DE3611026A1 - Ein fluessiges, biologisch abbaubares tensid und dessen verwendung - Google Patents
Ein fluessiges, biologisch abbaubares tensid und dessen verwendungInfo
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Ein flüssiges, biologisch abbaubares Tensid und dessen Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft flüssige, biologisch abbaubare Tenside (im Sinne oberflächenaktiver Stoffe bzw. Mittel). Insbesondere
betrifft die Erfindung bestimmte Tenside, die Oxyethylengruppen und Oxypropylengruppen enthalten, welche an einen Alkoholrest
gebunden sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung die Anwendung dieser flüssigen, biologisch abbaubaren Tenside.
Die erfindungsgemäßen, flüssigen, biologisch abbaubaren Tenside sind beispielsweise für die Anwendung in Kaltwasser-Waschmittel
geeignet.
Eine Vielzahl von Waschmitteln (Detergenzien), die für gewerbliche
Anwendung oder die Anwendung im Haushalt bestimmt sind, enthalten Tenside, um die Oberflächenspannung und Grenzflächenspannung
des Wassers zu erniedrigen, so daß das Wasser leicht die Oberflächen von Feststoffpartikeln benetzen wird, um dadurch
die Reinigungswirkung zu erleichtern. Um die verschiedenen Anforderungen zu erfüllen, welche an diese Materialien im Hinblick
auf ihre unterschiedlichen Einsatzzwecke gestellt werden, sind Detergenzien (Reinigungsmittel, Waschmittel) in verschiedenen
Formen und mit vielen unterschiedlichen Eigenschaftskombinationen erzeugt worden. Zum Beispiel können solche Wasch- und
Reinigungsmittel unter Normalbedingungen in Form von Feststoffen oder Flüssigkeiten vorliegen. Hinsichtlich ihrer chemischen
Natur können diese Detergenzien anionisch, kationisch, nichtionisch oder amphoter sein. Weiterhin können sich diese Detergenzien
im Ausmaß ihrer Wasserlöslichkeit unterscheiden. Weiterhin weisen solche Detergenzien erhebliche Unterschiede in ihrer
Beständigkeit gegen einen Abbau durch Bakterien auf.
Flüssige, nicht-ionische Tenside haben eine besonders breite Anwendung in wässerigen, flüssigen, Grob- oder Vollwaschmitteln
gefunden, sowie in pulverförmigen Waschmittelzusammensetzungen
zum Wäschewaschen.
In den letzten Jahren haben sich eine Reihe von Anforderungen an Tenside für Waschmittelzusammensetzungen geändert. Zum Beispiel
ist im Hinblick auf Energieeinsparung die Temperatur, bei der Wäsche typischerweise gewaschen wird, in den letzten Jahren
erheblich gesenkt worden. Zum Beispiel wurde vor 20 bis 25 Jahren in der Vereinigten Staaten von Amerika Wäsche typischerweise
bei Temperaturen von etwa 60 bis 700C gewaschen. Demgegenüber
beträgt heute in den Vereinigten Staaten von Amerika die höchste, zum Wäschewaschen angewandte Temperatur ungefähr 50 C. Typischerweise
erfolgt eine Heißwasserwäsche bei einer Temperatur von ungefähr 38 bis ungefähr 50 C, eine Warmwasserwäsche bei einer
Temperatur von ungefähr 24 bis 33°C und eine Kaltwasserwäsche bei einer Temperatur von ungefähr Raumtemperatur bis etwa 24°C.
Diese erhebliche Änderung der Temperaturen beim Wäschewaschen in Wasser hat zur Entwicklung von sogenannten "Kaltwasser-Detergenzien"
geführt. Bei diesen Detergenzien handelt es sich entweder um Pulver oder um Flüssigkeiten. Die erfolgreicheren,
flüssigen, Grob- oder Vollwaschmittel enthalten zumeist einen Gesamtanteil von etwa 30 bis 40% Tenside, welche in Form einer
Kombination aus nicht-ionischen und anionischen Typen vorliegen können. Zusätzlich enthalten die handelsüblich zugänglichen und
erfolgreichen flüssigen Grob- oder Vollwaschmittel zusätzlich ein "Kopplungs-Lösungsmittel", wie etwa Ethanol oder Propylenglykol.
