DE3010590A1 - Reinigungsmasse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf getrocknete, fein zerteilte Reinigungsmassen, insbesondere auf solche pulvrige Reinigungsmassen zum Gebrauch entweder durch Waschen mit der Hand oder in automatischen Waschmaschinen, um jede Art an Geweben zu waschen.

Ss ist bekannt, daß eine Reinigungsmasse, um zu einem befriedigenden Grad wirksam zu sein, gebildet sein muß durch mindestens:

(a) eines oder mehrere oberflächenaktive Mittel;

(b) eines oder mehrere, die Härteionen entfernende Mittel, um die Härte des Waschwassers herabzusetzen;

(c) Mittel, welche eine alkalisierende Punktion verrichten;

(d) optische Glänzmittel oder chemische Bleichmittel, um die Weiße der damit behandelten Fasern zu steigern.

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Die Masse wird im allgemeinen vervollständigt durch die Anwesenheit geringer Mengen an Zusätzen, welche verschiedene unterstützende Wirkungen ausüben, sowie durch die Anwesenheit inerter Füllstoffe. Die die Härteionen zurücknehmenden Mittel werden gewöhnlich als "Aufbaumittel" bezeichnet und sind weiterhin verantwortlich für verschiedene erwünschte Wirkungen, welche zusammen mit ihrer zurücknehmenden Wirkung ausgeübt werden wie beispielsweise die Peptisierungswirkung, die Dispergierungswirkung, die Wirkung gegen erneute Abscheidung.

Die Klasse an Substanzen, welche gegenwärtig noch diese Anzahl an Funktionen in höchst befriedigender Weise vollzieht, sind die Polyphosphate. Den PoIyphosphaten ist jedoch die kritische Wirkung eigen, daß sie unter bestimmten Bedingungen eine unkontrollierte Ausbreitung von Gewässerunkraut in Oberflächengewässern (Eutrophikationsfaktor) fördern, was zu einer widrigen Wirkung führt, die sidh aus der Veränderung der Umweltbedingungen ergibt mit daraus folgender Herabsetzung des Säuerstoffgehalts Gewässer infolge von Fermentationsprozessen, welche mit dem Endstadium des Lebenszyklus des Gewässerunkrauts in Verbindung stehen. Die Herabsetzung des Säuerstoffgehaltes in den Gewässern wirkt sich auch widrig auf den Lebenszyklus der Tierwelt im Gewässer aus.

In Reinigungsmitteln ist der Austausch von Polyphosphaten keine leichte Sache, weil gegenwärtig keine anderen Substanzen zur Verfügung stehen, welche hinsichtlich der Umweltverschmutzung mit Sicherheit gefahrlos sind und welche die Anzahl an Erfordernissen besitzen, die für ein gutes "Aufbaumittel" typisch sind.

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Ganz überraschend wurde nunmehr gefunden, daß es möglich ist, den Polyphosphatgehalt in den Reinigungsmassen wesentlich, herabzusetzen oder sogar fortzulassen, ohne ihre Waschkraft zu beeinträchtigen, indem man die Polyphosphate in der Reinigungsmasse durch eine synergists ehe Kombination einer Seife und eines löslichen Salzes der Zitronensäure, teilweise oder vollständig ersetzt.

Die Erfindung beinhaltet eine Reinigungsmasse, welche als Komplex bildendes Mittel für Härteionen 1o bis 5o Gew./6 eines wasserlöslichen Salzes der Zitronensäure; 5 bis βο Gew.% eines wasserlöslichen Salzes einer Fettsäure mit einer Kettenlänge an Kohlenstoffatomen von 6 bis 24 C; und einen Phosphorgehalt von ο bis 2,5 Gew.% aufweist. Zu dieser Masse können Zusätze hinzugefügt werden wie Bleichmittel, optische Glänzmittel, "Aufbaumittel", alkalisierende Mittel, oberflächenaktive Mittel, Füllstoffe und dergleichen Substanzen, welche gewöhnlich in Kombination mit Reinigungsmassen gebraucht werden.

