelsüblichen Bleichmitteln eignen,
welche in Lagerhäusern oder auf den Regalen eines Supermarktes
über längere Zeiträume gelagert werden müssen, bevor
sie in die Hand des Verbrauchers kommen.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Aktivierungsverfahren
für Peroxid-Bleichkomponenten und dafür geeignete Bleichmittelkonzentrate
zur Verfügung zu stellen, bei dem die besprochenen
Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll dabei ein Aktivator
eingesetzt werden, der unter alkalischen
Bedingungen nicht nur die Bleichwirkung auch bei relativ
niedrigen Temperaturen entscheidend verbessert, sondern außerdem
weniger kostet und nicht die Nachteile der meisten aus dem
Stand der Technik bekannten organischen Aktivatoren aufweist
oder solche Nachteile nur zu einem ganz geringen Ausmaß zeigt.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß Cyanamid
(H₂NCN) und/oder Metallcyanamide unter alkalischen Bedingungen
außerordentlich wirksame Aktivatoren für Peroxid-Bleichkomponenten
innerhalb eines weiten Temperaturbereiches sind, einschließlich
bei niederen Temperaturen, zwischen z. B. 15 und 72°C wie sie für die Haushaltswäsche
angewendet werden.
Weiterhin wurde gefunden, daß diese schon an sich einmalige
Wirksamkeit von Cyanamid und Metallcyanamiden als Aktivatoren
für Peroxid-Bleichkomponenten noch weiter verbessert werden
kann, wenn man gleichzeitig Metalle der Gruppe IIA des Periodensystems
der Elemente in Kombination mit Bleichmitteln verwendet,
welche durch Cyanamid aktiviert worden sind. Gemäß einer
weiteren Ausführungsform wurde gefunden, daß noch bessere Bleichwirkungen erzielt werden
können, wenn zusätzlich zu den Verbindungen von Metallen
der Gruppe IIA bestimmte Verbindungen mitverwendet werden,
welche üblicherweise in Wasch- und Reinigungsmitteln als sogenannte
Aufbaustoffe (Builder) eingesetzt werden, so daß
das eingesetzte alkalische wäßrige Bleich-/Wasch-System
alle die vorstehnd genannten Komponenten enthält.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aktivieren von Peroxid-
Bleichkomponenten ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, daß man einem
wäßrigen Medium
- a) eine Peroxid-Bleichkomponente,
- b) eine zur Aktivierung ausreichende Menge an Cyanamid oder eines Metallcyanamids und gegebenenfalls
- c) eine Verbindung eines Metalls der Gruppe IIA des Periodensystems der Elemente
zusetzt und den pH-Wert des wäßrigen Mediums im alkalischen
Bereich hält, ggebenenfalls unter Zusatz eines Pufferungsmittels,
mit der Maßgabe, daß man den pH-Wert auf einem Wert
oberhalb 7,5 hält, falls als Komponente (b) Cyanamid eingesetzt
und keine Komponente (c) mitverwendet wird.
Dem betreffenden
wäßrigen Meidum kann die Peroxid-Bleichkomponente, das Cyanamid
oder Metallcyanamid und gegebenenfalls die Verbindung
eines Metalles der Gruppe IIA getrennt zugesetzt werden, notfalls
zusammen mit ausreichenden Mengen eines Pufferungsmittels,
um alkalische Bedingungen aufrecht zu erhalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
dem wäßrigen Medium zusätzlich Aufbaustoffe für Waschmittel,
beispielsweise Alkalimetallphosphate, wie Natriumtripolyphosphat
(STPP) und Trinatriumphosphat (TSP) oder Alkalimetallcarbonate
bzw. -silicate, zugesetzt.
Die Erfindung betrifft auch stabile Bleichmittelkonzentrate,
die in fester oder flüssiger Form vorliegen können und als
solche geeignete Bleichmittel darstellen oder zusammen mit
einer Seife bzw. einem Wasch- und Reinigungsmittel verwendet
werden können.
Die erfindungsgemäßen stabilen Konzentrate enthalten als wesentliche
Komponenten
- a) eine Peroxid-Bleichkomponente,
- b) eine zur Aktivierung ausreichende Menge an Cyanamid oder eines Metallcyanamids und gegebenenfalls
- c) eine Verbindung eines Metalls der Gruppe IIA des Periodensystems der Elemente mit der Maßgabe, daß die Menge an der Komponente (a), berechnet als H₂O₂, 2,5 bis 35 Gewichtsprozent beträgt, falls es sich um ein wäßriges Konzentrat handelt, in dem als Komponente (b) Cyanamid, aber keine Komponente (c) enthalten ist.
Wenn die Stabilität der Bleichmittelkonzentrate noch weiter
erhöht werden soll, können ihnen die verschiedensten Stabilisierungsmittel
zugesetzt werden, beispielsweise Stannate, Pyrophosphate,
Äthylendiamin-tetraessigsäure und Salze bzw. Homologe
dieser Säure, sowie Zitronensäure, Essigsäure, Gluconsäure
und Natriumtripolyphosphat.
Da die Aktivierungskomponenten Cyanamid und Metallcyanamide
unter alkalischen Bedingungen nicht nur die Bleichwirkung von
Peroxid-Bleichkomponenten sondern auch die Reinigungskraft
vieler üblicher Wasch- und Reinigungsmittel wesentlich zu verbessern
scheinen, eignen sich die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
besonders gut für Waschzwecke, insbesondere im Haushalt.
Unter einer "Peroxid-Bleichkomponente" wird im Rahmen der Erfindung
Wasserstoffperoxid sowie jede Verbindung verstanden,
welche in wäßriger Lösung Wasserstoffperoxid freisetzt.
Solche Verbindungen sind beispielsweise Perborate, Percarbonate,
Harnstoffperoxide und Ketonperoxide. Peroxyverbindungen dieses
Typs und Verfahren zu ihrer Herstellung sind an sich bekannt
und werden in der Literatur beschrieben (vgl. Kirk-Othmer,
"Encyclopedia of Chemical Technology, 2. Auflage; Vol. 14, Seiten
757 bis 760). Von den zahlreichen Peroxid-Bleichkomponenten,
welche im Rahmen der Erfindung an sich anwendbar sind, werden
Wasserstoffperoxid, Perborate und Percarbonate bevorzugt.
Ganz besonders bevorzugt sind unter den Perboraten die Natriumperborate,
insbesondere Natriumperborat-tetrahydrat
(NaBO₃ · 4 H₂O), weil diese Verbindung leicht im Handel erhältlich
ist. Es können aber auch die Verbindungen Natriumperborattrihydrat
(NaBO₃ · 3 H₂O) und Natriumperborat-monohydrat
(NaBO₃ · H₂O) mit Vorteil eingesetzt werden. Die Peroxid-Bleichkomponente
kann dem wäßrigen Medium als Komponente einzeln
zugesetzt werden oder sie kann dem wäßrigen Medium als Komponente
eines Bleichmittel-Konzentrates einverleibt werden.
Im Rahmen der Erfindung kann jedes beliebige
Metallcyanamid als Aktivator verwendet werden, welches mindestens
teilweise wasserlöslich oder wasserdispergierbar ist und
so die erforderlichen reaktiven Stellen in das wäßrige Medium
einbringt. Bevorzugt sind Cyanamide von Metallen der Gruppen IA
und IIA des Periodensystems der Elemente, insbesondere Kalziumcyanamid
(CaNCN), Dinatriumcyanamid (Na₂NCN) und saures Natriumcyanamid
(NaHNCN). Es können aber auch andere Cyanamide verwendet
werden, beispielsweise Dikaliumcyanamid (K₂NCN),
saures Kaliumcyanamid (KHNCN), Dilithiumcyanamid (Li₂NCN),
saures Lithiumcyanamid (LiHNCN), Magnesiumcyanamid (MgNCN),
Bariumcyanamid (BaNCN) und Strontiumcyanamid (SrNCN).
Wegen ihrer leichten Zugänglichkeit und schnellen Löslichkeit
in wäßrigen Medien werden Dinatriumcyanamid und saures Natriumcyanamid
als Aktivatoren besonders bevorzugt.
Die vorstehend erwähnten Metallcyanamide und ihre Herstellung
sind an sich bekannt und werden in der technischen Literatur
beschrieben (vgl. Kirk-Othmer, "Encyclopedia of Chemical Technology",
2. Auflage, Vol. 6, Seiten 553 bis 559). Kalziumcyanamid
kann im Rahmen der Erfindung als technisches Produkt
verwendet werden, welches etwa 65 Gewichtsprozent Kalziumcyanamid
enthält, doch wird es bevorzugt, die gereinigte Form
von Kalziumcyanamid einzusetzen.
Das Cyanamid oder Metallcyanamid kann dem wäßrigen Medium in
Form einzelner Komponenten zugesetzt werden oder als Komponente
eines Bleichmittelkonzentrates. Man kann das Cyanamid dabei sowohl
in fester Form als auch in Form einer wäßrigen Lösung zusetzen
oder man kann eine Verbindung verwenden, welche Cyanamid
freisetzt.
Bezüglich des Verhältnisses der Anteilsmengen von Cyanamid oder Metallcyanamid
zu der Peroxid-Bleichkomponente sind keine besonderen Bedingungen
einzuhalten, sondern es muß nur im Rahmen der Erfindung
darauf geachtet werden, daß ausreichend Cyanamid oder Metallcyanamid
vorhanden ist, damit die Peroxid-Bleichkomponente in
dem wäßrigen Bleich-/Wasch-Medium unter alkalischen Bedingungen
ausreichend aktiviert wird. Im allgemeinen verwendet man in
einem Bleichmittelkonzentrat ein Molverhältnis von Cyanamid oder Metallcyanamid zu der
Peroxid-Bleichkomponente im Bereich von 1 : 20 bis 20 : 1, wobei
Molverhältnisse von etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 10 bevorzugt sind.
