DE69201241T2 - Waschmittelzusammensetzungen. - Google Patents
Waschmittelzusammensetzungen.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft neue Waschmittelzusammensetzungen, die biologisch abbaubar, nicht toxisch und nicht reizend sind, wobei deren Wascheigenschaft erhalten bleibt und sogar verbessert wird.
- Eines der gegenwärtigen Probleme besteht in Fragen der Ökotoxizität - nicht nur auf dem Gebiet verschiedener Waschmittel, sondern auch auf dem gesamten Gebiet von Chemikalien.
- Die in Waschmittelzusammensetzungen verwendeten nichtionischen Verbindungen waren herkömmlich ethoxylierte Nonylphenole, C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkohole, die mit etwa 12 Molen Ethylenoxiden ethoxyliert waren, und später C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub5;-Alkohole, die mit 7 bis 9 Molen Ethylenoxiden ethoxyliert waren.
- So beschreibt zum Beispiel die JP-OS 55-86894 die Verwendung sekundärer C&sub6;&submin;&sub1;&sub4;-Alkohole, die im Durchschnitt mit 4 bis 15 Molen Ethylenoxiden ethoxyliert sind.
- JP-OS 52-22009 und JP-PS 83-37356 beschreiben die Verwendung eines ethoxylierten mittleren Alkohols der Formel R&sub1;&sub0;(C&sub2;H&sub4;O)nH, wobei R&sub1; geradkettige oder verzweigte Alkylradikale darstellt und n im Durchschnitt in den Waschmittelzusammensetzungen 1 bis 12 beträgt.
- EP Nr. 80749 beschreibt die Verwendung ethoxylierter Alkylphenole in Waschmittelzusammensetzungen.
- Diese herkömmlichen nichtionischen Verbindungen waren jedoch bezüglich der Spüleigenschaften, d.h. der Schaumverhütungswirkung, unbefriedigend.
- US-Patent 4 908 150 beschreibt die Verwendung von Polyethylenglycolether einer Glyzerolesterzusammensetzung.
- JP-OS Nr. 55-133495 beschreibt die Verwendung von mit Polyoxyethylen gehärtetem Castoröl oder eines Fettsäureesters davon, Polyethylenglyzeryletherfettsäureester, Polyoxyethylentrimethylolpropanfettsäureester und Polyoxyethylenalkyletherdiester von N-Lauroylglutaminsäure in Waschmittelzusammensetzungen.
- Die Verwendung dieser nichtionischen Verbindungen beeinträchtigt jedoch das Waschvermögen der Waschmittelformulierung.
- Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Waschmittelzusammensetzung bereitzustellen, die befriedigende Schaumverhütungseigenschaften aufweist, wobei deren Wascheigenschaft erhalten bleibt und sogar verbessert wird.
- Die Basis der vorliegenden Erfindung besteht in der Erkenntnis, daß der Ersatz der herkömmlichen nichtionischen Verbindungen durch eine Kombination aus ethoxyliertem Glyzerin (I) und Fettsäure-Alkalimetall-Salz (II) (Gewichtsverhältnis (I)/(II) = 10/90 bis 90/10) überraschenderweise zur Verbesserung der Schaumverhütungseigenschaften und der biologischen Abbaubarkeit der Waschmittelformulierungen führt, ohne daß deren Wascheigenschaft verschlechtert wird.
- worin
- - "n", "m" und "l" Zahlen von 0 bis 20 sind, und (n+m+l) = 2 bis 60 beträgt,
- - R' H oder CH&sub3; darstellt,
- und
- R-COOM (II)
- worin R eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit C&sub7;&submin;&sub2;&sub1; ist und M ein Alkalimetall darstellt.
- Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf deren Beispiele detailliert beschrieben.