Zusätzlich zu einer hohen Reinigungskraft bzw. Waschkraft oder
einem hohen Waschvermögen müssen die heute eingesetzten Tenside eine Anzahl weiterer, wichtiger Eigenschaften erfüllen. Hierzu
gehört, daß das Material im wesentlichen vollständig in relativ kurzer Zeitspanne durch Mikroorganismen abbaubar ist. Weiterhin
ist für flüssige Grob- oder Vollwaschmittel-Zusammensetzungen wünschenswert, daß diese bei Raumtemperatur eine klare und einheitliche
Flüssigkeit bilden und in diesem Zustand über relativ lange Zeitspannen haltbar sind. Insbesondere sollen flüssige
Grob- oder Vollwaschmittel-Zusammensetzungen zweckmäßigerweise bei Temperaturen von ungefähr 100C oder sogar noch darunter (beispielsweise
bei Temperaturen unterhalb ungefähr 4°C) eine klare, bewegliche Flüssigkeit bilden. Weiterhin sollen solche flüssigen
Waschmittel-Zusammensetzungen im Falle einer Abkühlung oder im Falle des Gefrierens durch einfaches Stehenlassen bei Raumtemperatur
ohne zusätzliches Rühren oder Vermischen ihre ursprüngliche Form hinsichtlich Klarheit, Durchsichtigkeit und Aussehen wieder
annehmen. Diese letztere Eigenschaft ist in der Fachwelt unter der Bezeichnung "Einfrier-Auftau-Beständigkeit" bekannt.
Zu den in weitem Umfang eingesetzten handelsüblich zugänglichen nicht-ionischen Tensiden gehören Ethylenoxyd-Adukte an C-I2-IS"
Alkohole, welche Adukte ungefähr 60 bis 70% Ethylenoxyd enthalten. Die Rohstoffe für diese Adukte basieren auf Petroleum-Basis
und haben daher in den letzten Jahren erhebliche Preissteigerungen erfahren.
Daher ist es wünschenswert, nicht-ionische Tenside bereitzustellen,
welche eine besondere Kombination von Eigenschaften aufweisen, welche den Einsatz in Kaltwasser-Waschmitteln ermöglichen,
und welche eine Alternative zu den vom Erdöl abgeleiteten Materialien darstellen.
Die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, derartige Tenside bereitzustellen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, Waschmittel-Zusammensetzungen
anzugeben, welche diese Tenside enthalten.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist ein Tensid mit den
in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Die Anwendung dieses Tenside in Waschmitteln ergibt sich aus den Ansprüchen 10, 11 und 12.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Kurz zusammengefaßt betrifft die vorliegende Erfindung flüssige, biologisch abbaubare Tenside. Die erfindungsgemäßen flüssigen,
biologisch abbaubaren Tenside enthalten Oxyethylengruppen und Oxypropylengruppen, die an einen Alkoholrest gebunden sind, und
zwar anstelle des aktiven Wasserstoffs des Alkohols. Der Alkohol weist 10 bis 22 Kohlenstoffatome auf. Das Molverhältnis der Oxyethylengruppen
zu den Oxypropylengruppen beträgt wenigstens 4:1. Bezogen auf ein Mol Alkohol beträgt der Gesamtmolanteil der Oxyalkylengruppen,
nämlich der Oxyethylen- und Oxypropylengruppen
ungefähr 9 bis 10. Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft die Anwendung dieser Tenside in Waschmitteln,
insbesondere in flüssigen Kaltwasser-Waschmitteln.
Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand bevorzugter
Ausführungsformen erläutert.
Die vorliegende Erfindung betrifft flüssige, biologisch abbaubare Tenside und deren Verwendung. Im einzelnen enthalten die
erfindungsgemäßen, flüssigen, biologisch abbaubaren Tenside Oxyethylengruppen und Oxypropylengruppen, die an einen Alkoholrest
gebunden sind, wobei der Wasserstoff aus der Hydroxylgruppe des Alkohols entfernt wurde.
Das Molverhältnis der Oxyethylengruppen zu den Oxypropylengruppen muß wenigstens 4:1 betragen. Vorzugsweise beträgt dieses
Molverhältnis wenigstens 5:1. Noch weiter bevorzugt ist ein Molverhältnis von ungefähr 5:1 bis ungefähr 10:1. Am meisten bevorzugt
wird ein Molverhältnis von ungefähr 5:1 bis ungefähr 7:1 .
Zusätzlich ist es für die praktische Realisierung der vorliegenden
Erfindung wesentlich, daß - bezogen auf ein Mol Alkohol der Gesamtmolanteil an Oxyethylengruppen und Oxypropylengruppen
ungefähr 9 bis 10 Mol beträgt.
Die oben angegebenen Parameter bezüglich des Verhältnisses von Oxyethylengruppen zu Oxypropylengruppen und bezüglich des Gesamtmolanteils
an Oxyethylen- und Oxypropylengruppen sind notwendig, um ein flüssiges Waschmittel zu erhalten, das selbst
in kaltem Wasser gute Reinigungskraft bzw. Waschkraft ergibt, bei Raumtemperatur eine klare Flüssigkeit darstellt, und das
eine gute Einfrier/Auftau-Beständigkeit gewährleistet, wenn es
als Komponente in flüssigen Waschmitteln eingesetzt wird.
— 9 -
Eine Abweichung von den oben genannten Parametern führt zu einer signifikanten Abnahme dieser kritischen und wichtigen Eigenschaften.