Gemäß einem hauptsächlichen Gesichtspunkt, kennzeichnen sich die erfindungsgemäßen Reinigungsmassen durch einen Gehalt von 1o bis 5o % eines wasserlöslichen, vorzugsweise eines Alkalimetallsalzes der Zitronensäure, und 5 bis βο'% eines wasserlöslichen, vorzugsweise eines". Alkalimetallsalzes von natürlichen oder synthetischen Fettsäuren mit einer Kettenlänge von 6 bis 24 Kohlenstoffatomen.

Diese Art von Alkalisalzen der Fettsäuren werden allgemein als "Seifen" bezeichnet und so werden sie auch nachstehend bezeichnet.

Es ist wesentlich, daß die beiden vorgenannten Verbindungen in einer Reinigungsmasse gleichzeitig anwesend

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sind, weil Iceine von ihnen das Vermögen besitzt, die Wirkung des "AuPbaumittels" einzeln zu verrichten, wie sie erforderlich ist, falls eine wesentliche Herabsetzung oder ein vollständiger EEsatz der Polyphosphate in der Reinigungsmasse gewünscht wird.

Die synergistische Wirkung des Zitrats und der Seife gemäß der Erfindung wird am besten gezeigt, wenn das Waschen bei hohen Temperaturen vollzogen wird, wo das herabgesetzte Komplexbildungsvermögen des Zitrats ausgeglichen wird durch die Bnthärtungswirkung der Seife, welche die Ausfällung der im Wasser vorhandenen Härteionen in Form von wasserunlöslichen Seifen verursacht. Der so in der Waschlösung gebildete Niederschlag besitzt keine bedeutende Neigung, an der Waschmaschine oder an den Geweben hängen zu bleiben.

Die erfindungsgemäßen Reinigungsmassen sind ferner gekennzeichnet durch einen P-Gehalt in der fertigen Reinigungsmasse im Bereich zwischen ο und 2,5 Gew.%, was ein bedeutend herabgesetzter Gehalt ist, verglichen mit den gewöhnlichen Reinigungsmitteln, welche zum Waschen von Geweben gebraucht werden, in denen der P-Gehalt im allgemeinen einen viel höheren Wert im Bereich von 6 bis 8 % oder mehr besitzt. Die erfindungsgemäßen Reinigungsmassen sind daher mit einer niedrigen Eutrophikationskraft ausgestattet, weil der Prozentgehalt an Phosphor sich auf einem niedrigen Wert bzw. bei einem Nullwert befindet. Das Zitrat, welches in diesen Massen anwesend ist, besitzt eine sehr geringe Giftigkeit gegen Wasserpflanzen (Gewässerunkraut), wirbellose Tiere, Fische und Säugetiere. Außerdem besitzt es eine gute biologische Abbaubarkeit sowohl im Wasser als auch in der Erde, und zwar sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Bedingungen. Die Seife besitzt ebenfalls sehr geringen Giftigkeitsgrad und kann sehr rasch zu

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CO« und Wasser vollständig abgebaut werden. Daher ist die Verschmutzungskraft des Zitrats und der Seife besonders niedrig während der Grad ihrer ökologischen Verträglichkeit hoch zu sein scheint.

Mannigfache oberflächenaktive Mittel, alkalisierende Mittel, Trägermittel, Fleckenentfernungsmittel, Bleichmittel, optische Glänzer, der erneuten Abscheidung entgegenwirkende Mittel, und inerte Füllstoffe, können zur erfindungsgemäßen Masse hinzugesetzt werden. Die genannten Mittel sind an sich bekannt und seien hier nicht näher beschrieben.

In der erfindungsgemäßen Masse können auch andere zurücknehmende Mittel, welche von Polyphosphaten und Zitrat verschieden sind, verwendet werden, um einige v/eitere Leistungen der Reinigungsmittel zu erzielen, zusätzlich zu denjenigen, welche bereits ganz zufriedenstellend sind und die mit den erfindungsgemäßen Reinigungsmitteln erzielt werden.

