DE3008054A1

DE3008054A1 - Wasch- und reinigungsmittel

Info

Publication number: DE3008054A1
Application number: DE19803008054
Authority: DE
Inventors: Werner 5216 Niederkassel Gohla; Joachim Dipl.-Chem. Dr. 5042 Erftstadt Kandler; Jürgen Dipl.-Chem. Dr. 6233 Kelkheim Russow; Horst-Dieter Dipl.-Chem. Dr. 5030 Hürth Wasel-Nielen
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1980-03-03
Filing date: 1980-03-03
Publication date: 1981-09-17
Also published as: DK93781A; CA1152847A; EP0035137A1; FI810631L; NO810698L

Description

HOECHST äK?^tt:: !GESELLSCHAFT HOE 80/H

Wasch- un * Reinigungsmittel

Die Erfindung betrifft ein Wasch- und Reinigungsmittel mit 2-20 Gew% mindestens eines Tensides, 5-30 Gev% eines Natrium-Aluminium-Silikates und 5-24 Gew% eines Alkaliphosphates als Detergensgerüststoffe, sowie mit 30 - 80 Gew% Waschhilfsstoffen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es zusätzlich 3-40 Gew% mindestens einer Verbindung, ausgevrählt aus Derivaten der Hydroxy lamindi sulf ons äur e der Formel

a) M¹ON(SO₃M)₂

20 Derivaten der Kitridosulfonsäure der Formel

b) M(SO₃M)₅

und Derivaten der Imidosulfonsäure der Formel 25

c) M^rN(S0-M)₂

als Detergensgerüststoff aufweist, wobei Ή¹ ein H-, Na- oder K-Atom oder die NH--Gruppe und M ein Na- oder K-Atom oder die NH/-Gruppe bedeuten.

Das Wasch- und Reinigungsmittel ist bevorzugt durch eine Kombination von Verbindungen gemäß b} und c) gekennzeichnet. Beispielsweise lassen sich Kombinationen aus 10 - 30 Gev% b) und 90 - 70 Gew^ c) oder auch 70 90 Gew?o b ) und 30 - 10 Gew% c) einsetzen. M und M' bedeuten bevorzugt Natrium-Atome.

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Es ist bekannt, daß durch eine Kombination von Detergensgerüststoffen mit Seifen und synthetischen Detergentien (Tensiden) eine Verbesserung hinsichtlich der Reinigungswirkung und/oder der Weißgradaufrechterhaltung im Vergleich zur alleinigen Verwendung von Seifen oder Detergentien (Tensiden) erzielt wird.

Der Mechanismus der Wirkung von Detergensgerüststoffen ist noch nicht vollkommen geklärt, so daß eine grundsätzliche Vorhersage, welche Verbindungstypen hierfür geeignet sein könnten, nicht möglich ist.

Aufgrund der Vielzahl der Einzelwirkungen, die insgesamt zur Verstärkung der Waschkraft synthetischer Detergentien (Tenside) beitragen, muß nach den heute vorliegenden Kenntnissen ein Detergensgerüststoff befähigt sein:

1) die Härtebildner des Wassers, wie Calcium- und 20 Magnesiumionen, zu binden;

2) Pigmentschmutzteilchen als Hauptbestandteil ies Wäscheschmutzes in der Waschflotte zu dispergieren;

25 3) abgelösten Schmutz in der Waschflotte zu stabilisieren, um ein erneutes Aufziehen der Schmutzpartikel auf die Faser zu vermeiden;

4) die Tensidadsorption an der Faser zu verringern.

Um Aufschluß über das Leistungsvermögen und die Eignung einzelner Produkte als Detergensgerüststoff zu erhalten, bestimmt man zweckmäßig ihre Verhaltensweise und ihren Wirkungsgrad beim Waschprozeß. Daait wird sichergestellt, daß alle an der Gerüst st of iVii .:ung beteiligten Faktoren qualitativ und quantitativ Berücksichtigung finden.