Tatsächlich sind andere Detergenzien beschrieben worden, welche sich von den erfindungsgemäß vorgesehenen Detergenzien
in wenigstens einem der genannten Parameter unterscheiden, nämlich dem Gesamtmolanteil an Oxyethylen- und Oxypropylengruppen
sowie im Verhältnis von Oxyethylengruppen zu Oxypropylengruppen, welche daraufhin nicht die wesentlichen Eigenschaften der
erfindungsgemäßen Materialen aufweisen. Zum Beispiel wird in
den U.S. Patentschriften 3,382,285 und 3,507,798 (Egan) ein Gesamtanteil von Oxyalkylen-Einheiten von 12 bis 20 angegeben,
im Gegensatz zu einem maximalen Gesamtanteil von lediglich 10 Einheiten im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Der in jenen
Patentschriften angegebene breite Bereich für das Molverhältnis von Oxyethyleneinheiten zu Oxypropyleneinheiten reicht von 2:1
bis 4,5:1 und soll vorzugsweise 2:1 bis 3,5:1 betragen. Zusätzlich wird in der U.S. Patentanmeldung Nr. 414,455 vom 27. Nov.
1964 (der Stammanmeldung zu obiger U.S. Patentschrift 3,382,258) vorgeschlagen, daß in biologisch abbaubaren Tensiden das Verhältnis
von Oxyethylengruppen zu Oxypropylengruppen von 1:1 bis 10:1, vorzugsweise von 2:1 bis 5:1 reichen kann und besonders
bevorzugt 3:1 betragen soll. Bezogen auf ein Mol Alkohol soll dort der Gesamtmolanteil an Oxyethylen- und Oxypropylengruppen
8 bis 20 und vorzugsweise 12 bis 18 Mol betragen. Es werden jedoch
keine Beispiele angegeben, die sowohl Angaben über das Molverhältnis von Oxyethylengruppen zu Oxypropylengruppen und über
den Gesamtmolanteil an Oxyethylen- und Oxypropylengruppen enthalten, wie das mit der vorliegenden Erfindung erforderlich ist.
Darüber hinaus finden sich keinerlei Angaben, daß durch Anwendung der erfindungsgemäß vorgesehenen Verhältnisse wichtige
Eigenschaften, wie etwa (Temperaturbereich des flüssigen Zustandes,
Kaltwasser-Waschkraft, Einfrier-/Auftau-Beständigkeit
und Klarheit bei Raumtemperatur erzielbar sind. Dies ist auch verständlich, weil in keiner dieser Patentschriften bzw. in
dieser Patentanmeldung solche Eigenschaften wie Kaltwasser-
- 10 -
Waschkraft und Einfrier-/Auftau-Beständigkeit angesprochen werden.
Für einen Fachmann ist dies auch nicht überraschend, weil erst in den letzten Jahren das Wäschewaschen mit kaltem Wasser
in größerem Umfang angewendet wird.
Weiterhin werden in der U.S. Patentschrift 3,770,701 (Cenker,
et al.) Detergenzien auf der Basis gesättigter Alkohole vorgeschlagen. Auch in dieser Patentschrift findet sich kein Beispiel,
das sowohl Angaben über das Molverhältnis von Oxyethylengruppen und Oxypropylengruppen, sowie über den Gesamtmolanteil
an diesen Polyoxyalkylengruppen enthält, wie das mit der vorliegenden Erfindung gefordert wird. Zum Beispiel wird
dort gesagt (vgl. Beispiel III in Tabelle I), daß der Gesamtmolanteil an Polyalkylengruppen pro Mol Alkohol ungefähr 11 betragen
soll; im Gegensatz dazu wird mit der vorliegenden Erfindung gefordert, daß der Gesamtanteil an Polyoxyalkylengruppen
lediglich ungefähr 9 bis 10 betragen darf. Entsprechend der Offenbarung dieser Patentschrift soll das Verhältnis von Oxyethylengruppen
zu Oxypropylengruppen ungefähr 8 betragen. Darüber hinaus wird in dieser Patentschrift weder die Einfrier-/
Auftau-Beständigkeit noch die Kaltwasser-Waschkraft angesprochen.
