DE2727346C2 - Körniges Reinigungsmittel - Google Patents

Description

A) einem Alkylsulfat (AS) der allgemeinen Formel ROSO₃M.

in der R eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit durchschnittlich 14-15 Kohlenstoffatomen und M ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall bedeuten,

B) einem Alkalimetall- oder einem Erdalkalimetall-or-olefin-sulfonat (AOS) mit 12-18 Kohlen- M stoffitomen und

C) einem Polyoxyäthylenalkyläthersulfat (AES) der allgemeinen Formel

R¹O(C₂H₄O)_nSOjM',

in der R' eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit durchschnittlich 8—12 Kohlenstoffatomen, π eine ganze Zahl in dem Bereich von 1 -8 und M' ein Alkali- oder Erdalkalimetall bedeuten.

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enthält, wouei das Mischungsverhältnis der obigen Bestandteile A), B) fe/id C) innerhalb des durch die Punkte a, b, c, d, e und f der nachfolgenden Figur begrenzten Bereiches liegt.

Die Erfindung betrifft ein körniges, im wesentlichen phosphatfreies, ein Tensid-Gemisch enthaltendes Reinigungsmittel mit einem Gehalt an einem Alkyläthersulfat neben einem Alkylsulfat oder einem Olefinsulfonat uird an weiteren üblichen Bestandteilen.

Körnige Reinigungs- bzw. Waschmittel sind im häuslichen Bereich zur Entfernung von Flecken in Kleidern sehr geschätzt Dabei wird deren Reinigungskraft im allgemeinen nach dem Schaumbildungsgrad beurteilt. Daher wird im häuslichen Bereich eine ausgeprägte Schaumbildungsfähigkeit während des Reinigens als eine nicht entbehrliche Eigenschaft angesehen. Unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit bezüglich Wasserverbrauch und Arbeitsersparnis wird es jedoch als vorteilhaft angesehen, wenn die Schaumbildung beim Spülvorgang möglichst gering ist. Daher überwiegen Reinigungsmittel, die im wesentlichen ein Tensid-Gemisch, Natriumtripolyphosphat und Schaumregulierungsmittel, wie Talgseife enthalten. Gelangen jedoch derartige Reinigungsmittel im Abwasser in Flüsse und Seen, dann ist das deswegen nachteilig, weil die Phosphorverbindung des Reinigungsmittels eine übermäßige Betastung von Flüssen und Seen hervorruft und darüber hinaus dort die biologischen Verhältnisse beeinträchtigt. Die Tenside führen dazu, daß infolge der Schaumbildung entlang der Wasserläufe, wie an Flüssen und Dämmen, sich ein unschönes Erscheinungsbild einstellt. Um die oben aufgezeigten Probleme zu lösen, wurden intensive Studien mit keine Phosphorverbindungen enthaltenden Reinigungsmitteln durchgerührt Die dabei bisher erzielten Ergebnisse sind unbefriedigend. Das gilt auch für das Reinigungsmittel, das aus der GB-PS 14 37 095 bekannt ist Dieses beruht auf einem Zweikomponenten-Tensid-Gemisch, das neben einem Alkyläthersulfat ein Alkylsulfat oder ein Olefinsulfat enthält Es dient insbesondere zum manuellen Waschen in Küchen und soll in stark konzentrierter Form eingesetzt werden könnrn, um die Reinigungskraft der entsprechenden Konzentrate zu erhöhen und die zum Reinigen erforderlichen Mengen herabzusetzen. Die gewünschte Abhilfe der oben aufgezeigten Probleme schafft auch nicht das Reinigungsmittel, das sich .aus der US-PS 39 60 780 ergibt Diese Patentschrift befaßt sich vorrangig mit einem körnigen Grobreinigungsmittel, das zwingend 10 bis 100% Polyäthylenglykol eines Molekulargewichts von 2000 bis 50 000 enthält Es enthält des weiteren ein Alkyläthersulfat Dieser Bestandteil allein kann jedoch nicht die Menge an unerwünschtem Phosphat herabsetzen. Die erwähnte Einverleibung eines Polyäthylenglykols dient dazu, den eine Verfestigung des Reinigungsmittels hervorrufenden Einflusses des Alkyläthersulfats zu beheben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Reinigungsmittel so weiterzubilden, daß Verbesserungen der Reinigungskraft der Schaumbildungsfähigkeit sowie der Leichtigkeit des Abspülens nach der bestimmungsgemäßen Verwendung erzielbar sind.

