DE69025728T2

DE69025728T2 - Verfahren zum Erhöhen des Bleicheffektes beim Waschen und Verwendung bestimmter amphoterer Verbindungen in einer Waschmittelzusammensetzung zum Erhöhen des Bleicheffektes

Info

Publication number: DE69025728T2
Application number: DE69025728T
Authority: DE
Inventors: Hans Olof Lagnemo; Jadwiga Palicka
Original assignee: Akzo Nobel Surface Chemistry AB
Current assignee: Nouryon Surface Chemistry AB
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1990-12-07
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2010-12-08
Also published as: WO1991009100A1; EP0505427A1; DE69025728D1; DK0433257T3; ATE135037T1; EP0433257A1; SE8904177D0; EP0433257B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Bleicheffekts beim Waschen in Anwesenheit von Perboraten. Der Bleicheffekt wird durch Verwendung gewisser amphoterer Verbindungen oder von Aminoxiden von diesen verstärkt und die Erfindung betrifft auch die Verwendung derartiger Verbindungen in Detergens-Zusammensetzungen, die Perborate enthalten.
Handelsübliche Detergens-Zusammensetzungen enthalten üblicherweise Perborate, die in wäßrigen alkalischen Lösungen Wasserstoffperoxid freisetzen. Dieses wird in H&spplus; und HO&sub2;&supmin;, das beim Waschen einen Bleicheffekt aufweist, zersetzt. Das Wasserstoffperoxid wird jedoch in Anwesenheit von Metallionen, die üblicherweise in Waschwasser vorhanden sind, wie beispielsweise Calcium, Magnesium, Kupfer, Eisen und Mangan, in hohem Maße zu freien Radikalen zersetzt, die keinen Bleicheffekt aufweisen. Ein übliches Verfahren zur Verhinderung der Zersetzung in freie Radikale ist die Zugabe von Komplexierungsmitteln wie beispielsweise Phosphonaten und EDTA zu Detergens- Zusammensetzungen. Trotz Zugabe von Komplexierungsmitteln wird ein Teil des Wasserstoffperoxids beim Waschen dennoch in freie Radikale zersetzt. Bei vielen dieser Komplexierungsmitteln bestehen auch Zweifel hinsichtlich der Umweltverträglichkeit.
Amphotere Verbindungen des Typs, der durch die allgemeine Formel
charakterisiert werden kann, worin R eine höhere Kohlenwasserstoffgruppe darstellt, R&sub1; für Wasserstoff oder eine Niederalkylgruppe steht, x 2 oder 3 ist, y 0 bis 4 ist, Q eine Gruppe -R&sub2;COOM, in welcher R&sub2; eine Alkylengruppe ist, und M für Wasserstoff oder ein anderes Kation steht, bedeutet und B Wasserstoff oder eine Gruppe Q ist, sind per se bekannt. Verbindungen dieses Typs werden in den europäischen Patentanmeldungen 160507, 162600 und 214868 offenbart. Die Verbindungen werden wegen ihrer Oberflächenaktivität und ihrer antimikrobiellen Eigenschaften in Detergens- und Shampoo-Zusammensetzungen eingesetzt. Aus der europäischen Patentanmeldung 314648 ist auch die Vewendung von amphoteren Verbindungen dieses Typs in Kombination mit Zeolithen in Detergens-Zusammensetzungen bekannt, da gefunden wurde, daß sie einen synergistischen Effekt beim Weichmachen von Wasser zeigen. Aus dieser Anmeldung geht auch klar hervor, daß die Detergens-Zusammensetzung Perborate als Bleichmittel enthalten können. Die amphotere Verbindung sollte jedoch in ziemlich hohen Mengen vorhanden sein, um den gewünschten Effekt zu liefern. Weiter wird davon abgeraten, die amphoteren Verbindungen in Detergens-Zusammensetzungen, die anionische Tenside enthalten, einzusetzen.
Es ist nun überraschenderweise gefunden worden, daß gewisse amphotere Verbindungen oder Aminoxide von diesen den Bleicheffekt beim Waschen in Anwesenheit von Perboraten verstärken. Die amphoteren Verbindungen und deren Aminoxide können die Zersetzung von Wasserstoffperoxid in freie Radikale beim Waschen inhibieren, was wahrscheinlich von ihrer Komplexierungsfähigkeit abhängt.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Verstärkung des Bleicheffekts beim Waschen unter alkalischen Bedingungen in Anwesenheit von Perboraten, wie es in den Patentansprüchen definiert ist. Das Waschen wird unter alkalischen Bedingungen unter Verwendung einer Detergens-Zusammensetzung, die 6 - 25 Gew.-% eines Perborats und die Anwesenheit von bis zu 4,5 Gew.-% mindestens einer amphoteren Verbindung der allgemeinen Formel (I)