Im Rahmen der Erfindung verbessern Verbindungen der Metalle
der Gruppe IIA, wie Magnesium, Kalzium, Barium und Strontium,
die Bleichwirksamkeit des Systems in wesentlichem Ausmaß.
Entsprechende Ergebnisse werden jedoch nicht erhalten, wenn
solche Verbindungen zusammen mit den sonst aus der Technik
bekannten Peroxid-Bleichaktivatoren eingesetzt werden. Auch
scheinen Salze anderer Metalle, wie Salze von Metallen der
Gruppe IA, keine entsprechende Wirkung auf die Bleichaktivität
eines Systems zu haben, welches mit Cyanamid aktiviert worden
ist. Bei Mitverwendung von Salzen der Übergangsmetalle und
von anderen Metallen, die in verschiedenen Wertigkeitsstufen
vorkommen, wurde sogar eine signifikante Herabsetzung
der Bleichwirkung beobachtet.
Die Metalle der Gruppe IIA werden den Bleichsystemen, welche
mit Cyanamid aktivierte Peroxid-Bleichkomponenten enthalten,
im allgemeinen in Form ihrer Oxide oder Salze zugesetzt, z. B.
Hydroxide, Chloride, Sulfate, Nitrate und Citrate. Salze von
Metallen der Gruppe IIA und Äthylendiamin-tetraessigsäure und
ihrer homologen Säuren sind zu diesem Zweck sehr geeignet.
Wegen der leichten Zugänglichkeit im Handel ist Magnesiumsulfat
ein bevorzugtes Salz eines Metalles der Gruppe IIA.
Das Metall der Gruppe IIA kann jedoch
auch in Form des Metallcyanamid-Aktivators in das System eingeführt
werden, wenn es sich dabei um ein Metallsalz, wie beispielsweise
Kalziumcyanamid, handelt, welches Kalziumionen
beim Auflösen in einem wäßrigen Medium freisetzt und demgemäß
gleichzeitig als Aktivator und als Lieferant für ein Metall
der Gruppe IIA dient.
Die Konzentration an Metallen der Gruppe IIA kann innerhalb
eines relativ weiten Bereiches variieren. Im allgemeinen liegt
in Bleichmittelkonzentraten jedoch das Molverhältnis von Metallen der Gruppe IIA zu der
Peroxid-Bleichkomponente im Bereich von etwa 1 : 60 bis etwa
25 : 1. Bevorzugte Molverhältnisse von Metallen der Gruppe IIA
zur Peroxid-Bleichkomponente liegen im Bereich von etwa 1 : 1
bis 1 : 10.
Im gegebenen Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß weder
der Mechanismus, durch welchen Cyanamid oder Metallcyanamide
die Aktivierung von Peroxid-Bleichkomponenten bewirken, noch
der Mechanismus, durch welchen Metalle der Gruppe IIA die
Bleichwirkung von Bleichsystemen verstärken, welche mit Cyanamid
aktivierte Peroxid-Bleichkomponenten enthalten, bekannt
ist. Darüber hinaus ist nicht bekannt, warum ein Zusatz von
bestimmten Aufbaustoffen von Waschmitteln (Builder-Substanzen)
die Bleichwirkung des Gesamtsystems noch weiter verstärken.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß es zur Erzielung einer verbesserten
Bleichaktivität und einer befriedigenden Aktivierungswirkung
im allgemeinen erforderlich ist, daß der pH-Wert
des wäßrigen Mediums, in welchem der Bleich- oder Waschvorgang
stattfindet, beispielsweise die Waschlauge in der Waschmaschine
bei der Haushaltswäsche, im alkalischen Bereich gehalten werden
muß, beispielsweise bei einem pH-Wert von mindestens 7,5 und
vorzugsweise im Bereich von 7,5 bis etwa 13 oder sogar noch
höher. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der pH-
Wert des Wasch-/Bleich-Mediums im Bereich von etwa 8,0 oder 8,5
bis etwa 11,5 gehalten.
Der wäßrige Medium kann durch jedes beliebige geeignete Mittel
im alkalischen Bereich gehalten werden, beispielsweise durch
Zusetzen von Alkali und/oder eines alkalischen Pufferungsmittels.
Bei Verwendung bestimmter Peroxide, wie Perborate und Percarbonate,
bzw. von bestimmten Metallcyanamiden und Verbindungen von
Metallen der Gruppe IIA, ist es jedoch nicht erfindungswesentlich,
daß ein gesondertes Pufferungsmittel zugesetzt wird,
da die vorstehend genannten Bedingungen von sich aus zur Alkalinität
des wäßrigen Bleichmediums beitragen. Es handelt sich
hierbei um einen wichtigen Vorteil der Verwendung von Metallcyanamiden
im Vergleich mit Cyanamid selbst, weil viele Metallcyanamide
in wäßrigem Bleich-Wasch-Medium Hydroxylgruppen
erzeugen. Daher sind im allgmeinen geringere Mengen oder
überhaupt kein alkalisches Pufferungsmittel erforderlich, falls
die Bleichmittelzusammensetzungen Metallcyanamide und die vorstehend
erwähnten Peroxid-Bleichkomponenten enthalten. Falls
jedoch ein zusätzliches alkalisches Pufferungsmittel verwendet
wird, so kann man dieses der trockenen festen Bleichmittelzusammensetzung
oder dem wäßrigen Bleich-/Wasch-Medium einverleiben.
Geeignete alkalische Pufferungsmittel sind Carbonate,
Phosphate, Silicate, Citrate, Polycarboxylate und Borate.
Für Haushalts-Waschmittel kann man die entsprechende Pufferungswirkung
sehr bequem durch die Verwendung von Detergentien erzielen,
welche üblicherweise alkalische Pufferungsmittel enthalten.
Ein erfindungsgemäßes Bleichmittel-Konzentrat kann entweder in flüssiger
oder fester Form hergestellt werden. Das Cyanamid oder Metallcyanamid
und die Peroxid-Bleichkomponenten können beispielsweise
einem flüssigen nicht wäßrigen organischen Trägermaterial einverleibt
werden, oder man kann eine wäßrige Lösung herstellen,
beispielsweise eine wäßrige Wasserstoffperoxid-Lösung.
Im zuletzt genannten Fall soll jedoch der pH-Wert des wäßrigen
Konzentrates auf einem relativ niedrigen Wert gehalten werden,
beispielsweise auf einem pH-Wert unterhalb etwa 5, vorzugsweise
auf einem pH-Wert im Bereich von etwa 2 bis 5, insbesondere auf
einem pH-Wert von etwa 4, bis das Konzentrat verbraucht wird.
Auf diese Weise soll eine vorzeitige Reaktion und/oder Zersetzung
des Cyanamids und der Peroxid-Bleichkomponenten verhindert
werden, denn Cyanamid ist unter alkalischen Bedingungen
den verschiedensten Anlagerungsreaktionen zugänglich, welche
manchmal auch zu einer weiteren Erhöhung des pH-Wertes führen.
Wasserstoffperoxid kann sich hingegen durch freie Radikalreaktionen
oder durch ionische Reaktionen zersetzen, die im
allgemeinen um so schneller ablaufen, je höher der pH-Wert ist.
Auf die vorstehend genannte Weise werden jedoch inaktive oder
nicht reaktive Bleichmittel-Konzentrate erhalten, die zum Zeitpunkt
der Anwendung einfach aktiviert werden können, indem man
den pH-Wert anhebt, bis alkalische Bedingungen erreicht worden
sind, welche für eine wirksame Aktivierung der Peroxid-Bleichkomponente
erforderlich sind. Eine solche Einregelung oder
Enstellung des pH-Wertes kann bequem mittels eines alkalischen
Pufferungsmittels und/oder eines Detergens erfolgen, welches
üblicherweise alkalische Pufferungsmittel enthält. Besonders
bevorzugte stabile Bleichmittel-Konzentrate bestehen aus
Wasserstoffperoxid und Cyanamid.
Die Stabilität der Bleichmittelkonzentrate wird nicht nur dadurch
sichergestellt, daß man den pH-Wert während der Lagerung
niedrig hält, beispielsweise bei etwa 4, sondern eine weitere
Möglichkeit zur Erhöhung der Lagerstabilität von flüssigen
Wasserstoffperoxid und Cyanamid enthaltenden Bleichmittelkonzentraten
besteht darin, insbesondere
bei hohen Temperaturen, daß man weniger als die stöchiometrisch
erforderlichen Mengen an Cyanamid, bezogen auf den Anteil an
Bleichkomponente, verwendet. Insbesondere wurde gefunden, daß
beträchtliche Verbesserungen bezüglich der Lagerstabilität
erzielt werden, wenn das Molverhältnis von Cyanamid zu Wasserstoffperoxid
in der Bleichmittelzusammensetzung im Bereich von
1 : 2 bis etwa 1 : 10 und insbesondere im Bereich von etwa 1 : 2
bis 1 : 4 gewählt wird. In den Beispielen wird gezeigt werden,
welche Wirkung solche niedrigen Molverhältnisse von Cyanamid zu
Wasserstoffperoxid auf die Stabilität von wäßrigen Zusammensetzungen
haben, welche Cyanamid und Wasserstoffperoxid als
Hauptkomponenten enthalten.
