-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft einen Inhaltsstoff für Wäschereinigungs- oder -behandlungsprodukte
zur Ablagerung auf ein Gewebe während
eines Wasch-, Spül-
oder sonstigen Behandlungsprozesses. Außerdem schließt sie auch
Zusammensetzungen, die einen solchen Inhaltsstoff enthalten, und
Verfahren zur Gewebebehandlung unter Verwendung dieser Zusammensetzungen
ein.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Das
wiederholte Waschen von Kleidungsstücken, insbesondere solcher,
die Baumwolle oder andere Cellulosefasern enthalten, verursacht
einen allmählichen
Verlust von Material aus einzelnen Fasern und den Verlust ganzer
Fasern aus dem Gewebe. Diese Reibeprozesse machen das Gewebe dünner und
schließlich halb
durchsichtig, so dass es anfälliger
für zufälliges Einreißen wird
und allgemein immer weniger von seinem ursprünglichen Aussehen hat.
-
Bisher
gab es abgesehen von weniger häufigem
Waschen und der Verwendung milderer Detergenzprodukte und/oder Waschbedingungen
keine Möglichkeit,
diese Art von Schäden
minimal zu halten, was natürlich
dazu führt,
dass die Reinigung weniger effektiv ist.
-
Bei
Produkten zur Reinigung und Behandlung von Wäsche ist es besonders wichtig,
dass einige Inhaltsstoffe auf dem Gewebe abgelagert werden und daran
haften bleiben, damit sie ihre nützliche
Wirkung entfalten können.
Typische Beispiele sind Gewebepflegemittel oder Weichspüler. Trotzdem
schließen
die Vorteile, die solche herkömmlichen
Materialien bringen, den Wiederaufbau des Gewebes nicht ein.
-
Es
hat sich jetzt als möglich
erwiesen, in Waschprodukte Mittel einzubauen, die Cellulose- oder
celluloseartige Materialien auf dem Gewebe ablagern, um das verlorene
Material der Faser zumindest teilweise zu ersetzen.
-
EP-A-0
084 772 offenbart eine Pfropfpolymerdispersion, die ein vinylhaltiges
Organopolysiloxan, ein Organopolysiloxan mit einem unsubstituierten
Silicium atom und polymerisierte Einheiten von Vinylmonomeren umfasst.
Wässerige
Emulsionen aus diesen Materialien werden als Wasserabweisungsmittel
verwendet, das während
der Herstellung auf Textilien aufgebracht wird und ihnen gleichzeitig
einen weich machenden und glättenden
Effekt verleiht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Silikonen bieten sie
angeblich den Vorteil, dass sie die Elastizität erhalten und das Gewebe "wiederherstellen". Es wird auch offenbart,
dass die Textilien während der
Herstellung durch das Aufbringen von Acrylaten, Polyacrylaten und
Polymethacrylaten verstärkt
werden. Allerdings gibt es in dieser Schrift keinen Hinweis auf
die Verwendung eines Materials während
des Waschprozesses, um das Material des Gewebes wieder aufzubauen.
-
EP-A-0
025 255 offenbart Waschmittel oder Weichspüler und Haarwaschmittel, die
einen Komplex aus einem Arylamin und einer Fettsäure oder einem Phosphatester
enthalten. Die Wärme
des Wasch-/Spülwassers
macht die festen Partikel dieses Materials weicher, um die Ablagerung
zu erleichtern. Jedoch ist auch hier keine Rede davon, dass dieses
Mittel in der Lage ist, Fasern vom Cellulosetyp wieder aufzubauen.
-
EP-A
0 266 324 offenbart Gewebepflegemittel, bei denen es sich um Ionenpaarkomplexe
aus Amin und einem anionischen Tensid handelt. Daher sind sie nicht
polymer und unterstützen
auch den Wiederaufbau des Gewebes nicht.
-
WO-A-98/00500
offenbart Detergenzzusammensetzungen, die ein Peptid- oder Proteinabscheidungshilfsmittel
mit hoher Affinität
für Fasern
oder eine Oberfläche
umfassen sowie ein weiteres nützliches
Mittel enthalten, das auf dem Abscheidungshilfsmittel befestigt/absorbiert
ist. Es gibt keine Offenbarung für
die Verwendung dieser Materialien als Mittel zum Wiederaufbau von
Gewebe. Allerdings ist dieses Peptid-/Proteinmaterial wesentlich
teuer als die in der Erfindung verwendeten Polysaccharide.
-
WO-A-98/29528
offenbart Celluloseether, in denen einige Substituenten (poly)alkoxyliert
sind, Analoge dieser Substituenten, in denen die (poly)alkoxylierten
Gruppen eine kationische Einheit in Form einer quaternären Ammoniumgruppe
als Endgruppe haben, und Celluloseether, in denen einige Substituenten
Carbonsäuren
in der Salzform sind (d.h. die Materialien sind im Wesentlichen
Carboxymethylcellulosevarianten). Keiner dieser Substituenten in
einer der Varianten ist von der Art, die eine chemische Veränderung
durchlaufen würde,
um die Gewebeaffinität
zu verbessern.
-
WO-A-99/14245
offenbart Waschmittelzusammensetzungen, die Polymere auf Cellulosegrundlage enthalten,
um den Geweben ein besseres Aussehen und größere Integrität zu verleihen.
Diese Polymere sind Cellulosepolymere, in denen die Saccharidringe
Sauerstoffatome als Seitengruppen haben, an die Substituenten "R" gebunden sind, d.h. sie sind über eine
Etherbindung an den Ringen befestigt. Die Gruppen "R" können
Wasserstoff-, Niedrigalkyl- oder Alkylenbindungen sein, die Endgruppen
aus Carbonsäure-,
Ester- oder Amidgruppen aufweisen. Gegebenenfalls können bis
zu fünf
Alkylenoxygruppen als das jeweilige Sauerstoffatom zwischen den
Gruppen verteilt sein. Mindestens einige dieser Gruppen durchlaufen
eine chemische Veränderung
wie eine Hydrolyse in der Waschlauge. Allerdings würde keine
solche Veränderung
zu einer verbesserten Affinität
für das
Gewebe führen.
Im Gegenteil, weil die "Estergruppe" mit der Carbonylgruppe
näher an dem
Polysaccharid konfiguriert ist als das Sauerstoffatom (d.h. Ester
der Carboxyalkylgruppen) ergibt jede Hydrolyse freie Säuresubstituenten,
die tatsächlich
zu einer Erhöhung
der Löslichkeit
und daher zu einer verringerten Affinität für das Gewebe führen.