enthält, worin R eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, R&sub1; Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, x 2 oder 3 bedeutet, y 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 repräsentiert und Q für (R&sub2;-COOM) steht, wobei R&sub2; Alkylen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, M für H, ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Ammonium- oder ein substituiertes Ammoniumion steht, und B Wasserstoff darstellt oder gemäß Q definiert ist, oder einer Detergens-Zusammensetzung, die 6 - 25 Gew.-% eines Perborats und die Anwesenheit von bis zu 4,5 Gew.-% mindestens eines Aminoxids der definierten amphoteren Verbindung enthält, durchgeführt.
Die Zusammensetzung kann somit entsprechende Mengen mindestens eines Aminoxids von amphoterer Verbindung wie oben definiert enthalten. Eine oder mehrere der Stickstoffgruppen in den amphoteren Verbindungen können oxidiert sein. Nützliche Verbindungen können durch die allgemeine Formel (II) definiert werden,
worin R, R&sub1;, x, y, Q, R&sub2;, M und B die oben angegebenen Definitionen aufweisen. Der Ausdruck Aminoxid wird jedoch so verwendet, daß er auch Verbindungen einschließt, in denen nur einige der Amingruppen oxidiert worden sind. Die Aminoxide der definierten amphoteren Verbindungen sind neue Verbindungen und können auch für denselben Zweck wie die früher bekannten amphoteren Verbindungen der Formel (I) verwendet werden, d.h. als Tenside, antimikrobielle Mittel, oder sich an der Weichmachung von Wasser beteiligen.
In den oben angegebenen Formeln kann die Kohlenwassergruppe R gerade oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, sein und kann Substituenten wie beispielsweise Hydroxylgruppen oder Carbonylgruppen enthalten. R ist vorzugsweise eine Alkyl- oder Alkenylgruppe, kann aber auch eine Cycloalkylalkylgruppe, eine Aralkyl- oder Aralkenylgruppe sein, in der die Alkyl- oder Alkenylgruppe mindestens 6 Kohlenstoffatome enthält, sein. R enthält geeigneterweise 12 bis 22 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 12 bis 20 Kohlenstoffatome. Insbesondere ist es bevorzugt, daß R eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, die aus natürlichen Fettsäuren und insbesondere aus Talg- oder Kokos-Fettsäure stammt. R&sub1; ist Wasserstoff oder eine Niederalkylgruppe, geeigneterweise mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, und vorzugsweise Wasserstoff oder eine Methylgruppe. x ist 2 oder 3 und y ist geeigneterweise 1, 2, 3 oder 4 und vorzugsweise 1, 2 oder 3. Die Gruppe R&sub2; ist geeigneterweise eine Methylen- oder Ethylengruppe, vorzugsweise eine Methylengruppe. M ist Wasserstoff oder ein Ion aus den Gruppen Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Ammonium oder substituiertes Ammonium wie beispielsweise Mono-, Di- oder Trihydroxyethylammonium. M ist vorzugsweise ein Alkalimetall, insbesondere Natrium. Besonders bevorzugt ist es, wenn alle Gruppen B in den Verbindungen der oben angegebenen allgemeinen Formeln Gruppen Q sind.
Besonders bevorzugte Verbindungen gemäß Formel (I) sind in Formel
eingeschlossen, worin Q für CH&sub2;-COOM oder CH&sub2;CH&sub2;-COOM steht, y 1, 2 oder 3 ist und M, R, x und B wie oben definiert sind, oder ein Aminoxid einer Verbindung dieser Formel. Vorzugsweise sind alle Gruppen B Gruppen Q. Insbesondere sind Verbindungen gemäß Formel (III), die in Formel (IV) eingeschlossen sind, bevorzugt