Die vorstehend erwähnten Molverhältnisse sind besonders günstig
für die Lagerstabilität bei hohen Temperaturen. Wenn jedoch die
Hochtemperatur-Stabilität keinen entscheidenden Faktor darstellt, können im Rahmen der Erfindung auch breitere Bereiche
der Molverhältnisse zur Anwendung kommen, insbesondere, wenn
Wasserstoffperoxid und Cyanamid den Bleich-/Wasch-Medien getrennt
zugesetzt werden.
Für die praktische Anwendbarkeit
der Erfindung ist es daher nur erforderlich, daß in dem
wäßrigen Bleich-/Wasch-Medium, welches die Peroxid-Bleichkomponente
enthält, eine für die Aktivierung ausreichende Menge an
Cyanamid vorliegt, und daß das wäßrige Medium auf einen geeigneten
pH-Wert abgepuffert wird.
Stabile Bleichmittel-Konzentrate in fester Form lassen sich
erfindungsgemäß aus Cyanamid oder Metallcyanamiden, wie Natriumcyanamid
oder saures Natriumcyanamid, und einer festen Peroxid-
Bleichkomponente, wie Natriumperborat oder Natriumpercarbonat,
und gegebenenfalls einem Salz eines Metalls der Gruppe IIA, wie
Magnesiumsulfat, gewünschtenfalls unter Zusatz alkalischer Pufferungsmittel,
Füllstoffe und/oder Trocknungsstoffe herstellen,
ohne daß es hierbei erforderlich ist, den pH-Wert auf unter 5
einzustellen, wie es vorstehend für die Herstellung von stabilen
Flüssigkonzentraten beschrieben worden ist. Für eine ausreichende
Stabilität solcher fester Bleichmittelkonzentrate ist
es nur erforderlich, daß die Zusammensetzungen von Feuchtigkeitsspuren
freigehalten werden. Zu diesem Zweck kann man gewünschtenfalls
Trocknungsmittel zusetzen und/oder das Cyanamid
oder Metallcyanamid, welches als Aktivator dient, und/oder die
feste Peroxid-Bleichkomponente in der nachstehend beschriebenen
Weise einkapseln. Um solche stabilen festen Bleichmittelkonzentrate
zu reaktivieren, ist es nur erforderlich, sie unter alkalischen
Bedingungen einem wäßrigen Bleich-/Wasch-Medium zuzusetzen.
Da setzte Peroxid-Bleichkomponenten, wie Natriumperborat
und Natriumpercarbonat, schon an sich typische alkalisch
wirkende Substanzen sind, werden die erforderlichen
alkalischen Bedingungen im wäßrigen Bleich-/Wasch-Medium auch
ohne Zusatz eines alkalischen Pufferungsmittels eingestellt,
insbesondere, wenn als Aktivatoren Metallcyanamide eingesetzt
werden, welche gleichfalls alkalische Substanzen darstellen.
Darüber hinaus können aber auch noch zusätzliche alkalische
Pufferungsmittel verwendet werden, wenn in dem Bleich-/Wasch-
Medium höhere pH-Werte erwünscht sind.
Der Ausdruck "stabil" in bezug auf die vorstehend beschriebenen
festen und flüssigen Bleichmittel-Konzentrate bedeutet,
daß die betreffenden Zusammensetzungen im wesentlichen in
einem inaktiven oder nicht reaktiven Zustand vorliegen und daher
leicht lagerbar und handhabbar sind, aber zum Zeitpunkt
des Gebrauchs leicht in einem reaktiven Zustand überführt werden
können. Bei flüssigen Bleichmittelkonzentraten erfolgt das
durch Anheben des während der Lagerung verwendeten pH-Wertes
auf einen Wert von mehr als 7,5 in der wäßrigen Bleich-/Wasch-
Lösung, während beim Einsatz von festen Bleichmittelkonzentraten
üblicherweise nur erforderlich ist, daß man den Cyanamid-
Aktivator und die Peroxid-Bleichkomponente enthaltende Mittel
zu einem wäßrigen Bleich-/Wasch-Medium hinzusetzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann man
die Peroxid-Bleichkomponente und das als Aktivator eingesetzte
Cyanamid oder Metallcyanamid (letzteres in fester oder flüssiger
Form) auch in getrennten Behältern abpacken, gegebenenfalls
unter Zusatz eines alkalischen Pufferungsmittels, um den gewünschten
pH-Wert einzustellen. Es ist dann nur erforderlich,
den Inhalt jeder Packung vor dem praktischen Gebrauch
einem wäßrigen Bleich-/Wasch-Medium zuzusetzen, wodurch die
Aktivierung in situ erfolgt.
Falls man solche getrennte
Packungen verwendet, ist es im allgemeinen wünschenswert, daß
die wäßrigen Lösungen von Wasserstoffperoxid bzw. Cyanamid
oder Metallcyanamid auf den vorstehend erwähnten niedrigen pH-
Werten gehalten werden, um eine vorzeitige Zersetzung zu vermeiden.
Gewünschtenfalls kann die Stabilität von Cyanamid auch
durch einen Zusatz von Spurenmengen an Phosphorsäure, Essigsäure,
Schwefelsäure oder Borsäure bzw. Salzen dieser Säuren
erhöht werden.
Eine sehr
nützliche Technik zur Verbesserung der Stabilität von festen
Bleichmitteln, welche Cyanamid und Peroxid-Bleichkomponente
enthalten, besteht darin, diese Komponenten einzukapseln.
Im allgemeinen kann jede Einkapselungstechnik Verwendung
finden, mittels welcher die Teilchen des Cyanamid-Aktivators
und/oder der Peroxid-Bleichkomponente mit einem Überzug versehen
werden, so daß ein direkter Kontakt zwischen diesen Teilchen
vermieden wird, bis sie dem wäßrigen Bleichmedium zugesetzt
werden. Die Funktion des Überzugs- oder Einkapselungsmittels
besteht daher nur darin, eine vorzeitige Reaktion oder
Zersetzung von Cyanamid-Aktivator und Peroxid-Bleichkomponente
während der Lagerung zu verhindern, aber die Aktivatorkomponente
und/oder die Peroxid-Bleichkomponente beim Zusetzen zu einem
wäßrigen Bleichmedium in wirksamer Weise freizusetzen.
Geeignete Einkapselungsmittel sind wasserlösliche bzw. wasserdispergierbare
Substanzen, wie Stearinsäure, Polyäthylenglykole,
Kondensationsprodukte aus Äthylenoxid und Propylenoxid (beispielsweise
Alkoholäthoxylate), Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulsoe,
Cetylalkohol, Fettsäure-Alkanolamide und andere bekannte
Überzugssubstanzen. Das Einkapseln kann bequem erfolgen,
indem man das Einkapselungsmittel in einem flüchtigen organischen
Lösungsmittel auflöst und dann den feinteiligen Cyanamid-
Aktivator und/oder die feinteilige Peroxid-Bleichkomponente zusammen
mit der Lösung des Einkapselungsmittels versprüht und anschließend
die gesprühten Teilchen trocknet. Eine derartige
Arbeitsweise ist z. B. in der US-PS 31 63 606 beschrieben.
Weitere geeignete Einkapselungstechniken werden in der GB-PS
13 95 006 beschrieben.
Ein bevorzugtes Konzentrat gemäß der Erfindung, insbesondere
bezüglich der Lagerstabilität, ist eine trockene Zusammensetzung
aus Cyanamid, Dinatriumcyanamid oder saurem Natriumcyanamid in
Kombination mit Natriumperboratmonohydrat als Peroxid-Bleichkomponente.
Der Vorteil der Verwendung von Natriumperborat in
der Monohydratform besteht darin, daß während der Lagerung des
trockenen Bleichmittelkonzentrates jede absorbierte Feuchtigkeit
zunächst dazu dient, um das Natriumperboratmonohydrat in
höhere Hydratformen umzuwandeln, beispielsweise in Natriumperborat-
tetrahydrat, wodurch das Konzentrat besonders stabil
gegenüber einer Zersetzung durch Feuchtigkeit wird.
Auch Dinatriumcyanamid kann dazu dienen, um die nachteiligen
Folgen von Feuchtigkeit auf die Lagerstabilität zu minimieren,
da jede vorhandene Feuchtigkeit zunächst dazu dient, um saures
Natriumcyanamid zu bilden. Infolge der Bildung dieses Zwischenproduktes
verlängert der Einsatz von Dinatirumcyanamid die
Regal-Lebensdauer des festen Bleichmittelkonzentrates.
Die Menge an Peroxid-Bleichkomponente in solchen Konzentraten
kann innerhalb eines weiten Bereiches variieren und hängt ab
von dem Bleichgut, von der gewünschten Bleichwirkung und den
angewendeten Bleichbedingungen. Im allgemeinen liegt die Menge
an Peroxid-Bleichkomponente, berechnet als Wasserstoffperoxid,
in erfindungsgemäßen stabilen Bleichmittelkonzentraten im Bereich
von etwa 1 bis 35 Gewichtsprozent und vorzugsweise im
Bereich von etwa 2 bis 15 Gewichtsprozent unter Berücksichtigung
der vorstehend angegebenen Einflußgrößen. Peroxid-Konzentrationen
von mehr als 35 Gewichtsprozent, berechnet als Wasserstoffperoxid,
werden wegen der Reaktivität des hochkonzentrierten
Peroxids mit organischen Materialien im allgemeinen nicht angewendet,
da dann die Gefahr der Bildung von detonierbaren Mischungen
besteht. Falls die Peroxid-Bleichkomponente und der Cyanamid-
Aktivator einem üblichen Wasch- und Reinigungsmittel einverleibt
werden sollen, werden im allgemeinen niedrigere Konzentrationen
der Peroxid-Bleichkomponente verwendet, beispielsweise
im Bereich von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, berechnet als Waserstoffperoxid.
