DE2729994A1

DE2729994A1 - Verfahren zum maschinellen waschen und reinigen von festen werkstoffen unter verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier wasch- und reinigungsmittel

Info

Publication number: DE2729994A1
Application number: DE19772729994
Authority: DE
Inventors: Edgar Dipl Chem Dr Koeppelmann; Klaus Dipl Chem Dr Schumann; Heinz Dipl Chem Dr Smolka
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1977-07-02
Filing date: 1977-07-02
Publication date: 1979-01-18

Description

~Verfahren zum nwschinellcn Waschen und Reinigen von festen
Werkstoffen unter Verwendung phosphatarmer oder phoshatfreier Wasch- und ReinigunCJ#mitte1" Gegenstand des Hauptpatents (Patentanmeldung P 25 56 827.8) ist ein Verfahren zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen Werkstoffen unter Venvendursg phosphatarmer oder phosphatfreier Wasch- und Reinigungslösungen in Gegenwart von wasserunlöslichen, ein Calciumbindevermögen von mindestens 2 mVal/g aufweisenden Kationenaustauschern, wobei sich der Kationenaustauscher von einem Copolymeren oder Pfropfpolymeren olefinisch ungesättigter einwertiger und/oder mehrwertiger Carbonsäuren ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasch-und Reinigungslösung 0,05 bis 2 g/l an wasserlöslichen, Calciumionen bindenden Komplexbildnern enthält und kontinuierlich oder intermittierend mittels einer Ringleitung über eine Adsorptionsvorrichtung geführt wird, die geeignet ist, den Kationenaustauscher von der Wasch- und Reinigungsflüssigkeit abzutrennen.
Als Adsorptionsvorrichtung eignet sich insbesondere ein Filter.
Gegenstand der Patentanmeldung P 26 51 793.1, die zu der vorgenannten Hauptanmeldung im Zusatzverhältnis steht, ist eine weitere Ausgestaltung der Hauptanmeldung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Waschflüssigkeit vor dem Zufügen der übrigen waschend und reinigend wirkenden Verbindungen mit Hilfe des eingebrachten Ionenaustauschers auf einen Härtegrad von nicht mehr als 7 Od (70 mg CaO/Liter), vorzugsweise weniger als 5 °dll (50 mg CaO/Liter) enthärtet. Diese Vorenthärtung kann vorteilhaft in der Weise erfolgen, daß man das zulaufende Wasser zunächst über den organischen Ionenaustauscher leitet und anschließend noch in Gegenwart des zu reinigenden Gutes mehrere Minuten im kreislauf durch den Austauscher zirkulieren läßt. Danach erst werden die Lestandteile des Waschmittels, wie Tenside, Gerüstsubstanzen, Bleichmittel und sonstige Wasch-und Reinigungsmitt:elhestandtcilc zugesetzt und in der weiterhin zirkulierenden Reinigungsflüssigkeit gelöst.
Die beim Verfahren gemäß lIauptpa ,ent bzw. Zusatzpatent zum Einsatz kommenden Wasch- und Reinigungsmittel enthalten neben solchen Verbindungen, die mit Calcium lösliche lxomplexe bilden, noch übliche Tenside, insbesondere härteunempfindliche Verbindungen vom Sulfat- und Sulfonattyp, nichtionische Verbindungen sowie von Fettsäuren abgeleitete Seifen, wobei letztere jedoch üblicherweise nur einen untergeordneten Anteil aller Tenside ausmachen. Ein Teil dieser Seifen besteht außerdem aus Behensäureseifen, die praktisch keine Reinigungswirkung entfalten, sondern in erster Linie als Schaumda.#mpfungsmittel dienen. Die Bevorzugung synthetischer Tenside gegenüber der Seife beruht auf der Erkenntnis, daß erstere eine bessere Reinigungskraft entwickeln, insbesondere in Gegenwart von Gerüstsubstanzen.
Andererseits verdienen Seifen wegen ihrer besonders leichten biologischen Abbaufähigkeit und ihrer minimalen Toxizität aus ökologischer Sicht gegenüber synthetischen Tensiden den Vorzug.