Erfindungsgenmß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß es 20 bis 40 Gew.-% eines Tensid-Gemisches aus

A) einem Alkylsulfat (AS) der allgemeinen Formel ROSO₃M,

in der R eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit durchschnittlich 14-15 Kohlenstoffatomen und M ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall bedeuten,

B) einem Alkalimetall- oder einem Erdalkalimetall-«- olefin-sulfonat (AOS) mit 12-18 Kohlenstoffatomen und

C) einem Polyoxyäthylenalkyläthersulfat (AES) der *5 allgemeinen Formel

RO(C₂H₄O)_nSO₃M',

in der R' eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe i/iit durchschnittlich 8 bis 12 Kohlen-■W Stoffatomen, π eine ganze Zahl in dem Bereich von 1—8 und M' ein Alkali- oder Erdalkalimetall bedeuten,

enthält, wobei das Mischungsverhältnis der obigen Bestandteile A), B) und C) innerhalb des durch die Punkte a, b, c, d, e und f der nachfolgenden Figur begrenzten Bereiches liegt.

Die Erfindung schafft demzufolge ein Reinigungsmittel, das keine Natriunuripolyphosphate enthält und trotzdem eine hohe Reinigungskraft zeigt, zur Zeit des Reinigens ein starkes Schäumen hervorruft und leicht mittels Verwendung von Tensiden, die zufriedenstellende biologische Abbaufähigkeit aufweisen, abzuwaschen ist.

Die für die Zwecke der Erfindung herangezogenen a-Olefin-sulfate werden dadurch erhalten, daß «-Olefine (die weniger als 10% innere Olefine oder Olefine des Vinyliden-Typs enthalten) mit 12-18 Kohlenstoffato-

men, einschließlich Mischungen dieser Olefine (durch Cracken von Wachsen erhalten) einer Äthylenpolymerisation unter Verwendung von Ziegler-Katalysatoren oder anderen Verfahren unterzogen werden, bei denen unter Verwendung herkömmlicher kontinuierlicher Dünnfilm-Sulfonierungsvorrichtungen sulfoniert wird und eine Neutralisation und Hydrolyse anschließend durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel besteht im wesentlichen aus der genannten Tensid-Mischung und wird wie die herkömmlichen körnigen Reinigungsmittel nach dem Sprühtrocknungsverfahren hergestellt Wenn das Mischungsverhältnis der Bestandteile von dem in der anliegenden Zeichnung spezifizierten Bereichen abweicht, wird keine starke Schaumbildung und kein zufriedenstellend leichtes Abspülen erreicht, obwohl die Reinigungskraft des Produktes praktisch gleich der des in den genannten Bereich fallenden erfindungsgemäßen Reinigungsmittels ist Ferner wird es in dem Fall, daß der Gehalt des Tensid-Gemisches über 40 Gew.-% liegt, nicht nur schwierig, das Reinigungsmittel herzustellen, sondern es stellen sich darüber hinaus die erwähnten Nachteile ein, d. h. Schaumbildung auf Flüssen, wildes Wachsen von Algen in Flüssen und Seen und ähnliche unschöne Erscheinungen.