Unter einigen zurücknehmenden ■ .Mitteln,! welche in Kombination mit der erfindungsgemäßen Masse verwendet werden können, seien die folgenden organischen Säuren und deren Salze erwähnt: Mehrwertige Carbonsäuren (welche nicht Zitronensäure sind); Hydroxycarbonsäuren; Aminocarbonsäuren; Carboxyl-alkyl-äther; Carbonsäuren und Phosphonsäuren (mit einem maximalen P-Wert von 2,5 Gev.%, berechnet auf das Gesamtgewicht der Masse); Polymere mit mehreren anionischen Funktionen.

Als Beispiel anorganischer Mittel, welche komplexbildende Wirkung entwiekeln, seien die Verbindungen der allgemeinen Formel:

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^_n0)_x.Me₂O₃.(Si0₂)y 030041/0635

erwähnt, in welcher Cat ein Kation der Wertigkeit
η ist, welches mit Calcium austauschbar ist, χ eine Zahl von o,7 bis 1,5 ist, Me Aluminium oder Bor ist, und y eine Zahl von 0,8 bis 6 ist.

Die erfindungsgemäße Masse kann nach irgendeinem
Verfahren bereitet werden, welches zur Herstellung
gepulverter Reinigungsmittel geeignet ist.

Diese Massen werden vorzugsweise bereitet nach einem Verfahren, bei welchem das Alkalisalz der Zitronensäure, die Seife und die anderen Komponenten der Masse, welche unter Hitzebedingungen stabil sind, in der Form wässriger, pulpiger Ansätze durch Trocknen in der Hitze, vorzugsweise durch Heißzerstäubung, in leicht handzuhabende Pulver, insbesondere in Kügelchen, umgewandelt werden. Bs ist möglich, zu der so bereiteten pulvrigen Masse einige Komponenten hinzuzusetzen wie Perborate, Enzyme, Parfüm und ähnliche Komponenten, welche dem Heißtrocknungsverfahren nicht unterworfen werden können.

Die erfindungsgemäßen Reinigungsmassen bieten nicht die Probleme, welche den Massen mit niedrigem PoIyphosphatgehalt oder keinem Polyphosphatgehalt eigen sind.

Eines dieser Probleme bildet die Neigung zur Bildung von Belägen auf den metallischen Teilen der Waschmaschine und insbesondere auf dem Tank oder auf der Trommel der Waschmaschinen, oder auf den bewegbaren Teilen der Pumpe und des Entleerungsventils, auf dem Druckschalter und insbesondere auf den Heizelementen dieser Maschinen. Insbesondere im Falle von Belägen bzw. Verkrustungen auf den Heizelementen, können einige widrige Wirkungen auftreten. Zunächst neigt die so gebildete Verkrustung dazu, den Wärmeaustausch zwischen den Heizelementen

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und dem Waschwasserbad herabzusetzen. Dies bringt die Gefahr einer übermäßigen Temperatursteigerung der Heizelemente mit sich, sodaß die Heizelemente wahrscheinlich eine kürzere mittlere Lebensdauer besitzen. Ferner dauert der Waschzyklus längere Zeit, wenn das Schalten von der einen zur nächsten Stufe des Zyklus durch einen Thermostaten gesteuert wird. Dies hat nicht nur eine Zeitverschwendung, sondern auch eine Energieverschwendung zur Folge. In dem Fall, wo das Schalten von der einen zur nächsten Stufe des Zyklus durch einen Zeitgeber (timer) gesteuert wird, hat dies zum Ergebnis, daß in der betreffenden Waschstufe eine Temperatur erreicht wird, welche niedriger ist als die geforderte. Dies führt gemäß statistischen Daten zu einer Herabsetzung des Waschwirkungsgrades.