-
WO-A-99/14295
offenbart Strukturen, die analog zu den in WO-A-99/14245 beschriebenen
sind, aber in einer Alternative bilden die Substituenten "R" zusammen mit dem Sauerstoff auf dem
Saccharidring Halbesterseitengruppen bestimmter Dicarbonsäuren. Es
wird ein einziges Beispiel eines solchen Materials angeführt. Die
Dicarbonsäurehalbester
neigen wahrscheinlich zur Hydrolyse in der Waschlauge und erhöhen dafür die Affinität des Materials
für ein
Baumwollgewebe. Jedoch wird dieser Wirk- oder Verhaltensmechanismus
nicht erwähnt.
Zweitens ist die Hydrolyserate solcher Dicarbonsäurehalbester nicht so groß wie die
von Estern von Monocarbonsäuren
(die in WO-A-99/14295 nicht offenbart oder beansprucht sind). Drittens
wird der Substitutionsgrad für
diese Variante mit 0,001 bis 0,1 angegeben. Dies ist so gering,
dass die Verbesserung der Gewebeaffinität nicht ausreichend wäre, um für diesen
Wirkmechanismus etwas auszumachen. Viertens müssen die bisher aufgrund des
Vorhandenseins solcher Halbestersubstituenten beschriebenen und
beanspruchten Strukturen auch Substituenten des Typs haben, bei
dem es sich um Carboxylgruppen oder Ester davon handelt, d.h. des
Typs, der auch in WO-A-99/14245 beschrieben ist. Im letzteren Fall
(des Esterfall) würden
diese zur freien Säureform
hydrolysieren. Der Substitutionsgrad letzterer (0,2 bis 2) ist wesentlich
höher als
bei den Halbestergruppen und die resultierende Erhöhung der
Löslichkeit
würde jede
verbesserte Affinität
für das
Gewebe durch die Hydrolyse der Halbestergruppen wieder aufheben.
-
Definition der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren zum Wiederaufbau eines Gewebes zum Ausgleich des durch den
Waschprozess verursachten Faserverlustes gemäß Anspruch 1 zur Verfügung gestellt.
-
Die
polymere Hauptkette des Wiederaufbaumittels umfasst Celluloseeinheiten
oder andere ß-1,4-verknüpfte Polysaccharideinheiten.
Außerdem
beträgt
der durchschnittliche Substitutionsgrad der Seitengruppe bzw. aller
Seitengruppen, d.h. aller Gruppen, die die chemische Veränderung
durchlaufen, plus etwaiger sonstiger Gruppen pro Saccharidring für die Gesamtheit
der Saccharidringe im Wiederaufbaumittel 0,5 bis 0,75 und bevorzugt
0,6 bis 0,7.
-
In
dieser Patentschrift bedeutet der "durchschnittliche Substitutionsgrad" die Anzahl der substituierten Seitengruppen
pro Saccharidring, gemittelt über
alle Saccharidringe des Wiederaufbaumittels. Jeder Saccharidring
hat vor der Substitution drei -OH-Gruppen; daher bedeutet ein durchschnittlicher
Substitutionsgrad von 3, dass jede dieser Gruppen auf allen Molekülen der
Probe einen Substituenten trägt.
-
Mit
Esterbindung ist gemeint, dass der Wasserstoff einer -OH-Gruppe
durch einen Substituenten wie R'-CO,
R'SO2-
usw. ersetzt wurde, um zusammen mit dem am Saccharidring befestigten
verbleibenden Sauerstoff einen Carbonsäureester, Sulfonsäureester
(wie erforderlich) usw. zu bilden. In einigen Fällen kann die Gruppe R' z.B. ein Heteroatom
enthalten, z.B. als -NH-Gruppe, die an der Carbonyl- oder Sulfonylgruppe
usw. befestigt ist, so dass die Bindung als Ganzes als Urethanbindung
usw. betrachtet werden könnte.
Jedoch muss der Begriff Esterbindung noch so interpretiert werden,
dass er auch diese Strukturen beinhaltet. Die Zusammensetzungen
sind nicht auf diejenigen beschränkt,
die Wiederaufbaumittel mit Monocarbonsäureesterbindungen enthalten.
-
Eine
Wäschebehandlungszusammensetzung
enthält
ein wasserlösliches
oder in Wasser dispergierbares Wiederaufbaumittel für die Ablagerung
auf ein Gewebe während
eines Behandlungsprozesses, während dessen
das Wiederaufbaumittel eine chemische Veränderung durchmacht. Dadurch
erhöht
sich die Affinität des
Wiederaufbaumittels für
das Gewebe, wobei die chemische Veränderung in oder an einer Gruppe
bzw. Gruppen stattfindet, die kovalent gebunden ist bzw. sind, so
dass sie Seitenketten auf einer polymeren Hauptkette des Wiederaufbaumittels
sind, und wobei die Hauptkette Celluloseeinheiten oder andere ß-1,4-verknüpfte Polysaccharideinheiten
aufweist, wobei der durchschnittliche Substitutionsgrad aller an
den Saccharidringen der Hauptkette hängenden Gruppen 0,5 bis 0,75,
vorzugsweise 0,6 bis 0,7 beträgt.
-
Ein
Verfahren zur Verringerung der Ausdünnung eines Gewebes durchs
Waschen umfasst die Behandlung des Gewebes mit einer Wäschebehandlungszusammensetzung
gemäß der Erfindung.
-
Einige,
aber nicht alle Materialien, die brauchbar in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
sind, sind per se neu. So stellt die Erfindung auch neuartige Materialien
wie nachstehend näher
definiert zur Verfügung.
-
Der
genaue Mechanismus, mit dem alle dieser Wiederaufbaumittel ihre
Wirkung entfalten, ist noch nicht genau entschlüsselt. Ob sie ausgedünnte oder
beschädigte
Fasern reparieren können,
ist nicht bekannt. Jedoch sind sie in der Lage, verlorenes Fasergewicht
durch abgeschiedenes und/oder gebundenes Material, üblicherweise
vom Cellulosetyp, zu ersetzen. Dies kann einen oder mehrere Vorteile
bieten, wie z.B. die Reparatur oder den Wiederaufbau des Gewebes,
die Verstärkung
der Textilien, zusätzliches
Volumen oder Glätte, Verringerung
des Durchscheinens, Verringerung des Verblassens von Farben, Verbesserung
des Aussehens des Gewebes oder einzelner Fasern, höhere Bequemlichkeit
beim Tragen des Kleidungsstücks,
Hemmung des Abfärbens,
erhöhte
Steifigkeit, einen knitterhemmenden Effekt sowie leichteres Bügeln.
-
Im
Falle derjenigen Wiederaufbaumittel mit einer Cellulosehauptkette
und Esterseitengruppen nehmen die Erfinder – ohne sich durch eine bestimmte
Theorie oder Erklärung
binden zu wollen – an,
dass der Ablagerungsmechanismus wie folgt abläuft.
-
Cellulose
ist in Wasser im Wesentlichen unlöslich. Die Befestigung der
Estergruppen führt
zur Zerstörung
der Wasserstoffbindungen zwischen Ringen der Cellulosekette, so
dass die Löslichkeit
oder Dispergierbarkeit in Wasser größer wird.