Die Alkylgruppe des Polyoxyäthylenalkyläthersulfats weist durchschnittlich 8 bis 12 Kohlenstoff atome auf, wobei die durchschnittliche Zahl der Äthylenoxideinheiten in dem Bereich von 1 bis 8 liegt Liegt diese Zahl unter diesem Bereich, dann wird die Reinigungskraft und die Fähigkeit zur Schaumbildung schlechter. In dem Falle, in dem diese Zahl über diesem Bereich liegt dann erfolgt das Abspülen beträchtlich schlechter, obwohl die Reinigungskraft wie auch die Fähigkeit zur Schaumbildung zufriedenstellend sind.

Des weiteren wird in dem Fall, in dem die Zahl der Äthylenoxidehiheiten des AES sehr klein oder Null wird, die Fähigkeit uir Schaumbildung schlecht, während dann, wenn sie auf mehr als 9 erhöht worden ist, eine starkp hydrophile Eigenschaft bemerkbar wird, so daß die Fähigkeit zur Schaumbildung beträchtlich verschlechtert ist

Das erfindungsgemäß in dem Tensid-Gemisch eingesetzte Alkylsulfat (AS) enthält durchschnittlich 14-15 Kohlenstoffatome. Liegt die Kohlenstoffatomzahl unter diesem Wer·., dann tritt die hydrophM.e Eigenschaft so stark in den Vordergrund, daß die Fähigkeit zur Schaumbildung schlechter wird. Liegt sie jedoch darüber, dann werden Löslichkeit des Alkylsulfats sowie Reinigungskraft und Fähigkeit zur Schaumbildung schlechter.

Sämtliche oben erwähnten Bestandteile A), B) und C) sind, wie gezeigt nötig, um die gestellte Aufgabe zu lösen. Wenn irgendeiner dieser Bestandteile ein vorwiegend bei herkömmlichen Reinigungsmitteln verwendetes Alkylbenzolsulfonat (LAS) ersetzt wird, dann führt das zu einer Verschlechterung der Schaumbildungsfähigkeit und zu einem erschwerten Abspülen.

Zusätzlich zu den vorgenannten wesentlichen Bestandteilen enthält das erfindungsgemäße Reinigungsmittel des weiteren Wasser, anorganische oder organl· sehe Gerüstsubstanzen (ausschließlich solcher des Phosphattyps), wie Silikate, Carbonate und Citrate, Weißtöner, Antibackmittel, Mittel zur Verbesserung des Schmutztragevermögens, Schaumstabilisatoren, Duftstoffe sowie Farbstoffe und weitere übliche Bestandteile in einer Gesamtmenge von 60 bis 80 Gew.-%.

Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel zeichnet sich durch folgende Vorteile aus;

(1) Es schafft eine starke Schaumbildung zur Zeit den Waschens bzw. Reinigens (unter den normalen Bedingungen des üblichen Reinigens im Haushalt) und kann daher bezüglich dieser Erscheinung zufriedenstellen.

(2) Es zeigt eine ausreichende Fähigkeit zur Schaumbildung zur Zeit des Reinigens, wenn Wasser niedriger bis hoher Temperatur oder niedriger bis starker Härte zur Anwendung kommt

(3) Es läßt sich zufriedenstellend leicht abspülen, obwohl es kein herkömmliches Schaumregulierungsmittel oder Natriumtripolyphosphat enthält

(4) Ferner zeigt das erfmdungsgemäße Reinigungsmittel eine Wasch- und Reinigungskraft, die mit den herkömmlichen Reinigungsmitteln vergleichbar ist