worin y 1, 2 oder 3 ist und R wie oben definiert ist, oder ein Aminoxid einer Verbindung dieser Formel. Mischungen von Verbindungen mit unterschiedlichen Werten für y können ebenfalls eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn R aus Talg-Fettsäure stammt.
Amphotere Verbindungen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind per se bereits bekannt, beispielsweise aus den früher erwähnten Patentanmeldungen. Sie sich auch im Handel unter der Handelsbezeichnung Ampholak erhältlich. Aminoxide können hergestellt werden, indem man eine der früheren bekannten amphoteren Verbindungen mit einer Per-Verbindung wie beispielsweise Persäure oder Wasserstoffperoxid unter sauren Bedingungen reagieren läßt. Die Detergens-Zusammensetzung enthält geeigneterweise ab 0,5 Gew.- % und vorzugsweise von 0,5 bis 3 Gew.-% der amphoteren Verbindung und/oder des Aminoxids davon.
Das Perborat kann als Mono- oder Tetrahydrat mit einem Alkalimetall wie beispielsweise Natrium als positivem Gegenion anwesend sein. Geeignete Mengen in der Zusammensetzung liegen im Bereich von 6 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von amphoteren Verbindungen, wie oben definiert, oder Aminoxiden davon in Detergens- Zusammensetzungen, die Perborate enthalten, um den Bleicheffekt beim Waschen mit den Zusammensetzungen zu verstärken. Die Zusammensetzungen enthalten bis zu 4,5 Gew.-%, geeigneterweise ab 0,5 Gew.- % und bevorzugt von 0,5 bis 3 Gew.-% mindestens einer der definierten amphoteren Verbindungen oder ein Aminoxid davon. Geeignete Mengen an Perboraten in den Zusammensetzungen liegen im Bereich von 6 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%.
Die erfindungsgemäße Kombination von Perborat und amphoterer Verbindung oder Aminoxid der amphoteren Verbindung kann in anderweitig herkömmlichen Detergens-Zusammensetzungen, die in erster Linie für Wäschewaschen gedacht sind, eingesetzt werden. Die Detergens-Zusammensetzungen sind geeigneterweise in Pulverform und können auf herkömmliche Weise wie beispielsweise Trockenmischen, Agglomeration oder Sprühtrocknung einer Aufschlämmung der Komponenten hergestellt werden.
In den Detergens-Zusammensetzungen sind auch Tenside vorhanden, vorzugsweise anionische und/oder nicht-ionische Tenside und/oder Seifen. Die anionischen Tenside sind geeigneterweise in einer Menge von 6 bis 20 Gew.-% vorhanden und können beispielsweise lineares Alkylbenzolsulfonat, Alkohol-Ethoxysulfat oder α-Olefin-Sulfonat umfassen. Die nicht-ionischen Tenside sind geeigneterweise in einer Menge von 2 bis 8 Gew.-% vorhanden und können beispielsweise alkoxylierte Verbindungen, wie beispielsweise Fettalkohole, Alkylphenole und Alkylamine umfassen. Die Seifen sind geeigneterweise in Mengen von 2 bis 4 Gew.-% vorhanden und können beispielsweise Natrium- oder Kahumsalze von Talg umfassen. Die Zusammensetzungen können darüber hinaus per se bekannte Komponenten umfassen, wie beispielsweise Wasserglas, Enzyme, Aufbaustoffe wie Phosphate oder Zeolithe, Füllstoffe wie beispielsweise Natriumsulfat, Carbonate und Bicarbonate, Bleich-Aktivatoren wie z.B. TAED (Tetraacetylethylendiamin) oder TAGU (Tetraacetylglucoluril), Diperoxysäuren, Schaumregler, Pärfums und färbende Mittel.
Die Detergens-Zusammensetzung, die Perborat und amphotere Verbindungen oder Aminoxide enthält, kann beispielsweise die folgenden Komponenten bis zu 100% enthalten.
Erfindungsgemäße Verbindungen 0,5 - 4,5 Gew.-%
Perborate 6 - 25 Gew.-%
Anionische Tenside 6 - 20 Gew.-%
nicht-ionische Tenside 2 - 8 Gew.-%
Seifen 2 - 4 Gew.-%
Füllstoffe 10 - 50 Gew.-%
Phosphate 10 - 30 Gew.-%.
Als Alternative zu den Phosphaten können 10 bis 30 Gew.-% Zeolithe und 3 bis 10 Gew.-% Polycarboxylate verwendet werden.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen weiter veranschaulicht, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend aufgefaßt werden dürfen. Alle Mengen sind, soweit nichts anderes angegeben ist, in Gew.-% angegeben.