In diesem Fall ist jedoch auch die Bleichwirkung
geringer als bei den vorstehend beschriebenen Bleichmittel-
Konzentraten aus Metallcyanamid aktivierter Peroxid-Bleichkomponente.
Bevorzugte Molverhältnisse von Cyanamid oder Metallcyanamid
zur Peroxid-Bleichkomponente und des Metalls der Gruppe IIA
zu der Peroxid-Bleichkomponente, welche in stabilen Konzentraten
vorliegen können, sind bereits vorstehend erwähnt worden.
Ein bevorzugtes stabiles Bleichmittelkonzentrat in flüssiger Form
besteht im wesentlichen aus einer wäßrigen Lösung von 2,5 bis
etwa 35 Gewichtsprozent, berechnet als Wasserstoffperoxid,
einer Peroxid-Bleichkomponente, einer zur Aktivierung ausreichenden
Menge an Cyanamid und einer solchen Menge an Pufferungsmittel,
welche ausreicht, um den pH-Wert der wäßrigen Lösung
im Bereich von 2 bis 5 zu halten.
Das erfindungsgemäße Aktivierungsverfahren und die erfindungsgemäßen
Bleichmittelkonzentrate können zum Bleichen einer
Vielzahl von bleichbaren Substanzen eingesetzt werden, einschließlich
Textilien, Holz und Holzprodukten, Oberflächenaktiven
Verbindungen, Leder, Haaren und jeder anderen beliebigen
Substanz, welche üblicherweise mittels Peroxid-Bleichkomponenten
bleichbar ist. Insbesondere eignen sich das Aktivierungsverfahren
und die Konzentrate zur Anwendung im Haushalt und in
gewerblichen Wäschereien, da bei diesen Anwendungsgebieten
nicht aktivierte Peroxid-Bleichkomponenten wegen der relativ
kurzen Waschzyklen und der angewendeten niedrigen
Temperaturen im wesentlichen unwirksam sind. Die Erfindung ist
hingegen außerordentlich wirksam, um Flecken auszubleichen,
welche bei einer Vielzahl von bleichbaren Substanzen auftreten,
insbesondere auch bei Materialien aus natürlichen oder
synthetischen Fasern. Die erfindungsgemäßen Bleichmittelkonzentrate
eignen sich besonders gut zum Waschen von Baumwollware
und Ware aus synthetischen Fasern und sie sind üblichen
Chlorbleichmitteln insofern überlegen, als sie selbst nach
wiederholten Waschvorgängen keine Vergilbung des Waschgutes hervorrufen.
Zusätzlich ist voraussehbar, daß die Faserfestigkeit
wesentlich weniger beeinträchtigt wird als durch chlorhaltige
Bleichen und daß gefärbtes Bleichgut gefahrloser behandelt
werden kann. Die erfindungsgemäßen Bleichmittelkonzentrate
lassen sich sowohl in konzentrierter als auch in verdünnter
Form mit Sicherheit handhaben und sie können sowohl für die
Vorweiche als auch für den eigentlichen Waschvorgang eingesetzt
werden.
Um eine ausreichende Bleichwirkung zu erzielen, werden die
zu aktivierenden Peroxid-Bleichkomponenten dem wäßrigen
Medium im allgemeinen in einer solchen Menge zugesetzt, daß
dieses 2 bis 600 mMol/l der Peroxid-Bleichkomponente, berechnet
als Wasserstoffperoxid, enthält. Die genaue Konzentration
der Peroxid-Bleichkomponente wird entsprechend der
Art des Bleichgutes und der gewünschten Bleichwirkung ausgewählt.
Für die Anwendung im Haushalt und in gewerblichen Wäschereien
wird die Konzentration an Peroxid-Bleichkomponente zweckmäßig
so gewählt, daß die Waschlauge etwa 2 bis 12 mMol/l an Peroxid-
Bleichkomponente enthält, berechnet als Wasserstoffperoxid.
Je nach dem gewünschten Bleicheffekt können jedoch die
vorstehend genannten Konzentrationen auch variiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann innerhalb eines relativ
weiten Temperaturbereiches durchgeführt werden, beispielsweise
von etwa 7°C bis zum Siedepunkt des Wassers (100°C). Mit besonderem
Vorteil wird es jedoch bei Temperaturen im Bereich
von 15 bis 72°C durchgeführt, wobei es sich um typische Temperaturen
handelt, wie sie für die Haushaltswäsche angewendet werden,
insbesondere in den Vereinigten Staaten. Unter diesen Bedingungen
werden beträchtliche Verbesserungen bezüglich der
Bleichwirkung erzielt im Vergleich zur Anwendung der Peroxid-
Bleichkomponente allein oder in Kombination mit Aktivatoren,
die im Stand der Technik beschrieben sind.
Für die Anwendung im Haushalt oder für gewerbliche Wäschereien
werden die erfindungsgemäß aktivierten Bleichmittel oder Bleichmittelkonzentrate
üblicherweise in Kombination mit einer Seife
oder einem Detergens eingesetzt. Im allgemeinen wird für diese
Zwecke eine Seife verwendet,
beispielsweise ein Alkalimetallsalz von Fettsäuren, wie Stearin-
und/oder Palmitinsäuren, oder von Harzsäuren. Es können aber
auch synthetische Detergentien allein oder zusammen mit solchen
Seifen Verwendung finden, wie anionische, kationische, zwitterionische,
ampholytische, nichtionische oder semipolare organische
oberflächenaktive Mittel.
In den erfindungsgemäßen Bleichmittelkonzentraten bzw. den
die zu aktivierenden Peroxid-Komponenten enthaltenden wäßrigen
Medien können als zusätzliche Komponente auch typische
Aufbaustoffe (Builder) oder andere Zusatzstoffe vorliegen,
wie sie üblicherweise in Bleichmitteln
oder Wasch- und Reinigungsmitteln enthalten sind.
Hierzu gehören beispielsweise alkalisch reagierende Substanzen,
wie Alkalimetall-hydroxide,-phosphate (einschließlich Orthophosphate,
Tripolyphosphate und Pyrophosphate), -carbonate,
-bicarbonate, -citrate, -polycarboxylate, -borate und -silicate.
Außerdem kommen auch Alkanolamine und Ammoniak für diesen
Zweck in Betracht. Schließlich können auch inerte Verbindungen
verwendet werden, wie Alkalimetallsulfate oder -chloride.
Durch die Anwesenheit von Natriumtripolyphosphat
(STPP) und Trinatriumphosphat (TSP) in einem
wäßrigen Wasch-/Bleich-Medium wird die Bleichwirkung einer mit
Metallcyanamid aktivierten Peroxid-Bleichkomponente wesentlich
verbessert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird daher Natriumtripolyphosphat und/oder Trinatriumphosphat
oder ein diese Verbindung(en) enthaltendes Detergens
zu einem wäßrigen Bleich-/Wasch-Medium zusätzlich zu der
Peroxid-Bleichkomponente und einem Metallcyanamid zugesetzt.
Auch die Anwesenheit von einem oder
mehreren Alkalimetallphosphaten, -carbonaten oder -silicaten
erhöht die Bleichwirkung eines wäßrigen Bleich-/Wasch-Mediums
welches Verbindungen von Metallen der Gruppe IIA enthält.
Als weitere Zusatzstoffe können den Bleichmitteln
gegebenenfalls auch noch Textilweichmacher, Germicide,
Fungicide, Enzyme, Mittel zur Verbesserung des Schmutztragevermögens,
Flockungsmittel, optische Aufheller, Farbstoffe,
Parfüme, Verdickungsmittel, Stabilisatoren, Schaumverstärker
oder Schaumbremsen, Antikorrosionsmittel und Fluoreszenzmittel
einverleibt werden.
Die erfindungsgemäß aktivierten Bleichmittel eignen sich wegen
ihrer germiciden Eigenschaften für die verschiedensten Anwendungsgebiete,
beispielsweise als Desinfektionsmittel im Haushalt,
wie für die Verwendung in der Küche und im Badezimmer, sowie
für technische Anwendungszwecke, beispielsweise für die Wasserbehandlung
und für die Behandlung von Schwimmbädern.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.