Der mit der Erfindung erzielbare technische Effekt der zu den oben dargestellten Vorteilen führt, beruht auf einem synergistischen Zusammenwirken der erwähnten Bestandteile A) bis C) unter Einhaltung der weiteren zwingenden Merkmale. Der synergistische Effekt ergibt sich aus dem nachfolgenden Beispiel 1. Dort wird bereits durch die Reinigungsmittel 1-15,1-16,1-24,1-25 und 1-26 deutlich gemacht, daß bei Auslassen eines der erfindungswesentlichen Bestandteile der angestrebte Erfolg nicht erreicht wird. Bei dem Reinigungsmittel 1-15 und 1-16 wird zwar noch ein relativ leichtes Auswaschen festgestellt, d. h. nach dem Auswaschen wurde kein Schaum beobachtet Jedoch ist die Schaumhöhe zur Zeit des Reinigens außergewöhnlich niedrig, wenn mit dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel verglichen wird. Bei letzterem ist nämlich stets hohe Reinigungskraft, hohe Schaumhöhe und besonders gute Leichtigkeit des Abspülens (entweder kein Schaum oder nur Spur einer weißen, schaumähnlichen Substanz) feststellbar. Die Reinigungsmittel 1-24 und 1-25, in denen jeweils ein erfindungswesentlicher Bestandteil fehlt, zeigen die nachteilige Erscheinung, daß nach dem Abspülen eine große Menge Schaum zurückbleibt (Beurteilung »C«), Dabei ist es jedoch auch wichtig, daß das Mischungsverhältnis der erfindungswesentlichen drei Bestandteile innerhalb des durch die Punkte a, b, c, d, e und / der erwähnten Figur begrenzten Bereichs liegt. Die Bedeutung dieses Bereiches ergibt sich aus den Werten der Reinigungsmittel 1-20, 1-22 und 1-23, die zwar unter Einhaltung des gewichtsprozentualen Bereichs von 20 bis 40 die drei Bestandteile A), B) und C) enthalten, jedoch dennoch nach dem Abspülen eine große Menge Schausn zurücklassen (Beurteilung »C«).

Die folgenden Beispiele sollen die vorliegend? Erfindung weiter erläutern.

Die Zusammensetzung des körnigen Reinigungsmittels und das jeweils angewendete Testverfahren wird nachfolgend beschrieben:

Zusammensetzung	20%
Oberflächenaktive Mittel (insgesamt)	20%
Natriumsilikat (SiO2/Na2O = 2/1)	30%
Natriumcarbonat	18%
Natriumsulfat
Carboxymethylcellulose	12%
Weißtönerund Wasser

Versuchsverfahren (I) Ermittlung der Reinigungskraft

Ein Stoffstück (aus Baumwolle) wird an einem Hemdkragen befestigt. Nach 2-7tägigem Tragen wird das verschmutzte Teststoffstück von dem Hemd abgenommen und symmetrisch in zwei Hälften zerschnitten, wodurch auf diese Weise zwei Satz von 20 Stücken hergestellt wurden. Mittlerweile wird ein 2-3 Tage getragenes gestricktes Baumwollunterhemd (knit cotton undershirt) symmetrisch in zwei Hälften geteilt. Darauf werden die 20 Stücke des Satzes der genannten verschmutzten Teststoffstücke und eine Hälfte der verschmutzten Unterhemden mit einem Standard-Reinigungsmittel gewaschen, während der andere Satz von 20 verschmutzten Teststoffstücken und die andere Hälfte des verschmutzten Unterhemds mit einer Probe ucs Rcirngungs

dung jeweils 10 Minuten unter Verwendung einer elektrischen Waschmaschine des Rührflügeltyps unter diesen Bedingungen gewaschen wurde: 0,l%ige Konzentration des Reinigungsmittels, Temperatur der Flüssigkeit 25" und Badverhältnis 30 :1. Danach wurde jeweils drei Minuten zweimal gespült. Alle symmetrischen Teststoffstücke wurden dann nach dem Reinigen verglichen und mit dem 'uloOen Auge beurteilt. Die Reinheit sämtlicher Teststoffstücke wurde beurteilt, wobei fünf Reinheitsgrade vergeben wurden. Ein Teststoffstück erhielt die Beurteilung 5, wenn es vollständig von Schmutz befreit war, während es lediglich die Berurteilung 1 erhielt, wenn die Verschmutzung kaum behoben war. Danach wurden die Beurteilunger, der Reinigungskraft einer jeden Probe des Reinigungsmittels addiert, die Summe durch die Gesamtzahl der Beurteilungen im Hinblick auf die Reinigungskraft des Standard-Reinigungsmittels geteilt und dann mit 100 multipliziert. Die so erhaltenen Werte werden als Index der Reinigungskraft einer jeden Reinigungsmittelprobe angesehen.