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BAD ORIGfNAL

Bekannte Detergensgerüststoffe sind Alkaliphosphate und -polyphosphate, aber auch die "wasserunlöslichen Natrium-Aluminiumsilikate (Zeolithe A und X). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird als Alkaliphosphat vorzugsweise Natriumtripolyphosphat eingesetzt, das unter den Detergensgerüststoffen eine bevorzugte Stellung einnimmt, da es alle vorgenannten Bedingungen erfüllt, wobei sich in Kombination mit Detergentien (Tensiden) in Bezug auf die Waschwirkung synergistische Effekte ergeben. Infolgedessen stellt Natriumtripolyphosphat heute in .allen Fein-, Grob- und Buntwaschmitteln den wesentlichsten Detergensgerüststoff dar. Der Gehalt der bekannten Waschmittel an diesem Gerüststoff liegt im Bereich von 25 - 65 Gew% und bei Reinigungsmitteln sogar teilweise bis zu 90 Gew%.

Infolge des erheblichen Yerbrauchsanstieges phosphathaltiger Wasch- und Reinigungsmittel, sowohl im Haushalt als auch im Gewerbe, hat sich der Gehalt der natürlichen Gewässer an diesen Phosphaten erhöht. Bei der Diskussion über die Ursachen der zunehmenden Gewässereutrophierung wurde in letzter Zeit den wasserlöslichen Phosphatsalzen die Eigenschaft zugesprochen, das Wachstum bestimmter Algenspezies unter bestimmten Bedingungen zu fördern und somit zur Eutrophierung der Gewässer beizutragen, wodurch der Sauerstoffhaushalt der Gewässer erheblich gestört wird. Daher wird von verschiedenen Seiten versucht, phosphorfreie Ersatzstoffe für die bisher in Waschmittelformulierungen verwendeten Detergensgerüstsubstanzen zu entwickeln oder durch Kombination von Alkalipolyphosphaten mit geeigneten anderen Detergensgerüststoffen eine Reduzierung des Gesamtphosphor-Gehaltes der Waschmittelformulierung zu erreichen.

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Die bekannten und auch die erfindungsgemäßen Waschmittel enthalten weiterhin verschiedene Waschhilfsstoffe, die vielfach auch als Detergensgerüststoffe angesehen werden, z. B. Alkalicarbonate, -borate, -bicarbonate, -Silikate, Nitrilotriessigsäure, Citronensäure, Oxydiessigsäure (HOOC-Ch₂-O-CH₂-COOH), Oxydibernsteinsäure, 1,2,3,4-Cyclopentantetracarbonsäure, Polyacrylsäure, Polymaleinsäure.

Die vorgenannten Substanzen und auch die Zeolithe haben sich nicht als in jeder Beziehung befriedigend erwiesen, da sie entweder eine zu starke Komplexbildung mit Schwermetallen und Übergangsmetallen zeigen, wodurch auf dem Wege der direkten Sequestrierung oder nachträglichen Remobilisierung des Flußsedimentes Schwermetalle in Oberflächengewässern angereichert werden und dadurch in das Trinkwasser gelangen können oder indem sie nicht in ausreichendem Maße die eingangs erwähnten, von guten Detergensgeruststoffen zu erwartenden Eigenschaften besitzen und dadurch keine zufriedenstellenden Waschergebnisse liefern. Außerdem mangelt es teilweise an wirtschaftlichen Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen .

In der DE-PS 25 4-5 611 wird die Verwendung von "Imidobissulfaten" der allgemeinen Formel (MS0,)pNM^f, worin M ein Alkali- oder Ammonium-Kation und M¹ ein Wasserstoffatom oder ein Alkali- oder Ammonium-Kation bedeuten, als Detergensgerüststoff vorgeschlagen. Die

30 korrekte Bezeichnung ist jedoch Imidosulfonat, eine

Substanz, die unter Formel c) auch Bestandteil unseres erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittels sein kann. Es wird dort zwar in Spalte 8 ohne näbeien :^T?chvreis behauptet, Trinatriumimidobissulfat ergebe praktisch £·'.·

35 gleiche Detergenswirkung wie Natriumtripolyphosphat,

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BAD ORIGINAL

doch, geht aus -unseren eigenen Vergleichsversuchen hervor (vergl. die nachfolgenden Beispiele 1 und 6), daß die Hinzufügung von Trin? ^!-iumimidosulfonat zu einem Natriumtripolyphosphat enthaltenden, aber zeolithfreien Waschmittelansatz dessen Waschkraft kaum verbessert.