-
Man
nimmt an, dass die Estergruppen in der Behandlungslauge hydrolysiert
werden, was die Affinität für das Gewebe
erhöht
und zur Ablagerung des Polymers auf dem Gewebe führt.
-
Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
-
Wiederaufbaumittel
-
Das
erfindungsgemäße Wiederaufbaumaterial
ist von Natur aus in Wasser löslich
oder dispergierbar und umfasst in einer bevorzugten Form eine polymere
Hauptkette mit einer oder mehreren Seitengruppen, die die chemische
Veränderung
durchlaufen, um die Affinität
für das
Gewebe zu erhöhen.
-
Das
gewichtsmittlere Molekulargewicht (Mw) des
Wiederaufbaumittels (durch GPC bestimmt) kann typischerweise im
Bereich von 500 bis 2.000.000, z.B. 1.000 bis 1.500.000 liegen.
Vorzugsweise beträgt
es jedoch 1.000 bis 100.000, stärker
bevorzugt 5.000 bis 50.000, insbesondere 10.000 bis 15.000.
-
Mit
dem Begriff wasserlöslich
wie hier verwendet ist gemeint, dass das Material eine isotrope
Lösung bildet,
wenn es zu Wasser oder einer anderen wässerigen Lösung gegeben wird.
-
Mit
dem Begriff in Wasser dispergierbar wie hier verwendet ist gemeint,
dass das Material eine fein zerteilte Suspension bildet, wenn es
zu Wasser oder einer anderen wässerigen
Lösung
gegeben wird. Vorzugsweise bedeutet der Begriff "in Wasser dispergierbar" jedoch, dass das
Material in Wasser von einem pH von 7 und bei 25°C eine Lösung oder Dispersion mit lang
anhaltender Stabilität
ergibt.
-
Der
Begriff Erhöhung
der Affinität
des Materials für
das Gewebe bei einer chemischen Veränderung bedeutet, dass zu einem
Zeitpunkt während
des Behandlungsverfahrens die Menge des abgeschiedenen Materials
während
oder nach der chemischen Veränderung
größer ist
als dann, wenn die chemische Veränderung nicht
stattgefunden hat, nicht stattfindet oder langsamer stattfindet,
wobei der Vergleich gezogen wird, wenn alle anderen Bedingungen
gleich sind außer
dieser Veränderung
in den Bedingungen, die notwendig zur Beeinflussung der Geschwindigkeit
der chemischen Veränderung
ist.
-
Die
Abscheidung umfasst die Adsorption, Co-Kristallisation, das Einschließen und/oder
die Anhaftung.
-
Polymere Hauptkette
-
Besonders
bevorzugt hat die polymere Hauptkette eine ähnliche chemische Struktur
wie mindestens ein Teil der Fasern des Gewebes, auf dem sie abgelagert
werden soll.
-
Die
polymere Hauptkette ist Cellulose oder ein Cellulosederivat oder
ein anderes ß-1,4-verknüpftes Polysaccharid
mit einer Affinität
für Cellulose
wie Mannan oder Glucomannan. Der durchschnittliche Substitutionsgrad
der Seitengruppen auf dem Polysaccharid, die die chemische Veränderung
durchlaufen (sowie nichtfunktioneller Seitengruppen, die eventuell
vorhanden sind) beträgt
0,5 bis 0,75, stärker
bevorzugt 0,6 bis 0,7.
-
Das
Polysaccharid kann gerade oder verzweigt sein. Viele in der Natur
vorkommende Polysaccharide weisen zumindest einen gewissen Grad
der Verzweigung auf oder jedenfalls liegen zumindest einige Saccharidringe
in Form von Seitengruppen auf einer Polysaccharidhauptkette vor
(und werden daher beim Substitutionsgrad selbst nicht mitgezählt).
-
Ein
Polysaccharid umfasst eine Vielzahl von Saccharidringen mit Hydroxylseitengruppen.
Die Seitengruppen können
chemisch oder durch einen anderen Bindungsmechanismus auf jede beliebige
der nachstehend beschriebenen Arten an diese Hydroxylgruppen gebunden
werden. Der "durchschnittliche
Substitutionsgrad" bedeutet
die durchschnittliche Anzahl von Seitengruppen pro Saccharidring
für die
Gesamtheit der Polysaccharidmoleküle in der Probe und wird für alle Saccharidringe
bestimmt, ganz gleich, ob sie Teil einer linearen Hauptkette oder
selbst Seitengruppen im Polysaccharid sind.
-
Andere
polymere Hauptketten, die erfindungsgemäß geeignet sind, umfassen diejenigen,
die in "Hydrocolloid
Applications", A.
Nussinswitch, Blackie 1997, beschrieben sind.
-
Seitengruppen, die die chemische Veränderung
durchlaufen
-
Die
chemische Veränderung,
die zu der erhöhten
Gewebeaffinität
führt,
ist vorzugsweise eine Lyse, z.B. Hydrolyse oder Perhydrolyse. Andernfalls
ist sie bevorzugt eine Bindungsspaltung, ggfs. durch ein Enzym oder
einen anderen Katalysator katalysiert. Die Hydrolyse der durch Ester
verbundenen Gruppen ist am typischsten. Jedoch ist diese Veränderung
bevorzugt nicht einfach eine Protonierung oder Deprotonierung, d.h. ein
durch den pH ausgelöster
Effekt.
-
Die
chemische Veränderung
läuft in
oder an einer Gruppe ab, die kovalent an eine polymere Hauptkette
gebunden ist, und besteht insbesondere aus dem Verlust einer oder
mehrerer solcher Gruppen. Diese Gruppe oder Gruppen hängen an
der Hauptkette.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Wiederaufbaumitteln beschränkt, die
Esterbindungen auf der Grundlage von Monocarbonsäuren enthalten (kann sie aber
einschließen).
Mono-, Di- und Polycarbonsäureester
oder -halbesterbindungen, Ester- und Halbesterbindungen, die von
anderen Säuren
als Carbonsäure
abgeleitet sind, sowie mit Carbamat, Harnstoff oder Silyl verbundene
Gruppen sowie andere sind ebenfalls möglich.