Die nachstehenden Versuche erläutern die verbesserte Bleichwirkung,
welche bei Anwendung von Cyanamid als Peroxid-Aktivator
erzielt wird. Es wird dabei in der folgenden Weise verfahren:
500 ml entionisiertes Wasser werden in den Behälter der Prüfvorrichtung der U. S. Testing, Inc. (Terg-O- Tometer) eingefüllt und auf den in Tabelle I angegebenen Temperaturen gehalten, wobei die Härte des Wassers auf einen Wert entsprechend 150 ppm, berechnet als Kaliziumcarbonat (Ca/Mg= 3/2 auf molarer Basis) eingestellt wird. Der pH-Wert des Wassers im Badbehälter wird durch Zusatz von Natriumcarbonat oder Natriumhydroxid auf die in Tabelle I angegebenen Werte eingestellt. Anschließend wird die Peroxid-Bleichkomponente und/oder der Cyanamid-Aktivator und das Detergens in den in Tabelle I angegebenen Konzentrationen zu dem Waschwasser zugesetzt, und dabei wird das Wasser gerührt, um örtliche Konzentrationen der Zusatzstoffe zu verhindern. Schließlich werden 8 Probetücher von 10,16×10,16 cm des Typs EMPA 115 (ein mit schwarzem Schwefelfarbstoff verschmutztes Standard-Baumwolltuch für Bleichteste) in das Waschwasser eingelegt, und dann läßt man den Rührer mit einer Geschwindigkeit von 100 Upm 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 60 Minuten umlaufen. Nach Beendigung des Waschzyklus werden zwei Probetücher entnommen und durch Ausdrücken unter der Wasserleitung gespült. Anschließend werden die Tücher getrocknet und ihr Reflektionsvermögen wird in einem Gardner-Reflektometer Modell UX-2 unter Verwendung eine G-Filters bestimmt. Die infolge des Bleich-/Waschzyklus aufgetretene Veränderung wird gemessen als Veränderung im prozentualen Reflektionswert (Δ R), was dem Unterschied zwischen dem Reflektionsvermögen vor und nach dem Bleichvorgang des Tuches entspricht. Je größer daher der Wert Δ R ist, desto wirksamer war der Bleichvorgang. Die geprüften Zusammensetzungen und die dabei erzielten Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle I zusammengestellt.
500 ml entionisiertes Wasser werden in den Behälter der Prüfvorrichtung der U. S. Testing, Inc. (Terg-O- Tometer) eingefüllt und auf den in Tabelle I angegebenen Temperaturen gehalten, wobei die Härte des Wassers auf einen Wert entsprechend 150 ppm, berechnet als Kaliziumcarbonat (Ca/Mg= 3/2 auf molarer Basis) eingestellt wird. Der pH-Wert des Wassers im Badbehälter wird durch Zusatz von Natriumcarbonat oder Natriumhydroxid auf die in Tabelle I angegebenen Werte eingestellt. Anschließend wird die Peroxid-Bleichkomponente und/oder der Cyanamid-Aktivator und das Detergens in den in Tabelle I angegebenen Konzentrationen zu dem Waschwasser zugesetzt, und dabei wird das Wasser gerührt, um örtliche Konzentrationen der Zusatzstoffe zu verhindern. Schließlich werden 8 Probetücher von 10,16×10,16 cm des Typs EMPA 115 (ein mit schwarzem Schwefelfarbstoff verschmutztes Standard-Baumwolltuch für Bleichteste) in das Waschwasser eingelegt, und dann läßt man den Rührer mit einer Geschwindigkeit von 100 Upm 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 60 Minuten umlaufen. Nach Beendigung des Waschzyklus werden zwei Probetücher entnommen und durch Ausdrücken unter der Wasserleitung gespült. Anschließend werden die Tücher getrocknet und ihr Reflektionsvermögen wird in einem Gardner-Reflektometer Modell UX-2 unter Verwendung eine G-Filters bestimmt. Die infolge des Bleich-/Waschzyklus aufgetretene Veränderung wird gemessen als Veränderung im prozentualen Reflektionswert (Δ R), was dem Unterschied zwischen dem Reflektionsvermögen vor und nach dem Bleichvorgang des Tuches entspricht. Je größer daher der Wert Δ R ist, desto wirksamer war der Bleichvorgang. Die geprüften Zusammensetzungen und die dabei erzielten Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle I zusammengestellt.
Die Ergebnisse von Tabelle I zeigen, daß die erfindungsgemäß
aktivierten Zusammensetzungen, welche sowohl Cyanamid als auch Wasserstoffperoxid
enthalten, in den verschiedensten Konzentrationen
innerhalb eines breiten Temperaturbereiches eine ausgezeichnete
Bleichwirkung ergeben.
Es wird eine Reihe von Versuchen bei einer Temperatur von 49°C
durchgeführt, um die Wirksamkeit der erfindungsgemäß aktivierten Bleichmittel
bei verschiedenen Konzentrationen und pH-Werten aufzuzeigen.
Falls nichts anderes angegeben ist, wird die Arbeitsweise
von Beispiel 1 verwendet.
Die geprüften Zusammensetzungen und dabei erzielten Ergebnisse
sich nachstehend in Tabelle II zusammengestellt.
Die vorstehenden Ergebnisse bestätigen, daß die Kombination
aus Cyanamid mit einer Peroxid-Bleichkomponente eine beträchtlich
größere Bleichwirkung ergibt als bei Anwendung äquivalenter
Mengen der betreffenden Komponenten jeweils allein (Vergleichsversuche 13 und 14).
Die Ergebnisse in der Tabelle bestätigen überdies, daß die
Bleichwirkung vom pH-Wert abhängig ist, wobei praktisch keine
oder nur eine sehr geringe Aktivierung unter den Prüfbedingungen
bei pH-Werten von 7 und darunter auftritt (Vergleichsversuche
18 und 19).
Gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 1 - falls nicht anders angegeben -
werden eine Reihe von Versuchen durchgeführt und dabei die
Bleichwirkung von verschiedenen im Handel erhältlichen
Peroxid-Bleichkomponenten geprüft und zwar, wenn sie allein
oder zusammen mit Cyanamid als Aktivator eingesetzt werden.
Die hierbei verwendeten Peroxid-Bleichkomponenten sind in
Tabelle III angegeben. Die Ergebnisse der Versuche sind in
Tabelle IV zusammengestellt.
Die vorstehenden Versuchsergebnisse bestätigen, daß die im
Handel erhältlichen Peroxid-Bleichkomponenten bei den angewendeten
Bedingungen praktisch unwirksam sind, daß aber ein Zusatz
von Cyanamid als Aktivator ihre Wirksamkeit ganz wesentlich
verbessert und daß praktisch alles in der Bleichkomponente
vorhandene Wasserstoffperoxid auch ausgenutzt werden kann.
Es werden Versuche durchgeführt, um die Bleichwirksamkeit von
mit Cyanamid aktivierten Peroxid-Bleichkomponenten gemäß der
Erfindung zu vergleichen mit entsprechenden Bleichlösungen,
welche die gleichen Peroxid-Bleichkomponenten aber die verschiedensten
organischen Nitrile als Aktivatoren enthalten,
wie sie gemäß Stand der Technik vorgeschlagen worden sind.
Es wird entsprechend Beispiel 3 verfahren, wenn nichts anderes
angegeben ist. Die geprüften Zusammensetzungen und die dabei
erzielten Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestellt.
Die Versuchsergebnisse bestätigen, daß Wasserstoffperoxid
allein bei einer Prüftemperatur von 49°C praktisch keine Bleichwirkung
ausübt. In Kombination mit Cyanamid, welchem Wasserstoffperoxid
in Form einer stabilisierten im Handel erhältlichen
50prozentigen wäßrigen Lösung oder in Form von Natriumperborat-
tetrahydrat zugesetzt wird, ergibt sich jedoch eine signifikante
Bleichwirkung, welche derjenigen weit überlegen ist,
welche mit organischen Nitrilen von niedrigem Molekulargewicht
erzielt wird, beispielsweise mit Acetonitril und Malononitril.
Auch die Bleichwirkung, welche mit organischen Nitrilen von
höherem Molekulargewicht erzielt wird, wie mit p-Nitrobenzonitril
und Phthalonitril, ist weit geringer als die Bleichwirkung
bei dem erfindungsgemäßen Aktivator Cyanamid.
Es werden Versuche durchgeführt, um die Wirkung der Konzentration
auf die Hochtemperaturstabilität von flüssigen Konzentraten
gemäß der Erfindung aufzuzeigen, welche Cyanamid und eine
Peroxid-Bleichkomponente enthalten. Bei einem solchen Konzentrat
werden etwa stöchiometrische Mengen an Cyanamid und
Wasserstoffperoxid verwendet, während bei den anderen Konzentraten
verringerte Verhältnisse von Cyanamid zu Wasserstoffperoxid
eingesetzt werden, wie in Tabelle VI näher angegeben.
Die für diese Versuche eingesetzten Konzentrate wurden hergestellt
aus einer stabilisierten handelsüblichen 50prozentigen
wäßrigen Wasserstoffperoxid-Lösung und festem Cyanamid, welches
in den in der Tabelle angegebenen Konzentrationen zu
deionisiertem Wasser zugesetzt wurde. Der pH-Wert wurde mittels
verdünnter Schwefelsäure auf etwa 4 eingestellt.
Der Prozentsatz an Wasserstoffperoxid, der pH-Wert und die
Bleichwirkung jedes Konzentrates wurden direkt nach der Herstellung
sowie nach einer Lagerzeit von 5 bzw. 7 Tagen in einem
Ofen bei 50°C in einer nur lose verschlossenen Flasche bestimmt.
Die Wasserstoffperoxid-Konzentration wurde durch jodometrische
Titration gemessen.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VI zusammengefaßt.
Es wurden Versuche durchgeführt, um festzustellen, ob übliche
Aufbaustoffe für Wasch- und Reinigungsmittel auf die Bleichwirkung
der erfindungsgemäßen mit Cyanamid aktivierten Peroxidbleichkomponenten
einen Einfluß haben. Es wurde gemäß
der Arbeitsweise von Beispiel 1 verfahren mit der Abänderung,
daß dem entionisierten Wasser keine Mittel zur Einstellung
der Härte und kein Detergens zugesetzt wurden.
Zusätzlich zu den Versuchen mit den verschiedensten Aufbaustoffen
wurde eine Anzahl von Versuchen von Beispiel 4 in Abwesenheit
eines Mittels zur Einstellung der Härte und in Abwesenheit
von Detergens bei verschiedenen pH-Werten wiederholt.
Die untersuchten Zusammensetzungen und die dabei erhaltenen
Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VII zusammengefaßt.