Das Basismaterial des erfindungsgemäß vorgesehenen Kondensationsproduktes ist ein hoher, aliphatischer ein-basischer, primärer
Alkohol, vorzugsweise ein Fettsäure-Alkohol mit im Mittel 12 bis 20 Kohlenstoffatomen pro Molekül. Vorzugsweise handelt es
sich um geradkettige Alkohole, die vorzugsweise einen erheblichen Anteil an ungesättigten Bindungen enthalten. Zu beispielhaften,
handelsüblich zugänglichen Alkoholen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Herstellung der Polyoxyalkylen-Kondensationsprodukte
dienen können, gehören Präparate, die unter den Handelsbezeichnungen "Adol 42", "Adol 63" und "Conoco
1618-S" bekannt sind und vertrieben werden. Im Rahmen der vor-
361102
liegenden Erfindung wird als Basismaterial vorzugsweise ein Gemisch a«ts Alkoholen mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen pro
Molekül eingesetzt. Bei den oben genannten handelsüblichen Produkten "Adol 63" und "Adol 42" handelt es sich um Alkoholgemische,
die aus Talg bzw. Fett erhältlich sind. Das Präparat "Adol 63" enthält typischerweise 5 Gew.~% C1.-Alkohol, ungefähr
30 Gew.-% C16 Alkohol und ungefähr 65 Gew.-% C1„-Alkohol. Das
bekannte Produkt "Adol 42" enthält typischerweise ungefähr 5 Gev.-% C14-AIkOhOl, ungefähr 23 Gew.-% gesättigten C1,-Alkohol,
ungefähr 4 Gew.-% monoethylenisch ungesättigten C. g-Alkohol,
ungefähr 23 Gew.-% gesättigten C1--Alkohol, ungefähr 42 Gew.-%
I ο
monoethylenisch ungesättigten C1„-Alkohol und ungefähr 3 Gew.-%
diethylenisch ungesättigten C1„-Alkohol. Das aus Talg oder Fett
gewonnene Alkoholgemisch kann gesättigt oder vorzugsweise ein Gemisch aus gesättigten und ungesättigten Alkoholen darstellen.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung soll der zur Herstellung des Tensids benutzte Alkohol eine minimale Jodzahl (I.V., von jtodine V_alue) von
wenigstens ungefähr 40 aufweisen. Entsprechend einem weiteren vorzugsweise vorgesehenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung
soll das fertige Tensid eine minimale Jodzahl von wenigstens ungefähr 13,8 aufweisen.
Die erfindungsgemäß vorgesehenen Produkte können erhalten werden,
indem man die Ausgangsmaterialien miteinander vermischt und daraufhin in einem Reaktionsgefäß - zweckmäßigerweise unter
geringem Überdruck - auf erhöhte Temperatur erhitzt, und zusätzlich einen Katalysator zugibt, um die Kondensationsreaktion zu
beschleunigen. Bei einer typischen Verfahrensführung wird zuerst
der Alkohol in das Reaktionsgefäß gegeben und unter Rühren
auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 100 bis 200 C erhitzt. Daraufhin werden dem Alkohol gleichzeitig Ethylenoxid
und Propylenoxid in einer ausreichend kleinen Menge pro Zeiteinheit zugesetzt, um ein Durchgehen der Reaktion zu verhindern.
Hierbei macht es keinen Unterschied, ob die Oxide in einem einzigen
Strom aus gemischten Oxiden zugesetzt werden oder in Form zweier getrennter Ströme oder alternativ in einzelnen, kleinen
Anteilen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sollen die beiden Oxide im wesentlichen gleichzeitig zugegeben werden; d.h. es soll eine Situation vermieden
werden, bei der die gesamte Menge des einen Oxids zugegeben worden ist, bevor irgendwelche Anteile des anderen Oxides zugesetzt
worden sind. Dies führt zu einem Produkt mit einer willkürlichen Verteilung der Oxyethylengruppen und Oxypropylengruppen.
Die Reaktion kann bei im wesentlichen atmosphärischen Druck oder bei über-atmosphärischen Druck durchgeführt werden. Beispielsweise
kann in einem Druckbereich gearbeitet werden, der von Atmosphärendruck bis zu ungefähr 14 bar Überdruck reicht.
Die bei diesem Verfahren vorgesehene Reaktionsdauer verhält sich umgekehrt zur Reaktionstegiperatur; d.h. bei niedrigeren
Temperaturen wird eine längere Reaktionsdauer vorgesehen und bei höheren Temperaturen eine kürzere Reaktionsdauer. Typischerweise
kann eine Reaktionsdauer von etwa 90 bis 180 min vorgesehen
werden. Die Umsetzung wird durch bestimmte ionische, alkalische Katalysatoren katalysiert. Hierzu gehören insbesondere
starke Basen oder Salze solcher Basen mit schwachen Säuren. Darüber hinaus kann die Reaktion in einer verdünnten Lösung
von Hydrox den durchgeführt werden, beispielsweise in einer Kaliumhydrox d-Lösung. Zu bevorzugten Katalysatoren gehören
Natriumsalze, Kaliumsalze, die Hydrox de von Natrium und Kalium sowie quaternäre Ammoniumsalze. Die Konzentration dieser Katalysatoren
in dem Reaktionsgemisch beträgt zweckmäßigerweise etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf den eingesetzten Alkohol.
Die erfindungsgemäßen Produkte können in aufgebauten Waschmitteln
oder in nicht-aufgebauten Waschmitteln eingesetzt werden.