Es wurde nun gefunden, daß das Verfahren gemäß Hauptpatent und insbesondere gemäß dem zitierten Zusatzpatent die Möglichkeit eröffnet, ohne Einbuße an Waschkraft seifenreiche bzw. ausschließlich bzw. überwiegend auf Seife basierende Wasch- und Reinigungsmittel einzusetzen. Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen Werkstoffen, insbesondere Textilien, unter Verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier Wasch- und Reinigungsmittel nach Patent (Patentanmeldung P 26 51 793.1), dadurch gekennzeichnet, daß man das Waschen und Reinigen mittels eines Reinigungsmittels durchführt, in dem die Tenside zu mehr als 50 Gew.-% aus Alkalimetallseifen von gesättigten und/oder ungesättigten Seifen mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen durchführt und wobei der Seifengehalt der Reinigungslösung mindestens 0,2 g/l beträgt. Vorzugsweise besteht die Tensidkomponente zu 60 bis 90 Gew.-% aus Seife bei einer Konzentration von 0,4 bis 2 g/Liter Waschlauge.
Als Seifen kommen Kalium- und insbesondere Natriumseifen von geradkettigen Fettsäuren natürlichen oder synthetischen Ursprungs in Frage. Geeignet sind z.B. die Seifen der Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Arachin- und ölsäure sowie deren Gemische, wie sie beispielsweise aus tierischen oder pflanzlichen Fettsäuren, wie Cocos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, erhältlich sind. Geeignet sind ferner Seifen, die aus synthetischen Fettsäuren bzw. durch Paraffinoxidation gewonnen werden. Bevorzugt werden Seifengemische verwendet, die sich von Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen ableiten und in denen das Verhältnis von C12-C14-Fettsäuren zu C16-C18-Fettsäuren 2 : 1 bis 1 : 5 beträgt.
9 18 Als weitere Tenside kommen insbesondere nichtionische Verbindungen aus der Klasse der Polyglykolätherderivate in Frage. Besonders geeignete Verbindungen dieser Klasse sind die Polyäthylenglykoläther von aliphatischen, linearen oder in 2-Stellung methylverzweigten Alkoholen mit 8 bis 24, insbesondere 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und durchschnittlich 3 bis 20 Athylenglykoläthergruppen. Brauchbar sind ferner die Polyglykoläther von Alkylphenolen, deren lineare Alkylkette 5 bis 12 Kohlenstoffatome aufweist, ferner die Polyglykolätherderivate von vicinalen Diolen, Alkylaminen, Mercaptanen, Fettsäuren und Fettsäureamiden, deren Kohlenwasserstoffrest ebenfalls 8 bis 24, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatome und deren Polyglykolätherrest 3 bis 20 Xthylenglykoläthergruppen enthalten. Schließlich kommen auch Blockpolymere des Äthylenoxids und Propylenoxids in Frage, beispielsweise solche, die unter der Bezeichnung Pluronics und retronics im Handel sind. Der Anteil der nichtioniscI#en Tenside kann 0 bis 50, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% der Tensidkomponente betragen. Bevorzugt werden Gemische von Polyglykolätherderivaten mit unterschiedlic}lem Alkoxylierungsgrad verwendet, beispielsweise ein Gemisch aus äthoxylierten, 2 bis 5 Glykolätherreste bzw. 8 bis 15 Glykolätherreste aufweisenden C12-C18-Alkoholen im Verhältnis 3 : 1 bis 1 : 5.
Gegebenenfalls können auch Tenside vom Sulfonat- und Sulfattyp in untergeordneter Menge anwesend sein, beispielsweise Alkylbenzolsulfonate, wie n-Dodecylbenzolsulfonat, ferner Olefinsulfonate,oC,Sulfofettsäureester, primäre und sekundäre Alkylsulfate sowie die Sulfate von äthoxylierten oder propoxylierten höhermolekularen Alkoholen. Der Anteil dieser Verbindungen an der Tensidkomponente beträgt weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 25 Gew.-% und insbesondere weniger als 10 Gew.-%.
Der Gesamtgehalt der Wasch- bzw. Reinigungslösung an Tensiden beträgt 0,3 bis 3 g/l, vorzugsweise 0,5 bis 2 g/l.
Außer Seife bzw. den vorgenannten Tensiden enthält die Reinigungslösung die im Hauptpatent (Patentanmeldung P 25 56 827.8) bzw. in dem Zusatzpatent (Patentanmeldung P 26 51 793.1) genannten wasserlöslichen Calciumionen bindenden Komplexbildnern in einer Messe von 0,05 bis 3 g/l. Ferner können übliche Wasch- und Reinigungsmittelzusätze, wie Alkalicarbonate, Alkalisilikate, Neutralsalze, Bleichmittel sowie Verbindungen, die derartige Bleichmittel stabilisieren bzw.
aktivieren, Vergrauungsinhibitoren, optische Aufheller, Enzyme, Schauminhibitoren wie Behenate oder organische Siliciumpolymere, Biocide, Korrosionsinhibitoren sowie Farb- und Duftstoffe, so wie sie in der Patentanmeldung P 24 12 837 aufgeführt sind.