Alle Versuche wurden bei einer Temperatur von 49°C
durchgeführt.
Die vorstehenden Versuchsergebnisse bestätigen, daß Silicate,
Carbonate und Borate keinen wesentlichen Einfluß auf die
Bleichaktivität eines durch Cyanamid aktivierten Bleichsystems
haben, während Natriumtripolyphosphat und Trinatriumphosphat
synergistisch mit einem solchen Bleichsystem zusammenwirken
und sich dadurch eine wesentliche erhöhte Bleichaktivität ergibt
(Versuche 45 und 46). Die Versuche, bei denen Cyanamid mit Nitrilen des Standes
der Technik verglichen werden, bestätigen, daß Cyanamid sowohl
Benzonitril als auch p-Nitrobenzonitril als Peroxid-
Aktivator weit überlegen ist. Außerdem ist Cyanamid bei den
angewendeten pH-Werten auch Phthalonitril überlegen und zeigt
wesentliche Vorteile gegenüber der Anwendung von Phthalonitril,
insbesondere bei länger dauernden Waschzyklen, weil bei Cyanamid
nicht die Probleme der Einregelung des pH-Wertes auftreten wie
bei Phthalonitril.
Ein Mahagoniholz aus den Philippinen wird unter Verwendung einer
erfindungsgemäßen mit Cyanamid aktivierten Peroxid-Bleichkomponente
gebleicht. Wasserstoffperoxid und Cyanamid werden jeweils
getrennt als 20prozentige wäßrige Lösungen eingesetzt. Die
Peroxidlösung wird mittels Natriumhydroxid auf einen pH-Wert
von 9 bis 10 eingestellt.
Verschiedene Holzstücke aus dem Philippinen-Mahagoni werden
anschließend bei Raumtemperatur sowohl mit einer Mischung der
vorstehend erwähnten Lösungen von Cyanamid und Wasserstoffperoxid
in stöchiometrischen Anteilen als auch zuerst mit der
Cyanamidlösung und anschließend mit der alkalischen Peroxidlösung
bzw. in umgekehrter Reihenfolge mit beiden Lösungen behandelt.
Zum Vergleich wird außerdem ein Stück Mahagoniholz
auch noch mit der nicht aktivierten alkalischen Wasserstoffperoxidlösung
behandelt.
Die Ergebnisse dieser Versuche zeigen, daß das sowohl mit
Cyanamid als auch mit Wasserstoffperoxid-Lösung behandelte
Mahagoniholz sehr viel rascher bleichte, als wenn das Holz nur
mit alkalischer Wasserstoffperoxid-Lösung behandelt wird.
Besonders wirksam war eine Arbeitsweise, bei der das trockene
Holz zuerst mit der Cyanamidlösung und anschließend mit der
alkalischen Wasserstoffperoxid-Lösung behandelt wurde.
Auch die nicht aktivierte alkalische Peroxidlösung ergab
schließlich eine Bleichung des Mahagoniholzes, jedoch waren
mehrere Behandlungen und wesentlich längere Kontaktzeiten erforderlich,
um den gleichen Bleichungsgrad zu erzielen.
Es wurde die Arbeitsweise von Beispiel 4 unter Verwendung einer
Badlösung wiederholt, welche auf 49°C gehalten wurde und
8,8 mMol/l Wasserstoffperoxid, freigesetzt aus Natriumpercarbonat
(3 Na₂CO₃ · 2 H₂O₂), 9,1 mMol/l Cyanamid-Aktivator und 1,0 g/l
Detergens enthielt. Der pH-Wert der Waschlauge lag bei 9,8.
Der hiermit erzielte Bleicheffekt entsprach einem Δ R-Wert von
18.
Die Wirksamkeit eines mit Cyanamid aktivierten Bleichmittels
gemäß der Erfindung wurde auch unter Waschbedingungen geprüft,
wie sie bei der Haushaltswäsche zur Anwendung kommen, und zwar
an einer Vielzahl von Materialien, beispielsweise an Baumwollware
und an anderen Textilwaren mit und ohne Ausrüstungsbehandlung,
wobei Textilwaren aus Nylon, Seide, Polyacrylnitril, Polyester,
auch in Kombination mit Baumwollfasern, und aus Leinen
untersucht wurden. Unter Verwendung regulärer und verlängerter
Waschzyklen wurden Flecken ausgebleicht, welche von fettigem
Speck, Grapefruit-Saft, Tee, Kaffee, getrocknetem Blut und
zum Kochen verwendeter Öle herstammten.
Die nachstehende Versuchsserie bestätigt die günstigen Ergebnisse,
welche selbst unter Hochtemperatur-Waschbedingungen erzielt
werden, wie sie in Europa üblich sind, insbesondere, wenn
kurze Waschzyklen ausgeführt werden. Bei diesen Versuchen wurden
die Behandlungen bei einer Temperatur von 87°C mit erhöhten
Konzentrationen an Detergens durchgeführt (Produkt
"8,7 Prozent P"). Die untersuchten Bleichmittel-Zusammensetzungen
und die dabei erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VIII
zusammengestellt.
Es wird ein eingekapseltes festes Bleichmittelkonzentrat gemäß der
Erfindung hergestellt, und die Hochtemperatur-Lagerungsstabilität
wird geprüft. Das eingekapselte Bleichmittel enthielt 3,9 Gewichtsprozent
festes Cyanamid, 18,6 Gewichtsprozent Natriumperboratmonohydrat,
10,6 Gewichtsprozent Magnesiumsulfattetraacetat
und 66,9 Gewichtsprozent Natriumsulfat. Das feste
Bleichmittel wurde in einem offenen Becher in einen Ofen von
50°C eingebracht, und die Bleichwirksamkeit wurde zu Beginn des
Versuches und an Proben geprüft, welche zu unterschiedlichen
Zeitabständen aus dem Ofen entnommen wurden. Der Bleichversuch
wurde an einem Probetuch durchgeführt und die Bleichwirkung
mittels des Wertes Δ R bestimmt, wie vorstehend bereits angegeben.
Das Bleichmittel wurde eingekapselt, indem man 100 Gewichtsteile
der vorstehend angegebenen Komponenten mit 35 Gewichtsteilen
eines C14-15-linearen primären Alkoholäthoxylates,
welches zur Erleichterung des Vorganges durch Erhitzen verflüssigt
worden war, vermischte. Die dabei erzielten Ergebnisse bestätigten,
daß das eingekapselte Bleichmittel selbst nach vier
Wochen Lagerung bei 50°C noch eine Bleichwirkung hatte, welche
90 Prozent des üblichen Wertes entsprach.
Die nachstehenden Versuche belegen die verbesserte Bleichwirkung,
welche unter Verwendung eines Metallcyanamids als Aktivator erzielbar
sind. Es wurde in folgender Weise verfahren:
500 ml entionisiertes Wasser wurden in den Behälter der in Beispiel 1 beschriebenen Prüfvorrichtung eingefüllt und dort auf einer Temperatur von 49°C gehalten. Durch Zusatz von Mineralstoffen wurde der Härtewert des Wassers auf 150 ppm als CaCO₃ eingestellt (Ca/Mg=3/2 auf molarer Basis). Anschließend wurde Natriumperborat-tetrahydrat als Peroxid-Bleichkomponente und rohes Kalziumcyanamid als Aktivator in den in Tabelle IX angegebenen Konzentrationen zu dem Waschwasser zugesetzt und dabei das Wasser kräftig gerührt, um lokale Konzentrationen der Zusatzstoffe zu vermeiden. Der pH-Wert des Wasser wurde im Bereich von 10 bis 11,5 gehalten. Obwohl Natriumperborat und Kalziumcyanamid schon an sich alkalische Lösungen ergeben, wurde auch noch ein Detergens zugesetzt, um die Bedingungen einer Haushaltswäsche zu simulieren. Bei diesem Beispiel wurde als Waschmittel ein Handelsprodukt mit einem Phosphorgehalt von 12,3 Prozent eingesetzt, welches nachstehend abgekürzt wird als "12,3 Prozent P". Gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurden vier Versuchstücher in das Waschwassser eingelegt, und dann ließ man den Rührer 10 Minuten lang bei einer Geschwindigkeit von 100 UpM laufen. Nach Beendigung des Waschzyklus wurden die Prüftücher herausgenommen, unter der Wasserleitung unter Ausdrücken gespült und dann gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 1 auf ihr Reflexionsvermögen geprüft.
500 ml entionisiertes Wasser wurden in den Behälter der in Beispiel 1 beschriebenen Prüfvorrichtung eingefüllt und dort auf einer Temperatur von 49°C gehalten. Durch Zusatz von Mineralstoffen wurde der Härtewert des Wassers auf 150 ppm als CaCO₃ eingestellt (Ca/Mg=3/2 auf molarer Basis). Anschließend wurde Natriumperborat-tetrahydrat als Peroxid-Bleichkomponente und rohes Kalziumcyanamid als Aktivator in den in Tabelle IX angegebenen Konzentrationen zu dem Waschwasser zugesetzt und dabei das Wasser kräftig gerührt, um lokale Konzentrationen der Zusatzstoffe zu vermeiden. Der pH-Wert des Wasser wurde im Bereich von 10 bis 11,5 gehalten. Obwohl Natriumperborat und Kalziumcyanamid schon an sich alkalische Lösungen ergeben, wurde auch noch ein Detergens zugesetzt, um die Bedingungen einer Haushaltswäsche zu simulieren. Bei diesem Beispiel wurde als Waschmittel ein Handelsprodukt mit einem Phosphorgehalt von 12,3 Prozent eingesetzt, welches nachstehend abgekürzt wird als "12,3 Prozent P". Gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurden vier Versuchstücher in das Waschwassser eingelegt, und dann ließ man den Rührer 10 Minuten lang bei einer Geschwindigkeit von 100 UpM laufen. Nach Beendigung des Waschzyklus wurden die Prüftücher herausgenommen, unter der Wasserleitung unter Ausdrücken gespült und dann gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 1 auf ihr Reflexionsvermögen geprüft.