Weiterhin werden in der DE-AS 24 12837 Wasch- und Bleichmittel für Textilien vorgeschlagen, in denen ein Teil des Natriumtripolyphosphats durch Natrium-Aluminium-

10 Silikate ersetzt wurde. Derartige Waschmittel (vergl.

die nachfolgenden Beispiele 2 und 3) besitzen gegenüber solchen, die mit den vorgenannten Imidosulfonaten ausgestattet sind (vergl. die nachfolgenden Beispiele 4 bis 6), eine bessere Waschkraft. Jedoch stellen auch die Natrium-Aluminiumsilikate nicht die optimale Lösung für einen Detergensgerüststoff dar, da sie nur über eine ungenügende Dispergierwirkung und ein mäßiges Komplexiervermögen im Wasohproaeß verfügen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Nachteile der bekannten Gerüststoffkombinationen zu überwinden, d» h. Kombinationen zu finden, die nicht nur in ihrer ¥aschkraft effektiver sind, sondern auch auf äer Basis leicht zugänglicher Rohprodukte hergestellt

25 werden können.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß diese Forderung erfüllt wird, wenn das Wasch- und Reinigungsmittel neben den üblichen Tensiden und Waschhilfsstoffen eine Gerüststoffkombination aus Alkaliphosphaten, Natrium-Aluminiums ilikat en und mindestens einer Yeri-Lndung an es Derivats der Hydroxylamindisulfonsäure, Nitride·sulfonsäure und/oder Imidosulfonsäure entsprechend den eingangs aufgesLgten Formeln gemäß a), b) und c) enthälζ.

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BAD ORIGINAL

Das Wasch- und Reinigungsmittel der Erfindung enthält als Tenside bevorzugt solche anionischer, zwitterionischer (ampholytischer) oder nichtionischer Natur.

Unter anionischen Tensiden sind die wasserlöslichen Salze höherer Fettsäuren oder Harzsäuren, wie Natriumoder Kaliumseifen von Kokos-, Palmkern- oder Rüböl sowie von Talg und Gemischen davon zu verstehen. Weiterhin zählen dazu höhere alkylsubstituierte, aromatische Sulfonate, wie Alkylbenzolsulfonate mit 9 bis 14 C-Atomen im Alkylrest, Alkylnaphihalinsulfonate, Alkyltoluolsulfonate, Alkylxylolsulfonate oder Alkylphenolsulfonate; Fettalkoholsulfate (R-CH^-O-SO^Na; R = C₁₁^₁₇) oder Fettalkoholethersulfate, wie Alkalüaurylsulfat oder Alkalihexadecylsulfat, Triethanolaminlaurylsulfat, Natrium- oder Kaliumoleylsulfat, Natrium- oder Kaliumsalze von mit 2 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxyliertem Laurylsulfat. Weitere geeignete anionische Tens.¹Je sind sekundäre lineare Alkansulf onate sowie oL-Olefinsulf .^nate mit einer

20 Kettenlänge von 12-20 C-Atomen.

Unter nichtionischen Tensiden sind solche Verbindungen zu verstehen, die eine organische, hydrophobe Gruppe sowie einen hydrophilen Rest aufweisen, z. B. die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen oder höheren Fettalkoholen mit Ethylenoxid, die Kondensationsprodukte von Polypropylenglykol mit Ethylenoxid oder Propyl>raoxid, die Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit dem Reaktionsprodukt aus Ethylendiamin und Propylenoxid, sowie lang-

30 kettige tertiäre Aminoxide ( 9^H3 ).

O,_OH_O(--N = 0

CH₃

1 3 G ' - ο / υ 1 5 3

BAD ORIGINAL

Schließlich umfassen Tenside mit zwitterionischem (ampholytischem) Charakter folgende Verbindungen: Derivate von aliphatischen, sekundären und tertiären Aminen oder quaternären Ammoniumverbindungen mit 8 bis 18 C-Atomen und einer hydrophilen Gruppe im aliphatischen Rest, wie ζ. B. Natrium-3-dodecylaminopropionat, Natrium-3-dodecylaminopropansulfonat, 3-(N_sN-Dimethyl-N-hexadecylamino)-propan-1-sulfonat oder Fettsäureaminoalkyl-Ν,Ν-dimethylacetobetain, wobei die Fettsäure 8 bis 18 C-Atome und der Alkylrest 1-3 C-Atome enthält.