Diese Produkte können ferner in flüssiger Form oder in Form einer halbflüssigen Paste oder in pulverförmigen Waschmittel-Zusammensetzungen
eingesetzt werden. Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Tenside doch in flüssigen Waschmittel-Zusammensetzungen
verwendet. In nicht-aufgebauten Waschmitteln können die erfindungsgemäßen Tenside als solche eingesetzt
werden, beispielsweise in Form einer verdünnten wässerigen Lösung (beispielsweise mit einer Tensid-Konzentration von ungefähr
von 5 bis 50 Gew.-%). Weiterhin können die erfindungsgemäßen
Tenside mit einem Füllstoff gemischt werden; in einem solchen Falle kann der Füllstoffanteil beispielsweise ungefähr 85 bis
95 Gew.-% betragen. Als geeigneter Füllstoff kommt beispielsweise Natriumsulfat in Betracht. Andererseits sind die erfindungsgemäßen
Tenside auch für die Anwendung in aufgebauten Waschmittel-Zusammensetzungen geeignet. In diesem Falle können
die erfindungsgemäßen Tenside beispielsweise zusammen mit alkalischen
Buildern verwendet wenden; in diesem Fall kann der Anteil an erfindungsgemäßen Tensiden etwa 5 bis 20 Gew.-% der
gesamten Waschmittel-Zusammensetzung ausmachen. Jedoch beträgt der vorzugsweise vorgesehene Anteil etwa 8 bis 15 Gew.-% der
gesamten Waschmittel-Zusammensetzung. Es ist festgestellt worden, daß in erfindungsgemäßen, flüssigen Zusammensetzungen der
Gesamtanteil an Tensiden bis zu ungefähr 50 Gew.-% ausmachen kann. In der Tat sind Waschmittel-Zusammensetzungen verwendet
worden, bei denen der Gesamtanteil an Tensiden 30 Gew.-% ausmacht.
Derartige hohe Anteile können ohne die Anwendung eines Kupplungsmittels oder hydrotropen Mittels (wie beispielsweise
Ethanol und Xylolsulfonat) verwendet werden. Im Gegensatz dazu
haben die aus dem Stand der Technik bekannten Tenside die Anwendung dieser Kupplungsmittel erfordert, um die typischen
Trübungsprüfungen zu bestehen. Demgegenüber ist es im Falle der erfindungsgemäßen Tenside nicht erforderlich, solche Kupplungs-
mittel zu verwenden.
Aufgebaute Waschmittel-Zusammensetzungen können - zusätzlich zu den erfindungsgemäßen Tensiden - die üblichen Komponenten enthalten,
wie etwa Schaumbildner (beispielsweise Natriumlaurylsulfat, lineare alkylierte Natrium-Benzol-Sulfonate, Fettsäure-Alkohol-Sulfate,
Äthersulfate und deren Gemische); Schaumstabilisatoren (wie beispielsweise Fettsäure-Alkohol-Amide und
Fettsäure-Aminoxide); Maskierungsmittel bzw. Komplexbildner (wie z.B. Natriumtripolyphosphate und Trinatriumnitriloazetate);
Korrosionsinhibitoren (wie beispielsweise Natriummetasilikat); Schmutz-Suspendiermittel (wie beispielsweise Natrium-Karboxymethylcellulose);
inerte Füllstoffe (wie beispielsweise Natriumsulfat) und optische Aufheller; diese Zusätze und weiteren Bestandteile
können in üblichen Anteilen eingesetzt werden.
Aufgebaute Waschmittelzusammensetzungen mit erfindungsgemäßen
Tensiden sind besonders geeignet für Grob- oder Vollwaschmittel.
Zu weiteren Waschmittel-Zusammensetzungen, denen die erfindungsgemäßen
Tenside zugesetzt werden können, gehören Leicht- oder Feinwaschmittel, Waschmittel für empfindliche Stoffe und Gewebe,
flüssige und pulverförmige Geschirrwaschmittel, Molkerei-Waschmittel,
Metallreinigungsmittel, Reinigungsmittel für die Papiermaschinenfilze,
Fußbodenreinigungsmittel, Kraftfahrzeug-Waschmittel, flüssige Netzmittel für Textilien, in Dampfreinigern,
in Emulsionsreinigern, in Schneidölen, in Flugzeugreinigern, in Flaschenspülreinigern und in Toiletten-Reinigungsmitteln.
Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Tenside - weil es
sich um nicht-ionische Tenside handelt - leicht mit anderen oberflächenaktiven
Mitteln einschließlich nicht-ionischen, anionischen oder kationischen Materialien vermischt werden.
Zusätzlich zu der bereits oben erläuterten Kombination von wortvollen
Eigenschaften weisen die erfindungsgemäßen Tenside gute
Alkalibeständigkeit und gute Säurebeständigkeit auf und sind darüber hinaus in einer Vielzahl von polaren und nicht-polaren
Lösungsmitteln löslich, so daß die erfindungsgemäßen Tenside
in einer Vielzahl von Zusammensetzungen brauchbar sind. Sofern das gewünscht wird, können die erfindungsgemäßen Tenside zusätzlich
mit herkömmlichen Bleichmitteln versetzt werden, etwa mit Wasserstoffperoxid oder mit anderen Bleichmitteln, um 1 Färbungen
entsprechend der Gardner-Skala zu erhalten. Zusätzlich zur Verwendung dieser Tenside in Waschmittel-Zusammensetzungen
können die erfindungsgemäßen oberflächenaktiven Stoffe auch
als Wasch- und Netzmittel für verschiedene Substrate verwendet werden, etwa für Wolle, keramische Fliesen, Asphaltfliesen,
Kunststoff-Fliesen (etwa aus Vinyl-Material), Metalle und andere
Substrate, die sich mit diesen Materialien reinigen lassen.