-
Jedoch
werden für
die Verwendung in der Erfindung Cellulosepolymere der Formel (I)
bevorzugt:
in der mindestens eine oder
mehrere der R-Gruppen des Polymers unabhängig voneinander aus Gruppen
der Formeln
ausgewählt sind, in denen jedes R
1 einzeln ausgewählt wird aus C
1-20-(vorzugsweise
C
1-6-)Alkyl, C
2-20-(vorzugsweise
C
2-6-)Alkenyl (z.B. Vinyl) und C
5-7-Aryl (z.B. Phenyl), die alle ggfs. durch
einen oder mehrere Substituenten substituiert sein können, die
unabhängig
voneinander aus C
1 -4-Alkyl-,
C
1-12 (vorzugsweise C
1-4-)Alkoxy-,
Hydroxyl-, Vinyl- und Phenylgruppen ausgewählt sind;
jedes R
2 einzeln aus Wasserstoff und den Gruppen
R
1 wie vorstehend definiert ausgewählt ist;
R
3 eine Bindung ist oder ausgewählt ist
aus C
1- 4-Alkylen-,
C
2-4-Alkenylen- und C
5-7-Arylengruppen
(z.B. Phenylengruppen), wobei die Kohlenstoffatome in allen diesen
Verbindungen ggfs. durch einen oder mehrere Substituenten substituiert
sind, die unabhängig
voneinander aus C
1-12-(vorzugsweise C
1-4-)Alkoxy-, Vinyl-, Hydroxyl-, Halogen-
und Amingruppen ausgewählt
sind;
jedes R
4 einzeln ausgewählt ist
aus Wasserstoff, Gegenkationen wie Alkalimetall (vorzugsweise Na)
oder ½ Ca
oder ½ Mg
sowie den vorstehend definierten Gruppen R
1;
und
R-Gruppen, die zusammen mit dem Sauerstoffatom, das die
Bindung zu dem jeweiligen Saccharidring herstellt, eine Ester- oder
Halbestergruppe einer Tricar bon- oder höheren Polycarbonsäure oder
einer anderen Komplexsäure
wie Citronensäure,
einer Aminosäure,
eines synthetischen Aminosäureanalogons
oder eines Proteins bilden.
-
Um
Zweifel auszuschließen,
können
wie bereits erwähnt
einige der R-Gruppen in der Formel (I) ggfs. eine oder mehrere Strukturen
aufweisen, wie z.B. vorstehend beschrieben. Beispielsweise kann
eine bzw. können
mehrere R-Gruppen einfach Wasserstoff oder eine Alkylgruppe sein.
-
Im
Falle der Formel (I) können
einige bevorzugte R-Gruppen unabhängig voneinander aus einem
oder mehreren von Methansulfonat- und Toluolsulfonatgruppen und
Halbestergruppen von Fumar-, Malon-, Itacon-, Oxal-, Malein-, Bernsteinsäure-, Weinsäure, Glumatin-,
Asparagin- und Maleinsäure
ausgewählt
werden.
-
In
der Formel (I) können
sie unabhängig
voneinander aus einer oder mehreren von Acetat-, Propanoat-, Trifluoracetat-;
2-(2-Hydroxy-1-oxopropoxy)propanoat-, Lactat-, Glycolat-, Pyruvat-,
Crotonat-, Isovalerat-, Cinnamat-, Formiat-, Salicylat-, Carbamat-,
Methylcarbamat-, Benzoat-, und Gluconatgruppen ausgewählt sein.
-
Besonders
bevorzugt sind Cellulosemonoacetat, Cellulosehalbsuccinat und Cellulose-2-(2-hydroxy-1-oxopropoxy)propanoat.
Der Begriff "Cellulosemonoacetat" wird hier verwendet,
um diese Acetate mit dem Substitutionsgrad von 1 oder weniger zu
bezeichnen.
-
Andere Seitengruppen
-
Wie
bereits erwähnt,
beträgt
der Substitutionsgrad für
alle Seitengruppensubstituenten 0,5 bis 0,75, vorzugsweise 0,6 bis
0,7. Jedoch können
neben den Gruppen, die die chemische Veränderung durchlaufen, ggfs.
auch Seitengruppen anderer Typen vorhanden sein, d.h. Gruppen, die
keine chemische Veränderung durchlaufen,
um die Gewebeaffinität
zu verbessern. Innerhalb dieser Klasse anderer Gruppen befindet
sich die Unterkategorie von Gruppen, die die Löslichkeit des Wiederaufbaumittels
verbessern (z.B. Gruppen, die eine oder mehrere freie Carbonsäure-/Salz
und/oder Sulfonsäure/Salz-
und/oder Sulfatgruppen sind).
-
Beispiele
für die
die Löslichkeit
verbessernden Substituenten umfassen Carboxyl, Sulfonyl, Hydroxyl, (Poly)ethylenoxy
und/oder (Poly)propylenoxy enthaltende Gruppen sowie Amingruppen.
-
Die
anderen Seitengruppen stellen vorzugsweise 0 bis 65%, stärker bevorzugt
0 bis 10% (z.B. 0 bis 5%) der Gesamtanzahl der Seitengruppen dar.
Die Mindestanzahl anderer Seitengruppen kann beispielsweise 0,1%
oder 1% der Gesamtheit betragen. Die in Wasser solubilisierenden
Gruppen könnten
0 bis 100% dieser anderen Gruppen umfassen, umfassen aber vorzugsweise
0 bis 20%, stärker
bevorzugt 0 bis 10%, noch stärker
bevorzugt 0 bis 5% der Gesamtzahl anderer Seitengruppen.
-
Synthesewege
-
Diejenigen
erfindungsgemäßen Wiederaufbaumittel,
die nicht im Handel erhältlich
sind, können
auf unterschiedlichen Synthesewegen hergestellt werden, z.B.:
- (1) Polymerisation geeigneter Monomere, z.B.
die enzymatische Polymerisation von Sacchariden, wie z.B. von S.
Shoda, & S. Kobayashi,
Makromol. Symp. 1995, 99, 179–184,
beschrieben, oder die Oligosaccharidsynthese durch orthogonale Glycosylierung,
wie z.B. von H. Paulsen, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34, 1432–1434 beschrieben;
- (2) Derivatisierung einer polymeren Hauptkette (entweder auf
natürliche
Weise, insbesondere Polysaccharide, vor allem beta-1,4-verknüpfte Polysaccharide,
insbesondere Cellulose, Mannan, Glucomannan, Galactomannan, Xyloglucan;
oder synthetische Polymere) bis zum erforderlichen Substitutionsgrad
mit funktionellen Gruppen, die die Löslichkeit des Polymers verbessern,
unter Verwendung eines Reagenz (insbesondere Säurehalogenide, vor allem Carbonsäurehalogenide,
Anhydride, Carbonsäureanhydride,
Carbonsäuren
oder Carbonate) in einem Lösungsmittel,
das die Hauptkette entweder löst,
aufquellen lässt
oder die Hauptkette nicht aufquellen lässt, aber das Produkt löst oder
aufquellen lässt;
- (3) Hydrolyse von Polymerderivaten (insbesondere Estern) bis
zum erforderlichen Substitutionsgrad; oder
- (4) eine Kombination von beliebigen zwei oder mehr der Wege
(1) bis (3).
-
Der
Grad und das Muster der Substitution aus den Wegen (1) oder (2)
können
durch die teilweise Entfernung funktioneller Gruppen durch Hydrolyse
oder Solvolyse oder eine andere Spaltung anschließend verändert werden.