- Die Erfinder haben ihre Anstrengungen auf verbesserte Waschmittelzusammensetzungen für Textilerzeugnisse gerichtet, die befriedigende Schaumverhütungseigenschaften aufweisen, wobei deren Wascheigenschaft erhalten bleibt; sie haben gefunden, daß der Ersatz der herkömmlichen nichtionischen Verbindungen durch eine Kombination aus ethoxyliertem Glyzerin (I) und Fettsäure-Alkalimetall-Salz (II) (Gewichtsverhältnis (I)/(II) = 10/90 bis 90/10, vorzugsweise 1/5 bis 5/1, besonders bevorzugt 1/3 bis 3/1) diese Forderungen erfüllt und gelangten zum Abschluß dieser Erfindung.
- worin
- - "n", "m" und "l" Zahlen von 0 bis 20 sind, und (n+m+l) = 2 bis 60, vorzugsweise 10 bis 45 beträgt,
- - R' H oder CH&sub3; darstellt,
- und
- R-COOM (II)
- worin R eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit C&sub7;&submin;&sub2;&sub1; ist und M ein Alkalimetall darstellt.
- Ethoxyliertes Glyzerin (I) kann nach herkömmlichen Verfahren hergestellt werden, z.B. durch Reaktion von Glyzerin und Ethylenoxid in Gegenwart eines alkalischen Katalysators, z.B. KOH oder NaOH.
- Das erfindungsgemäße Fettsäure-Alkali-Salz (II) umfaßt das Natrium- oder Kaliumsalz von Capronsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Fettsäure, die von Kokosnußöl oder Talgöl stammt, oder gemischte Säuren davon.
- Die Kombination aus ethoxyliertem Glyzerin und Fettsäure-Alkali-Salz kann auch durch Hydrolyse von ethoxyliertem Triglycerid erhalten werden.
- Bei der voliegenden Erfindung ist das Gewichtsverhältnis von (I)/(II) kritisch und beträgt 10/90 bis 90/10, vorzugsweise 1/5 bis 5/1, besonders bevorzugt 1/3 bis 3/1. Deshalb bringt die Verwendung einer Kombination aus ethoxyliertem Glyzerin (I) und Fettsäure-Alkali-Salz (II) außerhalb des oben beschriebenen Bereichs nicht die gewünschten Ergebnisse.
- Die erfindungsgemäße Waschmittelzusammensetzung kann zum Beispiel durch folgende Verfahren hergestellt werden:
- A. Ein Verfahren, das die Zugabe eines Natriumsalzes von Fettsäure und ethoxylierter Glyzerinverbindungen der Formeln (I) und (II) zum Waschmittelbrei und das Sprühen des aufgeschlämmten Gemischs in einen Trockner umfaßt, wodurch ein Waschmittelpulver hergestellt wird.
- B. Ein Verfahren, das die Zugabe einer Mischung von Fettsäure-Alkali-Salz und ethoxylierten Glyzerinverbindungen der Formeln (I) und (II) zu einem Waschmittelpulvergemisch und das Mischen des erhaltenen Gemischs umfaßt.
- Bei der vorliegenden Erfindung kann die Verbindung der Formeln (I) und (II) in einer Menge von 0,5 bis 40, vorzugsweise 3 bis 20 Gew.-% auf der Basis der gesamten Waschmittelzusammensetzung eingeführt werden.
- Der Grund dafür, daß die vorliegende Erfindung eine herausragende nicht toxische und nicht ätzende Leistung aufweist und hervorragend biologisch abbaubar ist, ohne daß ihre Wascheigenschaft beeinträchtigt wird, ist nicht sicher, der Anmelder vermutet jedoch, daß die gute Leistung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung teilweise durch die Tatsache begründet ist, daß das Vorhandensein von Fettsäuregruppen und der Glyzerinstruktur die starke biologische Abbaubarkeit und die sehr geringe Hautreizung und orale Toxizität im Vergleich mit herkömmlichen nichtionischen Verbindungen erleichtert.