""'■; Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung
{" der Erfindung, ohne diese einzuschränken.
In einer Reihe von Versuchen wurden Produkte getestet, die durch Kondensation von Alkoholen mit unterschiedlichen Anteilen an
Ethylenoxid und Propylenoxid erhalten und in Waschmittel-Zusammensetzungen eingearbeitet worden sind. Sofern das nachstehend
nicht anders angegeben worden ist, erfolgte die Herstellung der Kondensationsprodukte im wesentlichen nach dem gleichen, nachstehend
angegebenen Verfahren:
- Der Alkohol (Adol 42) wird in ein Reaktionsgefäß gegeben
und mit 0,3 Gew.-% 85%iger Kaliumhydroxidlösung versetzt
(bezogen auf das Alkoholgewicht);
- das Reaktionsgefäß wird auf etwa 100C erwärmt und mit
Stickstoff gespült;
- der Druck im Reaktionsgefäß wird auf einen Wert von angenähert
30 bis 40 mbar vermindert und das Reaktionsgemäß für etwa 30 min bei 100 C unter diesen Bedingungen gehalten;
- die Vakuumbehandlung wird durch Einfüllen von Stickstoff
beendet und das Reaktionsgefäß wird auf eine Temperatur
von etwa 165°C gebracht;
-bei einer Temperatur von etwa 165°C wird ein Gemisch aus Ethylenoxid und Propylenoxid in das Reaktionsgefäß eingeleitet
(die Kondensationsreaktion verläuft exotherm und verursacht einen Anstieg der Reaktionstemperatur);
-die Umsetzung wird bei einem Druck von angenähert 2,5 bis 2,8 bar Überdruck und bei einer Temperatur von etwa
175 bis 1900C fortgesetzt;
- nachdem die Zugabe der Alkylenoxide abgeschlossen ist, wird der Druck auf Atmosphärendruck abgesenkt, und das
Reaktionsgefäß wird auf etwa 900C abgekühlt;
- es wird eine ausreichende Menge Phosphorsäure zugesetzt, um das Hydroxid zu neutralisieren; weiterhin wird das
Reaktionsgemisch für 30 min gerührt; im Anschluß daran wird das Reaktionsgefäß auf die gewünschte Temperatur
abgekühlt und das Produkt filtriert.
Die so erzeugten Kondensationsprodukte werden in Konzentrationen von 0,5, 1 und 1,5 g/l in die nachstehend angegebenen Formulierungen
eingearbeitet.
Diese Formulierungen haben nachstehende Zusammensetzung:
Diese Formulierungen haben nachstehende Zusammensetzung:
Nicht-ionisches Tensid 22,5
Natrium-Dodecyl-Benzol-Sulfonat
(60%ige wässerige Lösung) 12,5
Triethanol-Amin 2,0
Ethanol 5,0
Kaliumchlorid 2,0
Wasser 56,0
Die so erhaltenen Formulierungen werden in einem Standard-Wasch- und Trocknungszyklus an einer standardisierten, verschmutzten
Stoffprobe geprüft entsprechend den üblichen Arbeitsvorschriften, wie sie in dem Terg-O-Tometer-Manual der U.S. Prüfgesellschaft
(U.S. Testing Co., Inc.) festgelegt sind. Vor und nach dem Waschvorgang wird das Reflexionsvermögen der Stoffprobe gemessen.
Die prozentuale Zunahme des Reflexionsvermögens dient als Maß für die Reinigungswirkung der geprüften Zusammensetzung. Es
werden die nachstehenden Waschbedingungen eingehalten:
Terg-O-Meter: Stoffproben mit Abmessungen von 7,5 χ 10 cm
aus verschiedenen Materialien werden in 1000 ml Wasser gewaschen. Der Waschvorgang
dauert 10 min und es wird 5 min lang gespült ;
Wasser: Härte (bestimmt als Calziumcarbonat-Härte)
140 rpm;
Temperatur: Wasch- und Spülwasser 2 7°C;
Tensid-Konzentration: 0,5, 1,0 und 1,5 g des formulierten
Produktes pro Liter Waschwasser.
Stoff: Polyester/Baumwoll-Gewebe (65 Anteile Polyester,
35 Anteile Baumwolle)
Schmutz: Nach Spangler (Sebum und Staub aus einer Klimaanlage)
.
Quelle: Wissenschaftliche Betriebe.
Stoffprobe:
Schmutz:
Schmutz:
Quelle:
Reinigungskraft
Reinigungskraft
Baumwolle
Krefeld-Wollfett, Ton, Kohlenstaub und Metalloxide
Testfabrics Inc.