BEISPIEL 1

Ein Aminoxid gemäß der Erfindung wurde hergestellt durch Mischen von 100 g Ampholak 7TX (entspricht der obigen Formel (III) und ist eine Mischung aus Verbindungen mit unterschiedlichen Werten für y von 1 bis 3, in denen R aus Talg-Fettsäure stammt) mit 10 g H&sub2;O&sub2; (35%) und 1-stündigem Erwärmen bei 70ºC. Die Mischung wurde abkühlen gelassen und wurde dann gefriergetrocknet.

BEISPIEL 2

Um die Wirkung der erfindungsgemäßen amphoteren Verbindung zu untersuchen, wurden die folgenden Detergens-Zusammensetzungen eingesetzt;
A: 15% LAS-Sulfosoft (lineares Alkylbenzolsulfonat) 2% Berol 25-3 (nicht-ionisches Ethoxylat) 6% Berol 25-7 (nicht-ionisches Fettalkohol-Ethoxylat) 6% Disilikat 20% Natriumperborat-Tetrahydrat 20% Natriumtripolyphosphat 30% Natriumsulfat 1% Ampholak 7TX
B. Dieselbe Formulierung wie in A mit der Ausnahme, daß die Detergens-Zusammensetzung 1% des Aminoxids von Beispiel 1 anstelle von Ampholak 7TX enthielt.
C. Dieselbe Formulierung wie in A mit der Ausnahme, daß das Detergens keine erfindungsgemäße amphotere Verbindung oder ein Aminoxid davon enthielt.
In allen Tests wurde Wasser mit einer Härte von 25º dH bezüglich Ca/Mg in dem Verhältnis 3:1 eingesetzt. Weiter wurden 3 ppm Metallionen wie folgt zugesetzt:
2,5 ppm Fe³&spplus;
0,25 ppm Cu²&spplus;
0,25 ppm Mn²&spplus;
10 g Detergens-Zusammensetzung pro Liter Wasser wurden verwendet. Die Lösungen, mit einem pH von 9,5, wurden 60 Minuten bei 60ºC gelagert. Dann wurden sie mit Natriumthiosulfat titriert, um den verbliebenen Gehalt an aktivem Sauerstoff zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. TABELLE 1 Test Nr. Proben-Menge (g) Aktiver Sauerstoff (g) Ausbeute (%)
Die Tests zeigen, daß wenn keine erfindungsgemäße Verbindung verwendet wird (gemäß Tests C) nach 60 Minuten bei 60ºC im Durchschnitt etwa 68% aktiver Sauerstoff verbleiben. Die erfindungsgemaßen Zusammensetzungen (Tests A und B) geben entsprechende Ausbeuten von 79 bzw. 94%. Die besseren Ergebnisse für das Detergens mit Aminoxid könnten auf die Tatsache zurückzuführen sein, daß ein Teil des Wasserstoffperoxids in den Tests gemäß A bei der Oxidation von Stickstoff-Gruppen in der amphoteren Verbindungen verbraucht wird.