Es können
auch relative Mengen von Reaktanten und Reaktionszeiten dazu verwendet
werden, den Substitutionsgrad zu steuern. Außerdem oder alternativ kann
der Polymerisationsgrad der Hauptkette vor, während oder nach der Derivatisierung
mit funktionellen Gruppen verringert werden. Der Polymerisationsgrad
der Hauptkette kann durch weitere Polymerisation oder durch Vernetzungsmittel
vor, während
oder nach dem Derivatisierungsschritt erhöht werden.
-
Celluloseester
von Hydroxysäuren
können
unter Verwendung des Säureanhydrids,
typischerweise in einer Essigsäurelösung bei
20 bis 30°C
erhalten werden. Wenn das Produkt gelöst ist, wird die Flüssigkeit
in Wasser gegossen. Glycol- und Milchsäureester können auf diese Weise hergestellt
werden.
-
Celluloseglycolat
kann auch aus Cellulosechloracetat (B.P. 320,842) hergestellt werden.
Dazu behandelt man 100 Teile mit 32 Teilen NaOH in Alkohol, das
in kleinen Portionen zugegeben wird.
-
Ein
alternatives Verfahren zur Herstellung von Celluloseestern besteht
aus der teilweisen Verdrängung des
Säurerestes
in einem Celluloseester durch Behandlung mit einer anderen Säure mit
höherer
Ionisierungskonstante (F.P. 702,116). Der Ester wird bei etwa 100°C mit der
Säure erwärmt, die
vorzugsweise ein Lösungsmittel
für den
Ester sein sollte. Auf diese Weise hat man Celluloseacetat, -oxalat,
-tartrat, -maleat, -pyruvat, -salicylat und -phenylglycolat erhalten
und aus Cellulosetribenzoat ein Cellulosebenzoatpyruvat. Auch ein
Celluloseacetatlactat oder Acetatglycolat könnte auf diese Weise hergestellt
werden. Als Beispiel wird Celluloseacetat (10 g) in Dioxan (75 ml),
das Oxalsäure
(10 g) enthält,
2 Stunden unter Rückfluss
bei 100°C
erwärmt.
-
Mehrere
Ester werden durch Abwandlung dieses Verfahrens hergestellt. Ein
einfacher Ester von Cellulose, z.B. das Acetat, wird in einem Gemisch
aus zwei (oder drei) organischen Säuren gelöst, die jeweils eine höhere Ionisierungskonstante
als die Essigsäure
(1,82 × 10-5) aufweisen. Bei festen Säuren werden
geeignete Lösungsmittel
wie Propionsäure,
Dioxan und Ethylendichlorid verwendet. Wenn ein gemischter Celluloseester mit
einer Säure
behandelt wird, sollte diese eine höhere Ionisierungskonstante
haben als die beiden schon in Kombination vorliegenden Säuren. Daher
wird ein Celluloseactat-Lactat-Pyruvat aus Celluloseacetat, 40%igem
Acetyl (100 g), in einem Bad aus 125 ml Pyruvinsäure und 125 ml 85%iger Milchsäure durch
18 Stunden Wärmen
bei 100°C
hergestellt. Das Produkt ist in Wasser löslich und wird ausgefällt und
mit Etheraceton gewaschen. Der Schmelzpunkt beträgt 230 bis 250°C.
-
Zusammensetzungen
-
Das
Wiederaufbaumittel kann in Zusammensetzungen eingebaut werden, die
nur einen Verdünner enthalten
und/oder auch einen anderen Wirkstoff umfassen. Die Verbindung ist
in diesen Zusammensetzungen typischerweise in Mengen von 0,005 bis
25 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 10 Gew.-%, am meisten bevorzugt
0,025 bis 2,5 Gew.-% enthalten.
-
Die
Komponente(n) der Verbindungen sollte bzw. sollten so beschaffen
sein, dass das Wiederaufbaumittel bei Verwendung, z.B. wenn es in
der Wäsche
oder der Spüllauge
gelöst
oder dispergiert ist, abgelagert werden kann. Die meisten, wenn
nicht alle herkömmlichen
Wasch- und/oder Spülmittel
erfüllen
diese Anforderung bereits. Um diese Ablagerung zu unterstützen, kann
man jedoch mindestens ein wasserlösliches Additiv beifügen, das
diese Ablagerung des Wiederaufbaumittels auslöst oder erleichtert.
-
Das
oder die ggfs. verwendeten wasserlöslichen Additive werden z.B.
aus denjenigen ausgewählt,
die in der Wasch oder Spüllösung ein
Anion, das zersetzen kann, und ein Kation, das mit dem aus dem oder
den Substituenten stammenden Anion ein Salz bilden kann, aufweisen.
Im Falle von Wiederaufbaumitteln, die in Wasser dispergierbare Celluloseester
sind, können
diese Ablagerungsadditive insbesondere wasserlösliche, alkalische, entesternde
Additive sein, z.B. die Carbonate, Hydrogencarbonate, Oxalate, Tartrate
usw. von Alkalimetallen, insbesondere Natrium.
-
Das
wasserlösliche
Additiv, das im Wasch- oder Spülmedium
die Ablagerung des Wiederaufbaumittels auslösen kann, liegt in dieser Zusammensetzung
in einer Menge vor, die zumindest ausreicht, um chemische Veränderungen
in allen für
diesen Zweck zur Verfügung
gestellten Gruppen auszulösen.
Im Falle einer in Wasser dispergierbaren veresterten Cellulose liegt
das alkalische Entesterungsadditiv in der Zusammensetzung in einer
Menge vor, die zumindest ausreicht, um die wasserlösliche veresterte
Cellulose zu entestern. Diese Menge beträgt vorzugsweise mindestens
das Fünffache,
vorzugsweise mindestens das Zehnfache der stöchiometrischen Menge, die für die vollständige Entesterung
des Esters nötig
ist. Im Allgemeinen beträgt
sie weniger als das Hundertfache der notwendigen stöchiometrischen
Menge.
-
Der
andere Additivbestandteil (falls vorhanden) in den Zusammensetzungen
ist vorzugsweise ein Tensid oder ein Stoffpflegemittel. Es kann
mehr als ein aktiver Bestandteil enthalten sein. Bei allen Anwendungen kann
ein Gemisch aus aktiven Bestandteilen verwendet werden. Die Zusammensetzungen
umfassen ein nichtionisches oder kationisches Tensid.
-
Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
können
in jeder physikalischen Form vorliegen, z.B. als Feststoff wie als
Pulver oder Granulat, Tablette, festes Stück, als Paste, Gel oder (insbesondere
wässerige) Flüssigkeit.
Vor allem können
die Zusammensetzungen in Waschmitteln, insbesondere flüssigen Waschmitteln oder
Waschpulver, z.B. zur Verwendung in einem Wasch- und/oder Spül- und/oder Trocknungsverfahren,
verwendet werden.