Eine praktisch bewährte Waschmittelformulierung gemäß der Erfindung enthält als Tensid beispielsweise Dodecylbenzolsulfonat, gehärtete Talgseife und/oder mit 12 MoI-äquivalenten Ethylenoxid ethoxylierten Talgfettalkohol.

Waschhilfsstoffe gemäß der Erfindung umfassen Produkte wie die Alkali- oder Ammoniumsalze der Schwefelsäure, Kieselsäure, Kohlensäure, Borsäure, Alkylen-, Hydroxyalkylen- oder Aminoalkylenphosphonsäure sowie Bleichmittel, Stabilisatoren für Peroxidverbindungen (Bleichmittel) und wasserlösliche organische Komplexbildner.

Im einzelnen gehören zu den Bleichmitteln Natriumperboratmono- oder tetrahydrat, die Alkalisalze der Peroxomono- oder Peroxodischwefelsäure, die Alkalisalze der Peroxodiphosphorsäure (H^P^Og). Als Stabilisator für diese Bleichmittel fungiert z. B. wasserlösliches, gefälltes Magnesiumsilikat. Organische Komplexbildner sind die Alkalisalze der Iminodiessigsäure, Nitrolitriessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Methylendiphosphonsäure, 1-Hydroxyethan-i,1-diphosphonsäure und Nitrilotrismethylenphosphonsäure.

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Waschhilfsstoffe, die das Schmutztragevermögen von Waschflotten erhöhen, wie Carboxymethylcellulose, Carboxymethylstärke, Methylcellulose oder Copolymere von Maleinsäureanhydrid mit Merfchy!vinylether, Schaumregulatoren, wie Mono- und Dialkylphosphorsäureester mit 16 bis 20 C-Atomen im Alkylrest sowie optische Aufheller, DisinfizienzLen und/oder proteolytische Enzyme können ebenfalls zusätzliche Bestandteile des Wasch- und Reinigungsmittels sein.
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Beispiele

Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Gertiststoffkombinationen wurde anhand von Waschversuchen ermittelt. Die Testreihen und deren Vergleichsversuche sind in den Tabellen 1 und 2 wiedergegeben.

Die Waschversuche wurden mit einem Standard-Baumwollgewebe mit Krefeider Anschmutzung in einem Launderometer bei einer Waschflottentemperatur von 95° C durchgeführt. Standard-Gewebe mit Krefeider Anschmutzung sind in dem Buch von Kurt Lindner "Tenside, Textilhilfsmittel, Waschrohstoffe", Wissenschafti. Verlagsgesellschaft Stuttgart (1964), Band II, Seite 1837, definiert.

Das Waschwasser besaß 18° dH und einen pH-Wert von 10, der durch Zugabe von Natronlauge in die Waschflotte eingestellt wurde. Die Waschzeit betrug 30 Minuten und das Flottenverhältnis, gekennzeichnet durch das Verhält-

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nis von (kg) Waschgut zu (Liter) Waschflotte, 1 : in Gegenwarx von 10 Stalalkugeln. Die Waschmitteldosierung betrug bei ^r" -.>;. Versuchen 5,0 g/l.

Das Waschmittel hatte bei allen Versuchen folgende Grundzusammense :zung:

Verbindung Gew%

Tenside:

Dodecylbenajlsulfonat	5,0
Talgfettalkohol 12E-0	3,0
Talgseife	3,0
Waschhilfsstoffe:
Magnesiumsilicat	2,0
Natriumsilicat	3_s0
Na-perborat-tetrahydrat
Carboxymethylc ellulo s e	1,5
Ethyl endiamint e t r a-	0,2

essigsäure

37,7

Nach Ablauf der vorgeschriebenen Waschzeit wurde das Standard-3aurawolgewebe einmal heiß und einmal kalt mit Wasser gleicher Härte gespült und anschließend der Weißgrad mit dem Farbmeßgerät RFC3 der Firma Zeiss bei 530 nm gemessen. Die Waschkraft der Waschflotte wurde nach der Differenzmethode ermittelt, die sich aus .folgender Gleichung ergibt:

% WK =9ftfG - %

BAD ORIGINAL

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worin bedeuten

% WK = % Waschkraft % WG = % Weißgehalt des gewaschenen Stoffes

= % Weißgehalt des ungewaschenen Stoffes

Die bei den Versuchen erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in den Tabellen 1 und 2 wiedergegeben.