Sämtliche der obigen Faktoren besitzen einen nachteiligen Einfluß auf die mittlere Lebensdauer der Waschmaschine.

Ein anderes Problem in Verbindung mit Reinigungsmitteln, welche einen geringen oder sogar keinen Gehalt an PoIyphosphaten aufweisen, besteht in der,Beladung der Gewebe infolge der Abscheidung von Salzen auf den gewaschenen Geweben. Die Gewebe können daher graustichig und im Griff rauher werden und diese Faktoren sind beide von grundlegender Wichtigkeit was die Norm des Waschens betrifft. Die mittlere Lebensdauer der Gewebe wird ebenfalls nachteilig beeinflußt.

Schließlich ist das wahrscheinlich wichtigste Problem bei Reinigungsmassen mit niedrigem oder keinem Poly- _: phosphatgehalt, das Problem der Waschleistung des Reinigungsmittels.

Für die Benutzer ist es gegenwärtig üblich, hoch

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genormte Reinigungsmittel zu verwenden, welche es gestatten, ganz befriedigende Ergebnisse zu erzielen. Dies ist auch zurückzuführen auf den bedeutenden Beitrag der Polyphosphate, welche in den gegenwärtig verwendeten Reinigungsmitteln vorzufinden sind.

Die erfindungsgemäßen Reinigungsmittel gestatten es, die Waschwirkungen bei Geweben bei einem guten Standard zu halten und die Komponenten einer Waschmaschine beim mechanischen Vaschen unbeschädigt zu halten. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Reinigungsmittel werden die Verkrustungen auf der Maschinentrommel, auf den Tankoberflächen und auf den Heizelementen ausgeschaltet oder auf ein Mindestmaß herabgesetzt und auch Beläge auf den gewaschenen Geweben werden bei einer guten Reinigungswirkung stark reduziert. Daher ermöglichen es die erfindungsgemäßen Massen, die mittlere Lebensdauer sowohl der Gewebe als auch der Waschmaschinen beinahe feststehend zu halten.

Die folgenden speziellen Ausführungsformen veranschaulichen die Erfindung, sollen jedoch über den Rahmen der Erfindung nichts aussagen. In den folgenden Beispielen werden einige erfindungsgemäße Reinigungsmassen verglichen mit einigen handelsüblichen Reinigungsmitteln mit hohem P-Gehalt, um den Wirkungsgrad zu vergleichen.

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Beispiel I

Masse I mit 1, 5 % P Handelsübliche, marktgängige Reinigungsmassen

ABC

Natriumcitrat-Dihydrat NatriumseiJPe (1) aus Fettsäuren von hydriertem Talg Natrium-dodecylbenzolsulfonat Polykondensate von Talgalkoholen mit 11 Mol Äthylenoxyd Natriumsilicat (Na₃O . 2SiO₂) Natriumtrxpolyphosphat Carboxymethylcellulose Natriumperborat-Tetrahydrat Stilben, optisches Bleichmittel Natriumsulfat
Feuchtigkeit

bis auf

2o,o

Prozent-I5,o gehalt P 5,o

6,0 5.9 l,o 3o,o O.3

7,6

7,2

6,3

(1 ) Prozentsatz der hydrierten TalgjPettsäuren in der in der Masse verwendeten Natriumseife.

^C1o ⁼

' ^C12 ^{= O>3}

14

^C15 ⁼

^C16 ^{= 38}

'* ^C17 ^{= 2}'⁷

^C18 ^{= 54}

Die Tests werden in einer Trommelwaschmaschine·, bei den folgenden Bedingungen durchgeführtχ

- Reinigungsmittelkonzentration: 7»5 g/l in Wasser

- Wasserhärte: 25⁰F (französische Grade)

- Beladung der Wäsche mit natürlichem Schmutz: 4,5 Kg

- Waschtemperatur: von Umgebungstemperatur bis zu 9o°C

- Zahl der Waschgänge: 14

Die Ergebnisse dieser Tests sind die folgenden:

Reinigungswirkung: auf Gewebe mit natürlichem Schmutz erscheint ausgeprägt auf der gleichen Ebene für die
Masse I gemäß der Erfindung wie auch für die Massen
A und B; C ist im Ergebnis bedeutend niedriger.