Das erfindungsgemäße Waschverfahren eignet sich insbesondere zum Waschen von Textilien und zwar sowohl bei hohen Temperaturcn von beispielsweise 850 bis 100 0C als auch bei niedrigen bzw.
mittleren Temperaturen von beispielsweise 400 bis 65 OC, in dem üblicherweise Synthetics und Pflegeleicht-Textilien gewaschen werden.
Beispiel Es wurde eine modizifizierte Waschmaschine mit horizontal angeordneter Trommel (Bauart Siemens, Modell 642) gemäß Figur 1 verwendet, wobei nur diejenigen Teile dargestellt sind, die für die Erklärung der Funktion der Waschmaschine wesentlich sind. Die Zuführung des Leitungswassers erfolgt über den Anschlußstutzen (11) bei geöffnetem Ventil (12). Es gelangt in den Einfüllkasten (13), über den die Zugabe des Waschmittels erfolgt. Nach Passieren des Ventils (14) gelangt das mit dem Waschmittel beladene Wasser über die Zuleitung (15) in die an der Verschlußtüre (4) angebrachte und mit dem Austauscher beschickte Kammer (5). Die Verschlußtür ist an dem Außenmantel (1) der Waschmaschine angelenkt und gegen diesen abgedichtet. Die Kammer (5) ist konisch ausgebildet bzw. weist die Form eines abgerundeten Kegelstumpfes auf und ragt mit der Rückwand in den Laugenbehälter (2) und die darin drehbar angeordnete, zur Aufnahme des Waschgutes bestimmte Trommel (3) hinein.
Die Rückwand der Kammer ist als Filterfläche ausgebildet, d.h.
Kammerwand ist perforiert und auf der Innenseite mit einem Filter aus Drahtgewebe belegt. Die Kammer (5) ist mit einer lösbaren Verbindung an der Innenwand der Verschlußtüre (4) angebracht, so daß sie leicht geöffnet und gereinigt bzw. der aufgebrauchte Kationenaustauscher entfernt werden kann. Im Boden der Kammer mündet der Austrittsstutzen (7) der Ringleitung (8).
Der Austrittsstutzen ist mit mehreren düsenartigen Austrittsöffnungen versehen, die eine starke Fliissil}:eitsstr(3mung und damit eine intensive Verwirbelung des feinteiligen Kationenaustauschers bewirken. Damit wird ein schneller Stoffaustausch gefördert und der Gefahr des Verstopfens der Filteroberflaclae vorgebeugt. Die beiden in die konische Ka##rwandung eingelassenen Zuführungsstutzen für das Frischwasser bzw. die im Kreislauf geführte Waschlösung stehen bei geschlossener Tür in direkter Verbindung mit den korrespondierenden Zuleitungen, die in die ebenfalls konisch gestaltete Kröpfung der Laugentrommel eingelassen sind. Die Ubergangsstellen sind mit flexiblen Dichtungen versehen.
Der Kationenaustauscher kann vor Waschbeginn unlaittelbar in die Kammer (5) oder auch in den Einfüllkasten (13) gegeben und zusammen mit dem einströmenden Frischwasser in die Kammer (5) überführt werden. Während des Enthärtungs- und Waschprozesses verbleibt er in der Kammer (5), während die Reiniqungsflüssi##keit mit den gelösten Waschmittelbestandteilen durch das Filter zu dem in der Trommel (3) befindlichen Textilgut bzw. in den Laugenbehälter (4) gelangt. Während des Waschprozesses wird die Waschlauge durch die im Boden des Laugenbehälters angebrachten Ringleitung (7) abgesaugt und mittels der Umlaufpumpe (8) in die Filterkammer (5) gefördert, von wo aus sie nach Durchtritt durch das Filter in die Trommel zurückgelangt. Während der Kreislaufführung der Waschflotte bleiben die Ventile (10) und (14) geschlossen. Nach Beendigung des Waschprozesses wird die verbrauchte Lauge nach öffnen des Ventils (9) ausgetragen. Die Zugabe und das Austragen des Nachspülwassers erfolgt in der gleichen Weise. Es kann vorteilhaft sein, den Kationenaustauscher während des Nachspülens noch in der Filterkammer zu belassen, da er im allgemeinen noch über eine gewisse Austauscherkapazität verfügt und das Nachspülen mit teilweise enthärtetem Wasser einer Kalkseifenbildung bzw. Inkrustation der Textiifaser entgegenwirkt.
Mit der gleichen Maschine können auch Waschprozesse in konventioneller Weise durchgeffihrt werden. In diesem Fall unterbleibt die Zugabe des Kationenaustauschers und das Umpu1upcn der Waschlauge.