Die dabei erhaltenen Ergebnisse sowie die Zusammensetzungen der
geprüften Bleichmittel sind nachstehend in Tabelle IX angegeben.
Die vorstehenden Ergebnisse bestätigen, daß die Bleichwirkung
von Natriumperborat-tetrahydrat wesentlich verbessert werden
kann, wenn rohes Kalziumcyanamid in verschiedenen Konzentrationen
zugesetzt wird.
Es wird eine Reihe von Versuchen durchgeführt, bei denen
anstelle des in Beispiel 12 verwendeten Roh-Kalziumcyanamids
gereinigtes Kalziumcyanamid als Aktivator verwendet
wird. Falls nicht anders angegeben, werden die gleichen Maßnahmen
für die Untersuchung wie in Beispiel 12 durchgeführt.
Die untersuchten Zusammensetzungen und die erzielten Ergebnisse
sind nachstehend in Tabelle X zusammengefaßt.
Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, daß Kalziumcyanamid
Natriumperborat bezüglich der Bleichwirkung in einem
breiten Temperaturbereich aktiviert, wobei besonders günstige
Ergebnisse bei einer Temperature von 49°C erzielt werden, welche
üblicherweise für die Haushaltswäsche in den Vereinigten Staaten
zur Anwendung kommt.
Es wird eine Reihe von Versuchen durchgeführt, um die Wirksamkeit
von saurem Natriumcyanamid als Aktivator für eine Peroxid-Bleichkomponente
zu belegen. Die Peroxid-Bleichkomponente ist in diesen
Versuchen entweder Natriumperborat-monohydrat oder Natriumperborat-
tetrahydrat. Es werden die gleichen Maßnahmen getroffen, wie in
Beispiel 13, außer wenn etwas anderes angegeben ist.
Die hierbei untersuchten Zusammensetzungen und die erzielten Ergebnisse
sind nachstehend in Tabelle XI wiedergegeben.
Die vorstehenden Versuchsergebnisse bestätigen, daß ein Zusatz
von saurem Natriumcyanamid die Bleichwirkung von Natriumperborat
sowohl in Anwesenheit als auch in Abwesenheit von Detergentien
wesentlich verbessert.
Ein festes Bleichkonzentrat gemäß der Erfindung wird einem
Hochtemperatur-Lagerungstest unterworfen. Die getrocknete Zusammensetzung
wird in einer nur lose verschlossenen Flasche
in einem Ofen bei 50°C gehalten, und die Bleichwirkung wird zu
Beginn des Versuches, 10 Tage nach Lagerung und nach Einkapselung
und weiteren 27 Tagen Lagerung bestimmt, und zwar mittels
der Meßgrößen Δ R. Die untersuchte Zusammensetzung war wie
folgt:
5,9 Gewichtsprozent saures Natriumcyanamid,
18,6 Gewichtsprozent Natriumperborat-monohydrat,
10,6 Gewichtsprozent wasserfreies Magnesiumsulfat,
64,9 Gewichtsprozent wasserfreies Natriumcarbonat.
18,6 Gewichtsprozent Natriumperborat-monohydrat,
10,6 Gewichtsprozent wasserfreies Magnesiumsulfat,
64,9 Gewichtsprozent wasserfreies Natriumcarbonat.
Die Ergebnisse der Stabilitätsprüfung sind in der nachstehenden
Tabelle zusammengefaßt:
Die vorstehenden Ergebnisse bestätigen, daß selbst nach einer
Lagerzeit von 37 Tagen bei 50°C das eingekapselte Bleichmittel
noch etwa 90 Prozent der ursprünglichen Bleichwirksamkeit aufwies.
Die folgenden Versuche erläutern die verbesserte Bleichwirkung,
welche durch Mitverwendung einer Verbindung eines Metalls der
Gruppe IIA erzielt wird. Hierbei wird wie folgt verfahren:
500 ml entionisiertes Wasser wurden in einer Prüfvorrichtung gemäß Beispiel 1 auf den in Tabelle XII angegebenen Temperaturen gehalten, und die Härte wurde auf 150 ppm, bestimmt als CaCO₃, eingestellt (Ca/Mg = 3/2 auf molarer Basis). Der pH-Wert des Wassers wurde durch Zusatz des Detergens und erforderlichenfalls von Natriumhydroxid als alkalisches Pufferungsmittel auf die in Tabelle XII angegebenen pH-Werte eingestellt. Die Peroxid- Bleichkomponente, der Cyanamid-Aktivator sowie die Verbindung eines Metalls der Gruppe IIA und das Detergens wurden dem Waschwasser in den Konzentrationen zugesetzt, die in Tabelle XII angegeben sind, wobei das Wasser kräftig gerührt wurde, um das Auftreten lokaler Konzentrationen der Zusatzstoffe zu vermeiden. Schließlich wurden 8 Prüftücher gemäß der Arbeitweise von Beispiel 1 in das Waschwasser eingelegt und gemäß der dort beschriebenen Technik geprüft.
500 ml entionisiertes Wasser wurden in einer Prüfvorrichtung gemäß Beispiel 1 auf den in Tabelle XII angegebenen Temperaturen gehalten, und die Härte wurde auf 150 ppm, bestimmt als CaCO₃, eingestellt (Ca/Mg = 3/2 auf molarer Basis). Der pH-Wert des Wassers wurde durch Zusatz des Detergens und erforderlichenfalls von Natriumhydroxid als alkalisches Pufferungsmittel auf die in Tabelle XII angegebenen pH-Werte eingestellt. Die Peroxid- Bleichkomponente, der Cyanamid-Aktivator sowie die Verbindung eines Metalls der Gruppe IIA und das Detergens wurden dem Waschwasser in den Konzentrationen zugesetzt, die in Tabelle XII angegeben sind, wobei das Wasser kräftig gerührt wurde, um das Auftreten lokaler Konzentrationen der Zusatzstoffe zu vermeiden. Schließlich wurden 8 Prüftücher gemäß der Arbeitweise von Beispiel 1 in das Waschwasser eingelegt und gemäß der dort beschriebenen Technik geprüft.
Die Zusammensetzung der untersuchten Bleichmittel und die dabei
erzielten Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle XII zusammengestellt.
Die vorstehenden Ergebnisse bestätigen, daß erfindungsgemäße
Zusammensetzungen, welche Wasserstoffperoxid, Cyanamid und
Verbindungen eines Metalls der Gruppe IIA in verschiedenen
Mengenverhältnissen enthalten, innerhalb eines weiten Temperaturbereiches
bezüglich der Bleichwirkung wesentlich verbesserte
Ergebnisse aufweisen.
Zu Vergleichszwecken werden eine Reihe von Versuchen durchgeführt,
wobei verschiedene Salze von Metallen der Gruppe IIA
sowie Oxide und Salze anderer Metalle eingesetzt werden.
Falls nichts anderes angegeben ist, wird die Prüfmethode von
Beispiel 16 angewendet. Die untersuchten Zusammensetzungen und
die dabei erzielten Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle XIII
zusammengefaßt.
Die vorstehenden Versuchsergebnisse bestätigen, daß die unterschiedlichsten
Salze und Oxide von Metallen der Gruppe IIA mit
Erfolg eingesetzt werden können, um die Bleichwirksamkeit von
mit Cyanamid aktivierten Peroxid-Bleichkomponenten zu erhöhen
und daß die erzielte Verbesserung nicht kritisch davon abhängt,
in Kombination mit welchem Anion das Metall der Gruppe IIA dem
Bleichsystem zugesetzt wird. Die Versuchsdaten bestätigen ferner,
daß Metalle der Gruppe IA, wie Lithium oder Rubidium, keine
Erhöhung der Bleichwirksamkeit der mit Cyanamid aktivierten
Peroxid-Bleichsysteme hervorrufen, und daß auch Aluminiumacetat,
ein Salz eines Metalls der Gruppe IIIA in dieser Beziehung unwirksam
ist. Die untersuchten Metalle, welche in unterschiedlichen
Wertigkeitsstufen vorkommen, setzen die Bleichwirkung
des Cyanamid-Peroxid-Bleichsystems wesentlich herab, mit Ausnahme
von Zinn, welches überhaupt keine Wirkung zeigt.
Gemäß der Prüfmethode von Beispiel 16 (falls nicht etwas anderes
angegeben ist) wird die Bleichwirksamkeit verschiedener im Handel
erhältlicher Peroxid-Bleichkomponenten geprüft, welche in
Tabelle XIV näher angegeben sind, und zwar als solche und in
Kombination mit Cyanamid als Aktivator bzw. in Kombination mit
Cyanamid und einem Salz eines Metalls der Gruppe IIA. Für diese
Versuche wurden die folgenden im Handel erhältlichen Peroxid-
Bleichkomponenten eingesetzt (s. Tabelle XIV):
Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle XV
zusammengefaßt.