Weißgrad: Die Massen I und A scheinen am besten zu sein gemäß der nachstehenden Klassifikation:

sse	I	1.
η	A	1.
Il	B	2.
Il	C	3.

Abscheidungen auf Geweben: Geschätzt nach Vollendung der 14 Waschgänge und ausgedrückt als Prozentsatz der Gesamtasche auf einem Gewebe mit folgenden Ergebnissen;

sse	I	o,32
ti	A	O,25
It	B	O,35
ti	C	o,9o

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■/it-

Abscheidung auf Heizelementent festgesetzt bei Vollendung von 14 Waschgängen und ausgedrückt in Gewichtssteigerung. Es ergeben sich die folgenden Werte:

Masse	I	+0,6	g
If	A	+0,8	g
tr	B	+1,3	g
It	C	+2,5	g

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Beispiel II

Masse II mit O % P

3ο %

Natriumcitrat-Dihydrat Natriumseife £us Fettsäuren von hydriertem Fisch) (1) Natrium-dodecylbenzolsulfonat Polykondensate von Talgalkoholen mit 11 Mol Äthylenoxyd Natriumsilicat (Na₂O* 2SiO₂) Carboxymethylcellulose Natriumperborat-Tetrahydrat Stilben, optisches Bleichmittel o,3 %

Natriumsulfat
Feuchtigkeit
andere untergeordnete Komponenten

3ο %

3 of D /ο

25 %

Prozentgehalt P

bis auf 100 Handelsübliche marktgängige Reinigungsmassen

7,0

7,2

4,4

(1) Prozentsatz der hydrierten Fischfettsäuren in der in der Masse verwendeten Natrium-

seife: C_1o = o,5 %; C₁₂ = o,4 %} C₁₄ = 6,2 %; C₁₅ = 1,o = 28,7 %;

= 34,1

= 15,o %;

= 12,4 %

Die Feststellungen des Wirkungsgrades wurden unter den gleichen Bedingungen vorgenommen wie in Beispiel I.

Bs werden die folgenden Ergebnisse erzielt:

Reinigungswirkung; Keine bemerkenswerte Unterschiede zwischen den vier geprüften Reinigungsmitteln werden vermerkt.

Grad der Weiße:

Masse	F	1.
If	• II	2»
If	D	2.
It	E	2.

Niederschläge auf Geweben:

Masse	II	o,11
Il	D	0,28
Il	E	o,23
It	F	o,16

Niederschläge auf Heizelementen:

Masse	II	o,5	g
If	D	1,5	g
If	E	1,2	g
Il	F .	o,9	g

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Beispiel III

Masse III mit O % P

Handelsübliche marktgängige
Reinigungsmassen

Natriumcitrat-Dihydrat
Natriumseife (aus Fettsäuren von nicht hydriertem Talg) (1) Natrium-dodecylbenzolsulfonat

Polykondensat von Talgalkoholen mit 11 Mol Äthylenoxyd

Natriumsilicat (Na₂O * 2SiO₂) Carboxymethylcellulose

Natriumperbor at-Te trahydrat Stilben, optisches Bleichmittel Proteolytisches Enzym

Natriumsulfat

Feuchtigkeit

andere untergeordnete

Komponenten

4o %

2o % 2 %

Prozentgehalt P

7,6

7,4

5 %

6 % 1 %

27 % ο,25 %

bis auf 100

(1) Prozentsatz der nicht hydrierten Talgfettsäuren in der für diese Masse verwendeten Natriumseife (die Sternchen neben den Zahlen wie: C, _fi##, zeigen die Anwesenheit und die Anzahl der ungesättigten Doppelbindungen an).