Es wurden die in Tabelle 1 aufgeführten Waschmittelrezepturen verwendet (anionische Tenside als Natriumsalz; Ä0 bedeutet Äthylenoxid; Mengenangabe in Gewichtsprozent).

Bestandteil Beispiel Vergleich

1 2 I II III

Talgseife 7,5 7,5 7,5 - -

Cocosseife 2,5 2,5 2,5 - -

Talgalkohol + 14 Äo 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7

Talgalkohol + 5 ÄO 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3

Oleylalkohol + 10 Äo 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

n-Dodecylbenzolsulfonat - - - 6,0 6,0

Na-Behenat - - - 3,0 3,0

Na-Tripolyphosphat 20,0 5,0 40,0 40,0 20,0

Na-Citrat - 5,0 - - -

EDTA (Tetra-Na-Salz) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

Natriumsulfat 10,0 - 10,0 10,0 10,0

Na-Wasserglas 3,0 3,0 310 3,0 3,0

Na-Perborat 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0

Mg-Silikat 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

Wasser 22,8 44,8 2,8 3,8 23,8

Tabelle 1 Bei Beispiel 1 kamen 2, <j/l, im 2. Beispiel 5 g/l eines Kationenaustauschers gemäß Beispiel 1 der Patentanmeldung P 25 56 827.8 zur Anwendung. In den Beispielen wurde die Waschlösung mit einer Leistung von 6,5 - 7,5 Liter pro Minute umgepumpt, während in den Vergleichsversuchen das Umpumpen der Lauge unterblieb. Außerdem wurde das Leitungswasser (Anfangshärte 17 °dll) in den Beispielen bei eingebrachtem Waschgut 10 Minuten im Kreislauf gepumpt und dabei auf eine Resthärte von 3,5 Od enthärtet, bevor das Waschmittel zugesetzt wurde. In den Vergleichsversuchen unterblieb diese Vorenthärtung.