-
Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
sind vorzugsweise Waschmittel, insbesondere Waschmittel für den Hauptgang
(Wäsche
von Geweben) oder im Spülgang
zugesetzte Weichspüler.
Die Waschmittel für
die Hauptwäsche
können
ein Mittel zum Weichmachen enthalten, und während des Spülgangs zugesetzte Weichspüler können Tenside
enthalten, insbesondere nichtionische Tenside, falls geeignet.
-
Die
erfindungsgemäßen Detergenzzusammensetzungen
können
eine oberflächenaktive
Verbindung (Tensid) enthalten, die aus anionischen, kationischen,
nichtionischen, amphoteren und zwitterionischen Tensiden in Form
einer Seife oder Nichtseife und Mischungen davon ausgewählt wird.
Viele geeignete Tenside stehen zur Verfügung und sind in der Literatur
umfassend beschrieben, z.B. in ""Surface-Active Agents
und Detergents",
Band I und II, von Schwartz, Perry und Berch.
-
Die
bevorzugten reinigungsaktiven Verbindungen, die verwendet werden
können,
sind anionische und nichtionische Verbindungen in Form von Seifen
und synthetischen Nichtseifen.
-
Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
können
lineares Alkylbenzolsulfonat enthalten, insbesondere lineare Alkylbenzolsulfonate
mit einer Alkylkettenlänge
von C8-C15. Vorzugsweise
beträgt
die Menge an linearem Alkylbenzolsulfonat 0 bis 30 Gew.-%, stärker bevorzugt
1 bis 25 Gew.-%, am meisten bevorzugt 2 bis 15 Gew.-%.
-
Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
können
außerdem
oder alternativ ein oder mehrere anionische Tenside in Gesamtmengen
enthalten, die den vorstehend für
Alkylbenzolsulfonate genannten Prozentsätzen entspricht. Geeignete
anionische Tenside sind Fachleuten bekannt. Dazu gehören primäre und sekundäre Alkylsulfate,
insbesondere primäre
C8-C15-Alkylsulfate;
Alkylethersulfate; Olefinsulfonate; Alkylxylolsulfonate; Dialkylsulfosuccinate;
und Fettestersulfonate: Natriumsalze werden im Allgemeinen bevorzugt.
- • Einige
spezielle Beispiele solcher anderer anionischer Tenside sind:
Alkylestersulfonate
der Formel R-CH(SO3M)-COOR', in der R ein C8- C20-, vorzugsweise C10-C16-Alkylrest ist, R1 ein
C1-C6-, vorzugsweise
C1-C3-Alkylrest ist und M ein alkalisches Kation
(Natrium, Kalium oder Lithium), ein substituiertes oder unsubstituiertes
Ammonium (Methyl-, Dimethyl-, Trimethyl-, Tetramethylammonium, Dimethylpiperidin,
usw.) oder ein Derivat eines Alkanolamins (Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin
usw.) ist;
- • Alkylsulfate
der Formel ROSO3M, in der R ein C5-C24-, vorzugsweise
C10-C18- Alkyl- oder Hydroxyalkylrest ist, und
M ein Wasserstoffatom oder Kation wie vorstehend definiert ist,
und ihre Ethylenoxy-(EO) und/oder Propylenoxyderivate mit durchschnittlich
0,5 bis 30, bevorzugt 0,5 bis 10 EO- und/oder PO-Einheiten;
- • Alkylamidsulfate
der Formel RCONHR' OSO3M, in der R ein C2-C22-, vorzugsweise C6-C20-Alkylrest ist, R1 ein
C2-C3-Alkylrest
ist und M ein Wasserstoffatom oder ein Kation wie vorstehend definiert
ist, und ihre Ethylenoxy-(EO) und/oder Propylenoxyderivate mit durchschnittlich
0,5 bis 60 EO- und/oder PO-Einheiten;
- • die
Salze von C8-C24-,
vorzugsweise C14-C20 gesättigten
oder ungesättigten
Fettsäuren,
C8-C22 primäre oder
sekundäre
Alkylsulfonate, Alkylglycerolsulfonate, die in GB-A-1 082 179 beschriebenen
sulfonierten Polycarbonsäuren,
Paraffinsulfonate, N-Acy1,N'-alkyltaurate,
Alkylphosphate, Isethionate, Alkylsuccinamate, Alkylsulfosuccinate,
Monoester oder Diester von Sulfosuccinaten, N-Acylsarcosinate, Alkylglycosidsulfate,
Polyethoxycarboxylate, wobei das Kation ein Alkalimetall (Natrium,
Kalium, Lithium), ein substituierter oder unsubstituierter Ammoniumrest
(Methyl-, Dimethyl-, Trimethyl-, Tetramethylammonium, Dimethylpiperidin
usw.) oder ein Derivat eines Alkanolamins (Monoethanolamin, Diethanolamin,
Triethanolamin usw.) ist;
- • Sophorolipide
wie diejenigen in Säure-
oder Lactonform, die von 17-Hydroxyoctadecensäure abgeleitet sind.
-
Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
können
auch ein nichtionisches Tensid enthalten. Nichtionische Tenside,
die verwendet werden können,
umfassen die primären
und sekundären
Alkoholethoxylate, insbesondere die C8-C20 aliphatischen Alkohole, die mit durchschnittlich
1 bis 20 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert sind, und genauer
die C10-C15 primären und
sekundären
aliphatischen Alkohole, die mit durchschnittlich 1 bis 10 Mol Ethylenoxid
pro Mol Alkohol ethoxyliert sind. Nicht ethoxylierte nichtionische
Tenside umfassen Alkylpolyglycoside, Glycerolmonoether und Polyhydroxyamide
(Glucamid).