- Die hier beschriebene Einführung der Verbindung (I) und (II) verbessert außerdem deren Schaumverhütungseigenschaften im Vergleich mit herkömmlichen Formulierungen beträchtlich, dies ermöglicht eine Einsparung der Menge der Schaumverhütungsmittel (Schaumregler) von bis zu 75% in Abhängigkeit von den Formulierungen.
- Bei der Herstellung der vorliegenden Erfindung können verschiedene Komponenten außer der Verbindung der Formeln (I) und (II) eingeführt werden, wenn diese Komponente die Leistung der Erfindung nicht beeinträchtigt.
- Komponenten, die eingeführt werden können, sind nachfolgend gezeigt:
- - anionische, z.B.: Alkyl-C&sub1;&sub0;&submin;&sub2;&sub4;-benzolsulfonate, Alkan- C&sub1;&sub0;&submin;&sub2;&sub4;-sulfonate und Alkyl-C&sub1;&sub0;&submin;&sub2;&sub4;-ethersulfate mit 1 bis 30 Mol Ethylen- und oder Propylenoxid. Die Waschmittelzusammensetzungen können 0 bis 30% anionische Tenside umfassen.
- - herkömmliche nichtionische, z.B. nichtionische Tenside, die durch Reaktion von aliphatischen Alkoholen, Fettsäuren, Fettsäureamiden oder Alkylphenolen mit Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid hergestellt werden, die allein oder zusammen mit Propylenoxid verwendet werden können.
- Die nichtionischen können in einer Menge von 0 bis 25 Gew.-% der Waschmittelzusammensetzung verwendet werden.
- Beispiele der normalen nichtionischen können sein: ethoxyliertes Nonylphenol, ethoxylierter (nicht-) verzweigter Alkohol.
- - Aminverbindungen, wie Imidazoline mit einer Fettsäureestergruppe und/oder tertiäres Amin mit mindestens einer C&sub8;&submin;&sub2;&sub2;-Alkyl- oder Alkenylgruppe.
- - Silicon (Polysiloxan)
- Zeolith, Zitronensäuresalz, Ethylendiamintetraacetat, Nitrilotriacetat, Schichtsilicat und Tripolyphosphat.
- Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumsilicat und Alkanolamin.
- Natriumsulfat
- Amylase, Protease, Cellulose und Lipase.
- Acrylsäurepolymer, Maleinsäurepolymer, Polyethylenglycol und Carboxymethylcellulose.
- Natriumpercarbonat und Natriumperborat.
- Fluoreszenzfarbstoff, Duftstoff, Farbstoff und Konservierungsstoff. (bevorzugt) Verbindung (I) Anionisches Tensid Schaumverhütungsmittel Chelatbildner Alkalimittel Füllstoff + andere Zusätze Enzym Dispersionsmittel Bleichmittel
- Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele detailliert beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele begrenzt.
- Ethoxyliertes Glyzerin wird zum Beispiel nach einem der folgenden Verfahren hergestellt:
- worin: l+m+n = 12.
- 200 g (2,17 Mol) Glyzerin (99%) und 4,2 g KOH (85%) als Katalysator wurden in einen geeignet ausgerüsteten 2 kg Kolben gegeben. Das System wird einige Male mit N&sub2; gespült, es erfolgt das Vakuumstrippen bis 110ºC, und das Erwärmen wird bis 140ºC fortgesetzt. Wenn die Temperatur 140ºC erreicht, wird der Reaktor auf einen Druck von 2 bis 3 kg/cm² gebracht, und Ethylenoxid wird bis zu insgesamt 1147,82 g (12 Mol) zugegeben.
- Nach der letzten Beschickung von Ethylenoxid kann die Reaktionsmischung etwa 1/2 Stunde reagieren. Schließlich wird das Produkt abgekühlt und aus dem Reaktor entnommen.
- worin: l+m+n = 19.