Die vorstehenden Ergebnisse bestätigen, daß im Handel erhältliche
Peroxid-Bleichkomponenten unter den angewendeten Bedingungen
praktisch unwirksam sind, daß aber ein Zusatz von
Cyanamid als Aktivator bzw. eine Kombination aus Cyanamid und
einer Verbindung eines Metalls der Gruppe IIA die Bleichwirksamkeit
wesentlich verbessert und zu einer günstigeren Ausnutzung
des in der Bleichkomponente vorhandenen Wasserstoff-
Peroxids führt.
Es wird die Wirksamkeit eines Zusatzes von Metallen der
Gruppe IIA zu festen Bleichmittel-Konzentraten geprüft, welche
ein erfindungsgemäßes mit Cyanamid aktiviertes Peroxid-Bleichsystem
enthalten. Dabei werden wechselnde Mengen an Magnesium-
und Kalziumsalzen in Kombination mit saurem Natriumcyanamid
als Aktivator und Natriumperborat als Monohydrat als Peroxid-
Bleichkomponente eingesetzt. Falls nicht anders angegeben,
werden die in Beispiel 16 beschriebenen Prüfmaßnahmen durchgeführt.
Die verwendeten Zusammensetzungen und die dabei erzielten Ergebnisse
sind in der nachstehenden Tabelle XVI zusammengestellt.
Die Versuchsergebnisse bestätigen, daß die Mitverwendung eines
Metalls der Gruppe IIA in den erfindungsgemäßen, mit Cyanamid
aktivierten Bleichsystemen auch in Anwesenheit der verschiedensten
Detergentien zu einem hohen Grad der Bleichwirkung führt.
Zusätzlich zeigen die Ergebnisse, daß verbesserte Bleichwirkungen
auch dann erzielt werden, wenn der Cyanamid-Aktivator
in kleineren Konzentrationen zur Anwendung kommt, wenn gleichzeitig
Metalle der Gruppe IIA im Bleichsystem vorhanden sind.
Es werden Versuche durchgeführt, um den Effekt von in Wasch-
und Reinigungsmitteln üblicherweise verwendeten Aufbaustoffen
bei Bleichsystemen zu prüfen, welche außer einem Cyanamid-
Aktivator und der Peroxid-Bleichkomponente auch noch ein
Metall der Gruppe IIA enthalten. Falls nicht anderes angegeben,
wird die Prüfmethode von Beispiel 16 verwendet, wobei
jedoch dem nichtionisierten Wasser keine Mittel zum Einstellen
der Härte und kein Detergens zugesetzt wird. Bei allen Versuchen
wird eine Waschtemperatur von 49°C angewendet.
Die Art der geprüften Zusammensetzungen und die dabei erzielten
Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle XVII zusammengestellt.
Die vorstehenden Versuche bestätigen, daß Wasserstoffperoxid
allein oder in Verbindung mit Magnesiumsulfat, aber ohne einen
Cyanamid-Aktivator bei 49°C praktisch keine Bleichwirkung ausübt
(Versuche 139 und 140). Wenn jedoch das Magnesiumsalz und das Wasserstoffperoxid
in Kombination mit Cyanamid eingesetzt wird, dann zeigt sich
ein beträchtlicher Grad an Bleichaktivität, die auch durch die
Anwesenheit von Alkalimetallphosphaten, Silicaten und Carbonaten
und zu geringerem Ausmaß von Boraten noch weiter verbessert
werden kann.
Es werden erfindungsgemäße eingekapselte feste Bleichmittel
hergestellt und einem Hochtemperatur-Lagerungs-Stabilitätstest
unterworfen. Das hierbei verwendete feste Bleichmittel
enthielt 5,9 Gewichtsprozent saures Natriumcyanamid, 18,6 Gewichtsprozent
Natriumperborat-monohydrat, 10,6 Gewichtsprozent
Dimagnesium-äthylendiamin-tetraacetat und 64,9 Gewichtsprozent
Natriumsulfat. Das feste Bleichmittel wurde in einem offenen
Becherglas in einen Ofen bei 50°C eingebracht, und die Bleichwirksamkeit
wurde zu Beginn des Lagertestes sowie in unterschiedlichen
Zeitabständen an aus dem Ofen entnommenen Proben
mittels eines Bleichversuches an einem Prüftuch bestimmt, wobei
die Bleichwirkung mittels der Größe Δ R gewertet wurde. Das
Bleichmittel wurde eingekapselt durch Vermischen von 100 Gewichtsteilen
der vorstehend angegebenen Bestandteile mit
12 Gewichtsteilen eines C12-15-linearen primären Alkoholäthoxylates,
welches zum Erleichtern des Einkapselungsvorganges
durch Erhitzen verflüssigt worden war. Die Untersuchungen mit
dieser eingekapselten Bleichmischung bestätigten, daß auch
nach vierwöchentlicher kontinuierlicher Lagerung bei 50°C die
Bleichwirkung etwa noch 84 Prozent des ursprünglichen Wertes
betrug.
Es wurde die Verbesserung der Bleichwirkung bei Anwesenheit
von Magnesium relativ zu anderen Metallen der Gruppe IIA bei
erfindungsgemäßen Cyanamid-aktivierten Peroxid-Bleichkomponenten
geprüft. Falls nichts anderes angegeben ist, wurde die
Prüfmethode von Beispiel 16 verwendet mit der Abänderung, daß
dem entionisierten Wasser keine Härtekomponenten und kein
Detergens zugesetzt wurde. Alle Versuche wurden bei einer Temperatur
von 49°C durchgeführt. Die untersuchten Zusammensetzungen
und die dabei erzielten Ergebnisse sind nachstehend in
Tabelle XVIII zusammengestellt.
Claims (21)
1. Verfahren zum Aktivieren von Peroxid-Bleichkomponenten,
dadurch gekennzeichnet, daß man
einem wäßrigen Medium
- a) eine Peroxid-Bleichkomponente,
- b) eine zur Aktivierung ausreichende Menge an Cyanamid oder eines Metallcyanamids und gegebenenfalls
- c) eine Verbindung eines Metalls der Gruppe IIA des Periodensystems der Elemente
zusetzt und den pH-Wert des wäßrigen Mediums im alkalischen
Bereich hält, gegebenenfalls unter Zusatz eines Pufferungsmittels,
mit der Maßgabe, daß man den pH-Wert auf
einem Wert oberhalb 7,5 hält, falls als Komponente (b)
Cyanamid eingesetzt und keine Komponente (c) mitverwendet
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Komponente (a) Wasserstoffperoxid, Natriumperborat oder
Natriumpercarbonat eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komponente (a), die Komponente (b) im Fall der
Verwendung eines Metallcyanamids und/oder die Komponente
(c) in Form eines Salzes oder Oxids eines Metalles der
Gruppe IIA mindestens teilweise auch die Wirkung eines
Pufferungsmittels hat.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß als Komponente (b) ein Cyanamidsalz eines Metalls der
Gruppe IA oder IIA verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man dem wäßrigen Medium zusätzlich ein Detergens zusetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man dem wäßrigen Medium zusätzlich ein Alkalimetallphosphat,
-carbonat oder -silicat zusetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
man dem wäßrigen Medium zusätzlich Natriumtripolyphosphat
oder Trinatriumphosphat zusetzt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß man den pH-Wert des wäßrigen Mediums im Bereich von
7,5 bis 13 hält.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
man den pH-Wert des wäßrigen Mediums im Bereich von 8,0 bis
11,5 hält.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Temperatur des wäßrigen Mediums im Bereich von
15 bis 72°C hält.
11. Stabiles Bleichmittelkonzentrat, insbesondere zur Anwendung
im Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, enthaltend als
wesentliche Komponenten
- a) eine Peroxid-Bleichkomponente,
- b) eine zur Aktivierung ausreichende Menge an Cyanamid oder eines Metallcyanamids und gegebenenfalls
- c) eine Verbindung eines Metalls der Gruppe IIA des Periodensystems der Elemente
mit der Maßgabe, daß die Menge an der Komponente (a), berechnet
als H₂O₂ 2,5 bis 35 Gewichtsprozent beträgt, falls
es sich um ein wäßriges Konzentrat handelt, in dem als Komponente
(b) Cyanamid, aber keine Komponente (c) enthalten ist.
12. Konzentrat nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen
Gehalt einer Komponente (a), berechnet als H₂O₂, von 1 bis 35
Gewichtsprozent.
13. Konzentrat nach Anspruch 11 und 12, gekennzeichnet durch
einen Gehalt einer Komponente (a), berechnet als H₂O₂, von 3
bis 15 Gewichtsprozent.
14. Konzentrat nach Anspruch 11 bis 13, gekennzeichnet durch
ein molares Verhältnis der Komponente (a) zur Komponente (b)
im Bereich von 1 : 20 bis 20 : 1.
15. Konzentrat nach Anspruch 11 bis 14, gekennzeichnet durch
ein molares Verhältnis der Komponente (a) zur Komponente (b)
im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 10.
16. Konzentrat nach Anspruch 11 bis 15, gekennzeichnet durch
ein molares Verhältnis der Komponente (c) zur Komponente (a)
im Bereich von 1 : 60 bis 25 : 1.
17. Konzentrat nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß es als Komponente (a) eine wäßrige Lösung einer
Peroxid-Bleichkomponente enthält, in der zwecks Einstellung
des pH-Wertes des Konzentrats auf den Bereich von 2 bis 5 auch
noch ein Pufferungsmittel vorliegt.
18. Konzentrat nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß es in Form einer festen Mischung aus den Komponenten
(a) und (b) und gegebenenfalls der Komponente (c) vorliegt.
19. Konzentrat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
es als Komponente (a) Natriumperborat, vorzugsweise in Form
des Monohydrates, oder Natriumpercarbonat enthält.
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