-
Einige
spezielle Beispiele solcher nichtionischer Tenside sind:
- • polyalkoxylenierte
Alkylphenole (d.h. Polyethylenoxy, Polypropylenoxy, Polybutylenoxy),
deren Alkylsubstituent 6 bis 12 C-Atome aufweist und 5 bis 25 alkoxylenierte
Einheiten aufweist; Beispiele sind TRITON X-45, X-114, X-100 und X-102
von Rohm & Haas,
IGEPAL NP2 bis NP17 von RHÔNE-POULENC;
- • C8-C22 polyalkoxylenierte
aliphatische Alkohole, die 1 bis 25 alkoxylenierte (Ethylenoxy,
Propylenoxy) Einheiten enthalten; Beispiele sind TERGITOL 15-S-9,
TERGITOL 24-L-6 NMW von der Union Carbide Corp., NEODOL 45–9, NEODOL
23–65,
NEODOL 45–7,
NEODOL 45–4
von Shell Chemical Co., KYRO EOB von The Procter & Gamble Co., SYNPERONIC
A3 bis A9 von ICI, RHODASURF IT, DB und B von RHÔNE-POULENC;
- • die
Produkte, die aus der Kondensation von Ethylenoxid oder Propylenoxid
mit Propylenglycol oder Ethylenglycol entstehen, mit einem Molekulargewicht
in der Größenordnung
von 2000 bis 10.000 wie die PLURO-NIC-Produkte von BASF;
- • die
Produkte, die aus der Kondensation von Ethylenoxid oder Propylenoxid
mit Ethylendiamin entstehen, wie die TETRONIC-Produkte von BASF;
- • C8-C18-Ethoxyl und/oder
Propoxylfettsäuren
mit 5 bis 25 Ethylenoxy und/oder Propylenoxyeinheiten;
- • C8-C20-Fettsäureamide
mit 5 bis 30 Ethylenoxyeinheiten;
- • ethoxylierte
Amine mit 5 bis 30 Ethylenoxyeinheiten;
- • alkoxylierte
Amidoamine mit 1 bis 50, vorzugsweise 1 bis 25 und insbesondere
2 bis 20 Alkylenoxyeinheiten (vorzugsweise Ethylenoxyeinheiten);
- • Aminoxide
wie die Oxide von Alkyl-C10-C18-dimethylaminen,
die Oxide von Alkoxy-C8-C22-ethyldihydroxyethylaminen;
- • alkoxylierte
Terpenkohlenwasserstoffe wie ethoxylierte und/oder propoxylierte
a- oder b-Pinene mit 1 bis 30 Ethylenoxy- und/oder Propylenoxyeinheiten;
- • Alkylpolyglycoside,
die durch Kondensation erhältlich
sind (z.B. durch Säurekatalyse)
von Glucose mit primären
Fettsäurealkoholen
(z.B. US-A-3,598,865;
US-A-4,565,647; EP-A-132 043; EP-A-132 046) mit einer C4-C20-,
vorzugsweise C8-C18-Alkylgruppe
und einer durchschnittlichen An zahl von Glucoseeinheiten in der Größenordnung
von 0,5 bis 3, vorzugsweise in der Größenordnung von 1,1 bis 1,8
pro Mol Alkylpolyglycosid (APG), insbesondere solche mit
einer
C8-C14-Alkylgruppe
und durchschnittlich 1,4 Glucoseeinheiten pro Mol
einer C12-C14-Alkylgruppe
und durchschnittlich 1,4 Glucoseeinheiten pro Mol
einer C8-C14-Alkylgruppe
und durchschnittlich 1,5 Glucoseeinheiten pro Mol
einer C8-C10-Alkylgruppe
und durchschnittlich 1,6 Glucoseeinheiten pro Mol,
die unter
den Namen GLUCOPON 600 EC®, GLUCOPON 600 CSUP®,
GLUCOPON 650 EC® bzw.
GLUCOPON 225 CSUP® von HENKEL hergestellt
und vertrieben werden.
-
Bevorzugt
beträgt
die Menge des gesamten nichtionischen Tensids 0 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis
25 Gew.-%, am meisten bevorzugt 2 bis 15 Gew.-%.
-
Eine
weitere Klasse geeigneter Tenside umfasst bestimmte kationische
Monoalkyltenside, die in Waschmitteln für die Hauptwäsche brauchbar
sind. Kationische Tenside, die verwendet werden können, umfassen
quaternäre
Ammoniumsalze der allgemeinen Formel R1R2R3R4N+X-, in der die R-Gruppen
lange oder kurze Kohlenwasserstoffketten, typischerweise Alkyl-,
Hydroxyalkyl- oder ethoxylierte Alkylgruppen sind, und X ein Gegenion
ist (z.B. Verbindungen, in denen R1 eine
C8-C22-Alkylgruppe,
vorzugsweise eine C8-C10 oder C12-C14-Alkylgruppe
ist, R2 eine Methylgruppe ist und R3 und R4, die gleich
oder voneinander verschieden sein können, Methyl oder Hydroxyethylgruppen
sind); und kationische Ester (z.B. Cholinester).
-
Die
Wahl der oberflächenaktiven
Verbindung (des Tensids) und die vorhandene Menge hängen von der
beabsichtigten Verwendung der Detergenzzusammensetzung ab. In Waschmitteln
für Gewebe
können
für Handwaschprodukte
und für
Produkte, die in verschiedenen Waschmaschinentypen verwendet werden
sollen, verschiedene Tensidsysteme gewählt werden, wie einem erfahrenen
Chemiker bekannt ist.
-
Die
Gesamtmenge an Tensid, die vorhanden ist, hängt auch von der beabsichtigten
Endanwendung ab und kann z.B. in einem Waschmittel, mit dem Stoffe
von Hand gewaschen werden, bis zu 60% betragen. In Zusammensetzungen
für die
Maschinenwäsche
von Stoffen ist eine Menge von 5 bis 40 Gew.-% im Allgemeinen angemessen.
Typischerweise umfassen die Zusammensetzungen mindestens 2 Gew.-%
Tenside, z.B. 2 bis 60%, vorzugsweise 15 bis 40%, am meisten bevorzugt
25 bis 35%.
-
Detergenzzusammensetzungen,
die sich zur Verwendung in den meisten automatischen Waschmaschinen
für Stoffe
eignen, enthalten im Allgemeinen ein bestimmtes anionische Tensid,
das keine Seife ist, oder ein nichtionisches Tensid oder Kombinationen
beider in einem geeigneten Verhältnis,
ggfs. zusammen mit Seife.
-
Jedes
herkömmliche
Gewebepflegemittel kann in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet
werden. Die Pflegemittel können
kationisch oder nichtionisch sein. Wenn das Gewebepflegemittel in einem
Waschmittel für
die Hauptwäsche
verwendet wird, ist die Verbindung typischerweise nichtionisch.
Wird es im Spülgang
verwendet, kann es typischerweise kationisch sein. Es kann beispielsweise
in Mengen von 0,5 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, stärker bevorzugt
3 bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung verwendet werden.
-
Vorzugsweise
hat das Gewebepflegemittel zwei langkettige Alkyl- oder Alkenylketten
mit jeweils einer durchschnittlichen Kettenlänge von C16 oder
mehr. Am meisten bevorzugt haben mindestens 50% der langkettigen
Alkyl- oder Alkenylgruppen eine Kettenlänge von C18 oder
mehr. Bevorzugt sind die langkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppen
der Gewebepflegemittel überwiegend
linear.
-
Die
Gewebepflegemittel sind vorzugsweise Verbindungen mit ausgezeichnetem
Weichmachereffekt und sind durch eine kettenschmelzende Lß-zu-Lα-Übergangstemperatur
von mehr als 25°C,
vorzugsweise mehr als 35°C,
am meisten bevorzugt mehr als 45°C
gekennzeichnet. Dieser Lß-zu-Lα-Übergang
kann durch DSC gemessen werden, wie im " Handbook of Lipid Bilayers, D. Marsh,
CRC Press, Boca Raton, Florida, 1990 (5.137 und 337) definiert.