- 200,0 g (2,17 Mol) Glyzerin (99%) und 4,2 g KOH (85%) als Katalysator werden in einen geeignet ausgestatteten 3 kg Kolben gegeben. Das System wird einige Male mit N&sub2; gespült, das Vakuumstrippen erfolgt bis 110ºC, und das Erwärmen wird bis 140ºC fortgesetzt. Wenn die Temperatur 140ºC erreicht, wird der Reaktor auf einen Druck von 2 bis 3 kg/cm² gebracht, und Ethylenoxid wird bis insgesamt 1814,12 g (19 Mol) zugesetzt.
- Nach der letzten Beschickung von Ethylenoxid kann die Reaktionsmischung etwa 1/2 Stunde reagieren. Schließlich wird das Produkt abgekühlt und aus dem Reaktor entnommen.
- worin: l+m+n = 25.
- 200,0 g (2,17 Mol) Glyzerin (99%) und 4,2 g KOH (85%) als Katalysator werden in einen geeignet ausgestatteten 4 kg Kolben gegeben. Das System wird einige Male mit N&sub2; gespült, das Vakuumstrippen erfolgt bis 110ºC, und das Erwärmen wird bis 140ºC fortgesetzt. Wenn die Temperatur 140ºC erreicht, wird der Reaktor auf einen Druck von 2 bis 3 kg/cm² gebracht, und Ethylenoxid wird bis insgesamt 2387 g (25 Mol) zugesetzt.
- Nach der letzten Beschickung von Ethylenoxid kann die Reaktionsmischung etwa 1/2 Stunde reagieren. Schließlich wird das Produkt abgekühlt und aus dem Reaktor entnommen.
- - Vorrichtung: Launder-o-meter
- - Wasserhärte: 20ºHF und 40ºHF
- - Stahlkugeln: 30
- - Waschmittelkonzentration: 5 g/l
- - Nummer der EMPA: 5
- - Waschzyklus, Temperatur: 60ºC/30ºC, Zeit: 30 min.
- - Spültemperatur: Raumtemperatur, Zeit: 10 min.
- Anzahl 3
- H&sub2;O-Härte: 20 und 40ºHF
- Volumen: 100 ml
- - EMPA-Typ: ist in jedem Falle angegeben.
- Die (Licht-)Reflexionskoeffizienten des ursprünglichen Gewebes vor dem künstlichen Verschmutzen, eines verschmutzten Gewebes vor dem Waschen und eines verschmutzten Gewebes nach dem Waschen wurden mit einem selbst aufzeichnenden Farbmeßgerät gemessen.
- Die Wascheigenschaft wurde mit dem Koeffizienten der Wascheigenschaft ausgewertet, der durch folgende Formel berechnet wird:
- Koeffizient der Wascheigenschaft, % = Reflexionskoeffizient nach dem Waschen - Reflexionskoeffizient vor dem Waschen/Reflexionskoeffizient des ursprünglichen Gewebes - Reflexionskoeffizient vor dem Waschen X 100
- Waschmittelzusammensetzungen, die ein Fettsäure-Natriumsalz und ethoxyliertes Glyzerin enthalten, und deren Eigenschaften sind in folgenden Beispielen erläutert: Komponente Natriumdodecylbenzolsulfonat Seife Ethoxyliertes Glyzerin (in Bezugsbeispiel 1 erhalten) Natriumsilicat Natriumsulfat Enzym Fluoreszenzmittel Rest
- Die Ergebnisse der Wascheigenschaften nach EMPAS (*) 101, 102, 103 und 104 zeigen in allen Fällen eine ähnliche Leistung wie die gegenwärtigen nichtionischen.
- (*) Versuchsgewebe für Tücher mit Standardverschmutzung bietet hier EMPA. EMPA ist die Schweizer Bundesversuchsstelle in der Schweiz.
- EMPA 101 Baumwolltuch für Verschmutzungsversuch (öliger Schmutz).
- EMPA 102 Wolltuch für den Verschmutzungsversuch (öliger Schmutz).