Während des Waschens wurde nach jeweils 5 Minuten das Umpumpen für 2 Minuten unterbrochen (Energieeinsparung). Einschließlich Aufheizzeit betrug die Waschperiode 80 Minuten bei 95 0C und 45 Minuten bei 60 OC.
Die Waschmaschine wurde mit jeweils 3,5 kg Füllwäsche und unter standardisierten Bedingungen angeschmutzten Textilproben (Proben des Wäschereiforschungs-Institutes Krefeld) beschickt. Die Textilproben bestanden aus Baumwolle (B), ausgerüsteter Baumwolle (aB) und Mischgewebe (51) aus 50 9s Polyesterfaser und 50 % ausgerüsteter Baumwolle. Das Flottenverhältnis (kg Waschgut zu Liter Waschflotte) betrug 1 : 6, die Waschmittelkonzentration betrug 5 g/l und die Menge der Waschlauge 25 1. Nach dem Waschen, Spülen und Trockenschleudern wurde die Remission der Proben photometrisch bestimmt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Sie zeigen, daß die in erfindungsgemäßer Weise eingesetzten Rezepturen mit halbiertem (Beispiel 1) bzw. auf 5 % erniedrigtem (Beispiel 2) Phosphatgehalt bei 60 0C eine ähnliche Waschkraft aufweisen wie die phosphatreiche, seifenhaltige Rezeptur bei konventioneller Arbeitsweise (Versuch a). Der Alkylbenzolsulfonat enthaltenden, phosphatreichen Rezeptur sind sie bei 60 OC nur geringfügig überlegen, waschen jedoch erheiblich besser als eine Alkylbenzolsulfonat-Rezeptur mit llalbiertem Phosphatgehalt (Versuch c). Bei 95 0C ist das erfindungsgemäße Verfahren (Beispiel 3) einem konventionellen Verfahren, das sieh hoher Phosphat- und Alkylbenzolsulfonat-Gehalte bedient, nahezu gleichwertig.

Beispiel Rezeptur Temperatur Kreislauf- % Remission

Vergleich führung B aB M

1 1 600 ja 56 68 57

2 2 600 ja 57 68 57

3 2 900 ja 70 - -

a 1 600 - 58 70 57

b II 600 - 60 71 60

c III 600 - 48 60 50

d II 900 - 72 - -

Tabelle 2 L e e r s e i t e

Claims

~Verfahren zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen Werkstoffen unter Verwendung phosphatarmer oder phosphat freier Wasch- und Reinigungsmittel Zusatz zum Patent (Patentanmeldung P 26 51 793.1) (D 5508)) Pdtentansprüche 1. Verfahren zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen Werkstoffen unter Verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier Wasch- und Reinigungslösungen in Gegenwart von wasserunlöslichen, ein Calciumbindevermögen von mindestens 2 mVal/g aufweisenden Kationenaustauschern, wobei sich der Kationenaustauscher von einem Copolymeren oder Pfropfpolymeren olefinisch ungesättigter einwertiger und/oder mehrwertiger Carbonsäuren ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasch- und Reinigungslösung 0,05 bis 2 g/l an wasserlöslichen, Calciumioneii bindenden Komplexbildnern enthält und kontinuierlich oder intermittierend mittels einer Ringleitung über eine Adsorptionsvorrichtung geleitet wird, die geeignet ist, den Kationenaustauschor von der Waschflüssigkelt abzutrennen, wobei man die rWaschflüsSikeit vor dem Zufügen der übrigen wascherdund reinigend wirkenden Verbindungen mit hilfe des eingebrachten Kationenaustauschers auf einen Härtegrad von nicht mehr als 7 OdH (70 mg CaO/Liter), vorzugsweise weniger als 5 OdH (50 mg CaO/Liter) enthärtet, nach Patent (Patentanmeldung P 26 51 793.1), dadurch gekennzeichnet, daß man das Waschen und Reinigen mittels eines Reinigungsmittels durchführt, in dem die Tenside zu mehr als 50 Gew.-% aus Alkalimetallseifen von gesättigten und/oder ungesättigten Seifen mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen durchführt und wobei der Seifengehalt der Reinigungslösung mindestens 0,2 g/l beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Waschen mittels eines Reinigungsmittels durchführt, dessen Tensidkomponente zu 60 bis 90 Gesz.-% aus Seife besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Waschen mittels eines Reinigungsmittels durchführt, in dem die Tensidkomponente zu 10 bis 40 Gew.-% aus nichtionischen Tensiden aus der Klasse der Polyalkylenglykolätherderivate besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Waschen mittels eines Reinigungsmittels durchführt, in dem die Tensidkomponente zu weniger als 25 Gew.-%, insbesondere weniger als 10 Gew.-% aus Tensiden vom Sulfonat- und Sulfattyp besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Waschflüssigkeit mit einem Gehalt: von 0,4 bis 2 g/l Seife anwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß man Seifengemische aus Fettsäuren der Kettenlänge C12-C14 und solche der Kettenlänge C16-C18 im Gewichtsverhältllis 2 : 1 bis 1 : 5 einsetzt.