BEISPIEL 3

Kleidungsstücke wurden in Tee bzw. Rotwein eingetaucht und dann trocknen gelassen. Das Reflexionsvermögen wurde bei 460 nm gemessen und dann wurden die Teile in einer Waschmaschine etwa 60 Minuten lang bei 60ºC in demselben Typ von Wasser, wie er in Beispiel 2 verwendet wurde, gewaschen. 10 g Detergens, formuliert gemäß Beispiel 2A bzw. 2C, wurden pro Liter Wasser zugesetzt. Das Reflexionsvermögen wurden dann erneut gemessen und der Unterschied im Vergleich zum Reflexionsvermögen vor dem Waschvorgang wurde berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. TABELLE 2 Detergens Flecken Unterschied im Reflexionsvermögen Wein Tee Wein Tee
Die Tests zeigen eine beträchtliche Verbesserung in der Bleichwirkung mit der erfindungsgemäßen Detergens-Zusammensetzung.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung des Bleicheffekts beim Waschen unter alkalischen Bedingungen in Anwesenheit von Perboraten, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschen unter Verwendung einer Detergens-Zusammensetzung durchgeführt wird, die 6 - 25 Gewichts-% des Perborats und die Anwesenheit von bis zu 4,5 Gewichtsprozent mindestens einer amphoteren Verbindung der allgemeinen Formel (I) enthält

worin R eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, R&sub1; für Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen steht, x 2 oder 3 ist, y 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist und Q für (R&sub2;-COOM) steht, wobei R&sub2; Alkylen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, M für H, ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Ammonium- oder ein substituiertes Ammoniumion steht, und B Wasserstoff ist oder gemäß Q definiert ist, und/oder daß die Detergens-Zusammensetzung die Anwesenheit von bis zu 4,5 Gewichtsprozent mindestens eines Aminoxids der definierten amphoteren Verbindung enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die amphotere Verbindung die allgemeine Formel (III) aufweist

worin Q für -CH&sub2;-COOM oder CH&sub2;CH&sub2;-COOM steht, y 1, 2 oder 3 ist und M, R, x und B wie in Anspruch 1 definiert sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die amphotere Verbindung die allgemeine Formel (IV) aufweist

worin y 1, 2 oder 3 ist und R wie in Anspruch 1 definiert ist.

4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die amphotere Verbindung in einer Menge von 0,5 bis 3 Gewichtsprozent vorhanden ist.

5. Verwendung von bis zu 4,5 Gewichtsprozent mindestens einer amphoteren Verbindung der allgemeinen Formel (1)

worin R eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, R&sub1; Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, x 2 oder 3 ist, y oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist und Q für (R&sub2;-COOM) steht, worin R&sub2; Alkylen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, M für H, ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Ammonium- oder ein substituiertes Ammoniumion steht und B Wasserstoff ist oder gemäß Q definiert ist, und/oder mindestens eines Aminoxids der definierten amphoteren Verbindung in Detergens-Zusammensetzungen, die 6 - 25 Gewichtsprozent eines Perborats enthalten, um den Bleicheffekt beim Waschen mit den Zusammensetzungen zu verbessern.

6. Verwendung nach Anspruch 5, wobei die amphotere Verbindung die allgemeine Formel (III) aufweist

worin Q für CH&sub2;-COOM oder CH&sub2;CH&sub2;-COOM steht, y 1, 2 oder 3 ist und M, R, x und B wie in Anspruch 5 definiert sind.

7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei die amphotere Verbindung die allgemeine Formel (IV) aufweist

worin y 1, 2 oder 3 ist und R wie in Anspruch 5 definiert ist.

8. Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die amphotere Verbindung in einer Menge von 0,5 bis 3 Gewichtsprozent anwesend ist.

9. Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Detergens-Zusammensetzungen mindestens ein anionisches Tensid enthalten.