(2) Prüfung der Schaumbildungsfähigkeit

Die Schaumbildungsfähigkeit des Reinigungsmittels wird durch das Abflachen des Schaums beurteilt, der nach dem Waschen nach dem oben (unter 1) beschriebenen V'-rsuchsverfahren auf der gesamten Oberfläche des Wassers anfiel, wobei die Schaumhöhe an 3 Stellen gemessen und der durchschnittliche Wert ermittelt wurde.

(3) Prüfung der Leichtigkeit des Abspülens Der Verbleib restlichen Schaums wird im Hinblick auf

wiedergegebenen Testverfahren berurteilt, wobei die folgenden Kriterien zugrundegelegt werden:

A: Kein Schaum wird beobachtet.

A': Eine Spur einer weißen, schaumähnlichen Substanz

wird auf der Oberfläche des Wassers beobachtet. B: Eine kleine Menge Schaum wird beobachtet. C: Eine große Menge Schaum wird beobachtet.

Das hierbei verwendete Standard-Reinigungsmittel enthielt 20 Gew.-% Natriumalkyl-benzolsulfonat, 20 Gew.-% Natriumtripolyphosphat, 10Gew.-% Natriumsilicat (SKVNa₂O = 2/1), 5 Gew.-% Natriumcarbonat, 1 Gew.-°/o Carboxymethylcellulose (CMC), 10 Gew.-% Wasser und 34 Gew.-% Natriumsulfat.

Beispiel 1

Bestandteil	des oberflächenaktiven	Reinigungs	Schaumhöhe	Leichtigkeit
Mittels (%)		kraft	zur Zeit des	des Aus-
AS1)	AOS2) AES3)		Reinigens	waschens
			(mm)

14
11
8
5
2
2
6
8

10

12

4 4 4 7

10

14

10

2 5 8 8 8 4 4 4 4 2 6 6

phosphatfreies körniges Reinigungsmittel A, vertrieben in den USA

phosphatfreies kömiges Reinigungsmittel B, vertrieben in den USA

20 0 0

0 20 0

0 0 20

5 5 10

100

100

98

98

98

100

100

100

100

100

99

99

98

97

98
98
93
96

15
15
15
15
15
16
20
20
17
15
20
17
15

1
8
0
5

A A A A A A' A' A' A' A A A C

A C A A

Fortsetzung

Bestandteil des oberflächenaktiver! Mittels (%)

AS¹) AOS²) AES³)

Reinigungskraft

Schaumhöhe
zur Zeit des
Reinigens

(mm)

Leichtigkeit des Auswaschens

1-19	13
1-20	2,5
1-21	14
1-22	10
1-23	1
1-24	10
1-25	0
1-26	10
I Λ-Ϊ \-L· /	1 /Λ IU
1-28	0
1-29	IO
1-30	0
1-31	0
1-32	0
Anmerkung:

1,5 15

7 13 10 10

η XJ

0 10 10

5,5

2,5

0 10 10

t η

IU

20

10»)

20*)

10

10 98
98
98
98
98
98
95
95

η η

100
99

100
99
99

5
20

20
8
2

-J

10
15
13
11
12

A C A C C C C A

C C C C C

¹I Natrium-C'u Cis-Alkylsulfat.

²) Natrium-C'u-Cis-u-Olefin-suIfonat.

⁵) Natrium-C^-Cii-Polyoxyäthylenalkyläthersulfat (P= 4).

*) C|2 i5 sec-Polyoxyäthylenalkyläthersulfat (einschließlich des Äth.vlcnoxidanteils mit P von 4).