- EMPA 103 Baumwolltuch für den Verschmutzungsversuch (Rotwein).
- EMPA 104 Polyester/Baumwoll-Tuch für den Verschmutzungsversuch (öliger Schmutz).
- Mit verschiedenen Arten von natürlichem Schmutz, z.B. Kohle/Blut, Blut, Pflanzenfett, Blut/Kohle/Milch, Kohle und Wein wird eine gute Leistung gezeigt (siehe Fig. 1). BEISPIEL 2 Komponente Natriumdodecylbenzolsulfonat Seife Ethoxyliertes Glyzerin (in Bezugsbeispiel 3 erhalten) Natriumsilicat Natriumsulfat Enzym Fluoreszenzmittel Rest
- Bezüglich der Wascheigenschaft zeigen die Ergebnisse auf EMPAS 101 und 104 bei üblichen Waschmittelbedingungen keine statistische signifikanten Unterschiede zwischen nichtionischen Tenside und der in dieser Erfindung gezeigten Kombination. Bei einer Wasserhärte von 40 bis 60ºHF zeigt jedoch die Waschleistung der Kombination aus (I) und (II) einen Anstieg des Waschvermögens von 10%. BEISPIEL 3 Komponente Natriumdodecylbenzolsulfonat Seife Ethoxyliertes Glyzerin (in Bezugsbeispiel 2 erhalten) Zeolith Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymer Natriumsilicat Natriumsulfat Natriumcarbonat Enzym Fluoreszenzmittel Rest
- Die Wascheigenschaft auf EMPAS 101 und 104 bei geringerer Wasserhärte (20ºHF) zeigt keine statistisch signifikanten Unterschiede. Bei einer Wasserhärte von 40 bis 60ºHF und geringen Temperaturen (20 bis 30ºC) zeigt die Waschleistung der in dieser Erfindung dargelegten Kombination einen Anstieg des Waschvermögens von 7 bis 10%. BEISPIEL 4 Komponente Natriumdodecylbenzolsulfonat Seife Ethoxyliertes Glyzerin (in Bezugsbeispiel 2 erhalten) Natriumsilicat Natriumsulfat Fluoreszenzmittel Enzym Rest
- Bezüglich der Waschleistung bei EMPAS 101 und 104 zeigt die in dieser Erfindung dargelegte Kombination eine bessere Leistung, d.h. einen Anstieg von 6% (Durchschnitt) des Waschvermögens.
Claims (3)
1. Waschmittelzusammensetzung, die ethoxyliertes Glyzerin,
eine Verbindung dargestellt durch die Formel (I) und
ein Fettsäure-Alkalimetall-Salz dargestellt durch die
Formel (II), umfaßt, wobei das Gewichstverhältnis der
ersteren zur letzteren [(I)/(II)] 10/90 - 90/10,
vorzugsweise 1/5 bis 5/1, besonders bevorzugt 1/3 bis
3/1 beträgt.
worin:
R' H oder CH&sub3; darstellt, und jedes n, m und l
unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0 bis 20
darstellt; wobei m+n+l = 2-60, vorzugsweise 10-45 ist.
R-COOM (II)
worin R eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit C&sub7;&submin;&sub2;&sub1; ist
und M ein Alkalimetall darstellt.
2. Verfahren zur Herstellung einer
Waschmittelzusammensetzung nach Anspruch 1, das durch die folgenden Schritte
(a) oder (b) gekennzeichnet ist:
Schritt (a). Zugabe der durch die Formeln (I) und
(II) dargestellten Verbindungen zum
Waschmittelbrei, Vermischen des Breis und dessen
Sprühtrocknung.
Schritt (b). Zugabe des Gemisches, welches die
durch die Formeln (I) und (II) dargestellten
Verbindungen umfaßt, zu einem
Pulverwaschmittelgemisch.
3. Waschmittelzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß Verbindung (I) 25-35 Mole EO
aufweist.
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