Bestimmt als Zunahme des Reflexionsvermögens oder als Schmutzentfernung, R
R =
Rw-Rs
100-Rs
X 100
wobei bedeuten
Rw =
Rs =
Ro =
Rs =
Ro =
Reflexionswert der gewaschenen Stoffproben; Reflexionswert der verschmutzten Stoffproben;
Reflexionswert der nicht-beschmutzten Stoffproben .
Die bei Einsatz unterschiedlicher Molmengen von Ethylenoxid und
Propylenoxid erhaltenen Ergebnisse sind in den Fig. 1 und 2 graphisch dargestellt. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, liefern
die erfindungsgemäßen Produkte, bei denen das Molverhältnis von Ethylenoxid zu Propylenoxid wenigstens 4:1 beträgt, eine deutlich
erhöhte Waschkraft im Vergleich zu solchen Produkten, die sich lediglich dadurch unterscheiden, daß das Molverhältnis
Ethylenoxid zu Propylenoxid 3:1 beträgt, während - bezogen auf ein Mol Alkohol - der gleiche Gesamtmolanteil an Alkylenoxiden
eingehalten ist. Im einzelnen gehört die Kurve 1 in Fig. 1 und zu einem Produkt mit einem Molverhältnis Ethylenoxid zu Propylenoxid
von 5:1 und mit einem Gesamtmolanteil an Alkylenoxiden von 10. Die Kurve 2 in den Fig. 1 und 2 gehört zu einem Produkt mit
einem Molverhältnis Ethylenoxid zu Propylenoxid von 4:1 und einem Gesamtmolanteil an Alkylenoxiden von 10. Die Kurve 3 in den Fig.
1 und 2 gehört zu einem Produkt mit einem Molverhältnis von Ethylenoxid zu Propylenoxid von 3:1 und einem Gesamtmolanteil an
Alkylenoxiden von 10.
Es wird eine Waschmittel-Zusammensetzung mit nachstehenden Komponenten
bereitgestellt:
Etwa 22,5 Gew.-% nicht-ionisches, erfindungsgemäßes
Tensid auf der Basis von "Adol 42" als Alkohol und mit einem Molverhältnis von Oxyethylengruppen zu
Oxypropylengruppen von 5:1 und mit einem Gesamtmolanteil an Oxyethylen- und Oxypropylengruppen von ungefähr
9,6 Mol pro 1 Mol Alkohol;
- etwa 12,5 Gew.-% Natriumdodecylbenzosulfonat in Form
einer 60%igen wässerigen Lösung;
etwa 2 Gew.-% Triethanolamin; etwa 5 Gew,-% Ethanol;
- etwa 2 Gew.-% Kaliumchlorid; und
- etwa 56,0 Gew.-% Wasser.
Bei 27 C ist die flüssige Zusammensetzung klar und weist eine
Viskosität von etwa 175 auf.
Bei 4,4 C ist die Zusammensetzung klar und weist eine Viskosität
tnVs
von etwa 1.800 auf. Der Trubungspunkt der Zusammensetzung
liegt unterhalb -1° C.
Im wesentlichen wird das Beispiel 2 wiederholt; abweichend weist das nicht-ionische Tensid einen Gesamtmolanteil an Oxyethylen-
und Oxypropylengruppen von ungefähr 9,65 Mol pro 1 Mol Alkohol auf. Bei 27 C ist die Zusammensetzung klar und weist eine Vis-
mP«'i ο
kosität von etwa 170 s auf. Bei 4,4 C ist die Zusammen-
mP<vs setzung klar und weist eine Viskosität von etwa 1 . 375 -
auf. Der Trübungspunkt der Zusammensetzung liegt unterhalb -1 C.
Beispiel 4:
Im wesentlichen wird das Beispiel 2 wiederholt; abweichend besteht
die Zusammensetzung im wesentlichen aus etwa 22,5 Gew.-%
des dort beschriebenen nicht-ionischen Tensids, etwa 12,5 Gew.-% Natriumdodecylbenzosulfonat in Form einer 60%igen wässerigen
Lösung, etwa 2 Gev/.-% Triethanolamin und etwa 63 Gew.-% Wasser.
Bei 27 C ist die Zusammensetzung klar und weist eine Viskosität von etwa 195 -c auf. Der Trübungspunkt der Zusammensetzung
liegt unterhalb etwa 0 C.
Im wesentlichen wird das Beispiel 4 wiederholt; abweichend wird das nicht-ionische Tensid aus Beispiel 3 verwendet. Bei 27 C
ist die Zusammensetzung klar und weist eine Viskosität von etwa
ttlP O
130 auf. Bei 4,4 C ist die Zusammensetzung klar und
mP<vs weist eine Viskosität von etwa 170 · auf. Der Trubungs-
punkt der Zusammensetzung liegt unterhalb etwa 0,5 C.