Beim Vergleich der Waschkraft in den Tabellen 1 und 2 wird deutlich, daß die erfindungsgemäßen Waschmittel im Vergleich zu den bekannten Präparaten einen höheren Weißgrad erreichen.

Tabelle 1

ο
ο
ω
co

DetergensgerUststoffe	Beispiele (zum Vergleich)	2 (%)	3 <#)	4<tf)	5 (90	6 (%)	7 (Ji)
(Gew#)	1 (%)	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0	_
Na₅P₃O₁₀	20,0	10,0	18,0	-	-	-	-
Zeolith A	-	-	-	20	-	-	-
(ä) NaON(SO₃Na)₂	-	-	-	-	20	-	-
(b) N(SO₃Na)₃	-	-	-	-	-	20	-
(c) NaN(SO₃Na)₂	-	-	-	-	-	-	-
15 Gew%(b) + 85 Gew#(c)	-	-	-	-	-	-	-
85 Gew#(b) + 15 Gew%(c)	-

Rest auf 100 Gew% sind Grundzusammensetzung und übl. Waschhilfsstoffe (Na₂SO^,Opt. Aufheller,

,,,,.,, Enzyme, usw.)

% Waschkraft 26,0 28,8 29,4 27,5 27,0 27,0 16,5

CO CD CD CD O

Tabelle 2

DetergensgerUststoffe (Gewjo)	85 Gew%(c	)	Beispi 8 (96)	ele 9	(Er (96)	findung) 10 (90)	11 (96)	12 M)	13 (96)	14 (96)	15 (96)
Na₅P₃O₁₀	15 Gew%(c	)	10,0	10	,0	10,0	20	20	20	20	20
Zeolith A		18	18		18	18	18	18	18	18
a) NaON(SO₃Na)₂		10	-		-	20	-	-	-	-
b) N(SO₃Na)₃		-	10		-	-	20	-	-	-
c) NaN(SO₃Na)₂ 15 Gew#(b) +		—	—		10	—	—	20	20	—
85 GeW%(b) '+		-	-		-	-	-	-	-	20

Rest auf 100 Gew% sind Grundzusammensetzung u. UbI. Waschhilfsstoffe(N
% Waschkraft 131,0 I 31,4 I 30,9 I 36,0 I 35,8 I 35,4

SO^, Opt.
35,0 I 36,0

T'usw.)

Claims

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 80/H 005 Wasch- und Reinigungsmittel Patentansprüche 10

1) Wasch- und Reinigungsmittel mit 2-20 Gew% mindestens eines Tensides, 5-30 Gew% eines Natrium-Aluminium-Silikates und 5-24 Gew% eines Alkaliphosphates als Detergensgerüststoffe, sowie mit

15 30-80 Gev% Waschhilfsstoffen, gekennzeichnet durch einen Gehalt von zusätzlich 3-40 Gew% mindestens
einer Verbindung, ausgewählt aus Derivaten der Hydroxylamindisulfonsäure der Formel

a) MON(SO₃M)₂

Derivaten der Nitridosulfonsäure der Formel

b) N(SO₃M)₃

und Derivaten der Imidosulfonsäure der Formel

c) M^!N(SO₃M)₂

30 als Detergensgerüststoff, wobei M¹ ein H-, Na- oder K-Atom oder die NH,-Gruppe und M ein Na- oder K-Atom oder die NH^-Gruppe bedeuten.

2) Wasch- und Reinigungsmittel nach Anspruch 1, gekenn-35 zeichnet durch eine Kombination von Verbindungen

gemäß b) und c).

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