Die Ergebnisse der obigen Tabelle zeigen, daß dann, wenn der Erfindungsrahmen verlassen wird, d. h. mindestens einer der erfindungswesentlichen Bestandteile nicht dem beanspruchten Reinigungsmittel einverleibt ist, in jedem Fall eine große Menge Schaum nach dem Abspulen verbleibt, d. h. die Leichtigkeit des Abspülens sehr zu wünschen übrig läßt (Beurteilung stets »C«).

Beispiel 2

(Einfluß der Zahl der Kohlenstoffatome der Alkylgmppe und die durchschnittliche Zahl P der Athylenoxideinheit des AES)

Die oberflächenaktiven Mittel werden wie folgt spezifiziert: AS (das gleiche wie in Beispiel 1) 8%

AOS (das gleiche wie in Beispiel 1) 6%

AES (spezifiziert in der folgenden Tabelle) 6%

Eigenschaften

Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgmppe Ce-Cg Ci-Cio Cio~Ci2

C₁₂-C₁₄

Reinigungskraft Schaumhöhe zur Zeit des Reinigens (mm) Leichtigkeit des Abspülens Reinigungskraft Schaumhöhe zur Zeit des Reinigens (nun) Leichtigkeit des Abspülens Reinigungskraft Schaumhöhe zur Zeit des Reinigens (mm) Leichtigkeit des Abspülens

94	96	98	100
5	7	8	8
A	A	A	A
95	99	100	100
6	17	20	20
A	A	A	C
97	100	101	101
6	20	25	25
A	A	A	C

Fortsetzung

Eigenschaften

Zahl der KohlenslofTatome in der Alkylgruppe Ce^-Cg Cj-C|o C10-C12

C₁₂-C₁₄

Reinigungskraft 97

Schauiohöhe zur Zeit des Reinigens (mm) 5

Leichtigkeit des Abspülens A

Reinigungskraft 95

Schaumhöhe zur Zeit des Reinigens (mm) 5

Leichtigkeit des Abspülens A

99
15
A

100

20

98

101

20

100

15

Beispiel 3

(Einnuß der Zahl der KohlenstofTatome der Alkylgruppe im AS)

Das oberflächenaktive Mittel wird wie folgt spezifiziert:

AS (spezifiziert in der folgenden Tabelle) 8% AOS (das gleiche wie in Beispiel 1) 6%

AES (das gleiche wie in Beispiel 1) 6%

Eigenschaften

Eigenschaften

Zahl der KohlenstofTatome in der Alkylgruppe

f"l2~C|3 C|₄-C|j Ci₆-

Reinigungskraft	97	99	95
Schaumhöhe zur Zeit	8	20	5
des Reinigens (mm)

Zahl der KohlenstofTatome in der Alkylgruppe

Leichtigkeit AAA

des Abspülens

Die anliegende Zeichnung gibt ein Dreikomponentensystem-Gleichgewichtsdiagramm wieder, daß das Mischungsverhältnis (Angabe in Gewicht) einer Mischung aus Alkylsulfat (AS), a-Olefinsulfonat (AOS) und Polyoxyäthylenalkyläthersulfat (AES), die in

jn einem Reinigungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind, wiedergibt.

Punkt a: AOS/AES/AS = 7/2/1

Punkt b: AOS/AES/AS = 5/4/1

j. Punkt c: AOS/AES/AS = 2/4/4

Punkt </: AOS/AES/AS = 2/1/7

Punkte: AOS/AES/AS = 3/1/6

Punkt f: AOS/AES/AS = 3/2/5

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Körniges, im wesentlichen phosphatfreies, ein Tensid-Gemisch enthaltendes Reinigungsmittel mit einem Gehalt an einem Alkyläthersulfat neben einem Alkylsulfat oder einem Olefinsulfonat und an weiteren üblichen Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß es 20 bis 40 Gew.-% eines Tensid-Gemisches aus ι ο