%; C₁₂ = o,6%; C₁₄ = 3,3%; C₁₄^= 0,3 %; C₁₅ = 1,2%; C₁₆ = 18,8%; C₁₆* = 4,8%;

= 8,8%; C₁₈* = 51,1%; C₁₈** = 7,1%; C₂₀ = 0,4%; c_2o*=i,5%; C₂₂ = 0,4%

C_1o = o,1
C₁₇ = 1,62;

-Al·

Die Reinigungsmittel A und P sind die gleichen wie für die Beispiele I und II.

Auch in diesem Falle sind die Pestsetzungsmethoden und -bedingungen ähnlich denjenigen, wie sie in Beispiel I beschrieben sind.

Reinigungswirkung: Es werden keine bedeutenden Unterschiede im Wirkungsgrad festgestellt.

Grad der Weiße:

Niederschläge auf Geweben: Masse

Niederschläge auf den Heizelementen:

Masse	III	1.
	A	1.
tt	P	1.
Masse	III	O,25
	A	,0,25
	P	o,16
Masse	III	o, 8 g
ti	A	o,8 g
ti	P	o,9 g

Es wird auch eine Reihe von 5o aufeinanderfolgenden Waschungen mit den Massen der Beispiele I, II und III durchgeführt, um irgendwelche Schäden aufzuspüren, welche möglicherweise an der Automatik der Waschmaschinen verursacht wurden. In jedem Falle wurde keine Situation gefunden, welche schlechter war als die Situation, welche mit den handelsüblichen Reinigungsmitteln A, C, F auftritt, welche bereits bei der Beschreibung der Beispiele erwähnt wurden.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beispielsweise wiedergegebenen Ausfuhrungsformen speziell abgestellt. Im Rahmen der Erfindung sind dem Fachmann vielmehr mannigfaltige Abänderungen ohne weiteres gegeben.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Trockne, fein zerteilte Reinigungsmasse, welche oberflächenaktive Mittel, alkalisierende Mittel, Bleichmittel, Füllstoffe und komplexbildende Mittel für Härteionen aufweist, mit einem Gesamtphosphorgehalt von ο bis 2,5 Gew.% bezogen auP das Gesamtgewicht der fertigen Masse, dadurch gekennzeichnet, daß diese als hauptsächliches komplex bildendes Mittel für Härteionen 1o bis 5o Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der fertigen Masse, eines wasserlöslichen Salzes der Zitronensäure, und 5 bis βο Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der fertigen Masse, eines wasserlöslichen Salzes einer Fettsäure mit einer Kettenlänge von 6 bis

   24 Kohlenstoffatomen aufweist.

   2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäure unter den natürlichen Fettsäuren ausgewählt ist.

   3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäure unter den synthetischen Fettsäuren ausgewählt ist.

   4. Masse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäuren eine Kettenlänge von 1o bis 12 Kohlenstoffatomen besitzen.

   5. Masse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz der Zitronensäure ein Alkalisalz der Zitronensäure ist.

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   ■ι-

   β. Masse nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Salz der Fettsäuren ein Alkalisalz der Fettsäuren ist.

   7. Masse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz der Zitronensäure in einer Menge von 2o bis 4o Gev.%, bezogen auf das Gewicht der Masse, enthalten ist,

   8. Masse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz der Fettsäuren in einer Menge von 15 bis 35 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Masse, enthalten ist.

   9. Masse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

   daß das lösliche Salz der Zitronensäure Trinatriumzitrat ist.

   10. Masse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das lösliche Salz der Fettsäure ein Natriumsalz natürlicher Fettsäuren ist.

   11. Masse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Fettsäuren durch Hydrierung gesättigt sind.

   12. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktiven Mittel anionische oberflächenaktive Mittel sind.

   13. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktiven Mittel nichtionische oberflächenaktive Mittel sind.

   14. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktiven Mittel kationische oberflächenaktive Mittel sind.

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   15· Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktiven Mittel amphotere oberflächenaktive Mittel sind.

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