Im wesentlichen wird das Beispiel 2 wiederholt; die Zusammensetzung
enthält etwa 37,5 Gew.-% des dort beschriebenen nichtionischen Tensids, etwa 20,8 Gew.-% Natriumdodecylbenzosulfonat
in Form einer 60%igen, wässerigen Lösung, etwa 2 Gew.-% Triethanolamin,
etwa 6 Gew,-% Ethanol, etwa 1 Gew.-% Kaliumchlorid und etwa 29,7 Gew.-% Wasser.
Diese Zusammensetzung enthält etwa 50 Gew.-% aktive Bestandteile
und ist hauptsächlich dafür bestimmt, daß sie vom Verbraucher mit Wasser auf eine Endkonzentration verdünnt wird, die etwa 30 Gew.-%
aktive Bestandteile enthält.
Bei 27 C ist die Zusammensetzung klar und weist eine Viskosität
von etwa 150 auf. Bei 4,4°C ist die Zusammensetzung
trüb und weist eine Viskosität von etwa 1.700 auf. Der Trübungspunkt der Zusammensetzung liegt bei ungefähr 7,8 C.
Im wesentlichen wird Beispiel 6 wiederholt; abweichend wird dar,
nicht-ionische Tensid aus Beispiel 3 verwendet. Bei 27 C ist die . Zusammensetzung klar und weist eine Viskosität von etwa 150
auf. Bei 4,4°C ist die Zusammensetzung trüb und weist eine Viskosität von etwa 1.600 auf. Der Trübungspunkt liegt
bei etwa 8,9°C.
Die in den oben genannten Beispielen beschriebenen Zusammensetzungen
sind alle Einfrier-/Auftau-beständig. Diese Beispiele bestätigen,
daß die erfindungsgemäßen Tenside ausgezeichnete Waschbzw. Reinigungskraft gewährleisten, während sie andererseits diejenigen
physikalischen Eigenschaften aufweisen, die für die Anwendung in flüssigen Grob- bzw. Vollwaschmitteln wichtig sind.
Claims (12)
- PATENTANWÄLTETSSCHER1 KERN & BREHMAlbert-Rosshaupter-Strasse 65 D 8000 München 70 ■ Telefon (089) 7605520 Telex 5-212284 patsd Telegramme Kempatent MünchenSHEREX CHEMICAL COMPANY 2. April 19865777 Frantz Road PO-07Dublin, Ohio 43017,
U.S.A.STEPAN COMPANY
Edens-Winnetka Road
Northfield, Illinois 60093,
U.S.A.Ein flüssiges, biologisch abbaubares Tensid und dessen VerwendungPatentansprüche:Ein flüssiges, biologisch abbaubares Tensid, mit Oxyethylen- und Oxypropylengruppen, welche den aktiven Wasserstoff an einem Alkohol ersetzen, gekennzeichnet durch eine Kombination nachstehender Merkmale:(a) Der Alkohol hat 10 bis 22 Kohlenstoffatome;(b) das Verhältnis von Oxyethylengruppen zu Oxypropylengruppen beträgt wenigstens 4:1; und(c) auf ein Mol Alkohol kommt ein Gesamtmolanteil von9 bis 10 Mol Oxyalkylengruppen, nämlich Oxyethylen- und Oxypropylengruppen. - 2. Das Tensid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Oxyethylengruppen zu Oxypropylengruppen wenigstens 5:1 beträgt.
- 3. Das Tensid nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Oxyethylengruppen zu Oxypropylengruppen wenigstens ungefähr 5:1 bis ungefähr 10:1 beträgt.
- 4. Das Tensid nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Oxyethylengruppen zu Oxypropylengruppen ungefähr 5:1 bis ungefähr 7:1 beträgt.
- 5. Das Tensid nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Mol Alkohol ein Gesamtanteil von ungefähr 9 Mol Oxyalkylengruppen, nämlich Oxyethylen- und Oxypropylengruppen kommt.
- 6. Das Tensid nach einem der Ansprüche 1 bis 5, kennzeichnet durch eine minimale Jodzahl von wenigstens ungefähr 13,8.
- 7. Das Tensid nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol 14 bis 18 Kohlenstoffatome enthält.
- 8. Das Tensid nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol aus Talg bzw. Fett erhältlich ist.
- 9. Das Tensid nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Herstellung eingesetzte Alkohol eine minimale Jodzahl von wenigstens 40 aufweist.
- 10. Ein Waschmittel,dadurch gekennzeichnet, daßdas Waschmittel ein flüssiges, biologisch abbaubares Tensid nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und ein Verdünnungsmittel enthält.
- 11. Eine wässerige Waschmittelzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daßdie Zusammensetzung ein flüssiges, biologisch abbaubares Tensid nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Anteil von ungefähr 5 bis 50 Gew.-% enthält.
- 12. Eine aufgebaute Waschmittel-Zubereitung, dadurch gekennzeichnet, daßdie Zubereitung einen alkalischen Builder und ein flüssiges, biologisch abbaubares Tensid nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Anteil von ungefähr 5 bis 20 Gew.-% enthält.
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---|---|---|---|
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---|---|
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GB (1) | GB2175911B (de) |
IT (1) | IT1221028B (de) |
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