-
Im
Wesentlichen unlösliche
Gewebepflegemittel im Zusammenhang mit dieser Erfindung werden als Gewebepflegemittel
mit einer Löslichkeit
von weniger als 1 × 10-3 Gew.-% in entmineralisiertem Wasser bei 20°C definiert.
Vorzugsweise haben die Gewebeweichmacher eine Löslichkeit von weniger als 1 × 10-4 Gew.-%,
am meisten bevorzugt weniger als 1 × 10-4 bis
1 × 10-6. Bevorzugte kationische Gewebeweichmacher umfassen
ein im Wesentlichen wasserunlösliches
quaternäres
Ammoniummaterial mit einer einzigen langen Alkyl- oder Alkenylkette
mit einer durchschnittlichen Kettenlänge von C20 oder
mehr oder, stärker
bevorzugt, eine Verbindung mit einer polaren Kopfgruppe und zwei
Alkyl- oder Alkenylketten mit einer durchschnittlichen Kettenlänge von
C14 oder mehr.
-
Vorzugsweise
ist der kationische Weichmacher für Gewebe ein quaternäres Ammoniummaterial
oder ein quaternäres
Ammoniummaterial mit mindestens einer Estergruppe. Die quaternären Ammoniumverbindungen,
die mindestens eine Estergruppe enthalten, werden hier als esterverknüpfte quaternäre Ammoniumverbindungen
bezeichnet.
-
Der
hier im Zusammenhang mit den kationischen Gewebeweichmachern aus
quaternärem
Ammonium verwendete Begriff "Estergruppe" umfasst auch eine
Estergruppe, die eine Bindungsgruppe im Molekül darstellt.
-
Bevorzugt
enthalten die durch Ester verknüpften
quaternären
Ammoniumverbindungen zwei oder mehr Estergruppen. Sowohl in der
quaternären
Monoester- als auch der Diesterammoniumverbindung ist der bzw. sind
die Estergruppen bevorzugt eine Verbindungsgruppe zwischen dem Stickstoffatom
und einer Alkylgruppe. Die Estergruppe(n) ist bzw. sind vorzugsweise über eine
weitere Hydrocarbylgruppe mit dem Stickstoffatom verbunden.
-
Ebenfalls
bevorzugt werden quaternäre
Ammoniumverbindungen, die mindestens eine und vorzugsweise zwei
Estergruppen enthalten, in der mindestens eine Gruppe mit höherem Molekulargewicht,
die mindestens eine Estergruppe enthält, und zwei bis drei Gruppen
mit niedrigerem Molekulargewicht an ein gemeinsames Stickstoffatom
gebunden sind, um ein Kation zu erzeugen, und in der das elektrisch
ausgleichende Anion ein Halogenid-, Acetat oder niederes Alkosulfation
wie Chlorid oder Methosulfat ist. Der Substituent mit höherem Molekulargewicht
auf dem Stickstoff ist vorzugsweise eine höhere Alkylgruppe, die 12 bis
28, vorzugsweise 12 bis 22, z.B. 12 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, wie
Kokosalkyl, Talgal kyl, hydriertes Talgalkyl oder substituiertes
höheres
Alkyl, und die Substituenten mit niedrigerem Molekulargewicht sind
vorzugsweise niederes Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Methyl
oder Ethyl oder substituiertes Niedrigalkyl. Einer oder mehrerer
dieser Substituenten mit niedrigerem Molekulargewicht können eine
Arylkomponente enthalten oder durch einen Arylsubstituenten wie
Benzyl, Phenyl oder andere geeignete Substituenten ersetzt werden.
-
Vorzugsweise
ist das quaternäre
Ammoniummaterial eine Verbindung mit zwei C12-C22-Alkyl- oder Alkenylgruppen, die über mindestens
eine Esterbindung, vorzugsweise zwei Esterbindungen oder eine Verbindung
mit einer einzigen langen Kette mit einer durchschnittlichen Kettenlänge von
C20 oder mehr mit einer quaternären Ammoniumkopfgruppe
verbunden sind.
-
Stärker bevorzugt
umfasst das quaternäre
Ammoniummaterial eine Verbindung mit zwei langkettigen Alkyl- oder
Alkenylketten mit einer durchschnittlichen Kettenlänge von
C14 oder mehr. Noch stärker bevorzugt hat jede Kette
eine durchschnittliche Kettenlänge
von C16 oder mehr. Am meisten bevorzugt
haben mindestens 50% jeder langkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppe
eine Kettenlänge
von C18. Bevorzugt sind die langkettigen Alkyl-
oder Alkenylgruppen überwiegend
linear.
-
Der
am meisten bevorzugte Typ eines durch Ester verknüpften quaternären Ammoniummaterials,
das in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
verwendet werden kann, wird durch die Formel (A) dargestellt:
in der
R
1, n, R
2 und X
- wie vorstehend definiert sind.
-
Aus
Umweltschutzgründen
ist es vorteilhaft, wenn das quaternäre Ammoniummaterial biologisch
abbaubar ist.
-
Bevorzugte
Materialien dieser Klasse wie 1,2-bis[gehärteter Talg-oyloxy]-3-trimethylammoniumpropanchlorid
und Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsweise in US-A-4,137,180
beschrieben. Vorzugsweise umfassen diese Materialien kleine Mengen
der entsprechenden Monoester wie in US-A-4,137,180 beschrieben,
z.B. 1-gehärteter
Talg-oyloxy-2-hydroxy-3-trimethylammoniumpropanchlorid.
-
Eine
weitere Klasse bevorzugter durch Ester verknüpfter quaternärer Ammoniummaterialien
zur Verwendung in erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
kann durch die Formel (B)
dargestellt
werden, in der jede Gruppe R
1 einzeln ausgewählt wird
aus C
1-4-Alkyl, Hydroxyalkyl oder C
2-4-Alkenylgruppen; und in der jede Gruppe
R
2 einzeln ausgewählt wird aus C
8-28-Alkyl-
oder Alkenylgruppen; und X
- jedes geeignete
Gegenion ist, d.h. ein Halogenid, Acetat oder niederes Alkosulfation
wie Chlorid oder Methosulfat.
n ist eine ganze Zahl von
1 bis 5 oder 0.
-
Besonders
bevorzugt ist jede Gruppe R1 Methyl und
jedes n 2.
-
Von
den Verbindungen der Formel (B) wird Di-(Talgyloxyethyl)-dimethylammoniumchlorid,
erhältlich von
Hoechst, am meisten bevorzugt. Di(gehärteter Talg-yloxyethyl)dimethylammoniumchlorid
von Hoechst und Di-(Talg-yloxyethyl)-methylhydroxyethylmethosulfat
werden ebenfalls bevorzugt.
-
Eine
weitere bevorzugte Klasse quaternärer kationischer Ammoniumgewebeweichmacher
wird durch die Formel (C) definiert:
in der
R
1, R
2 und X die
gleiche Definition haben wie vorstehend.
-
Ein
bevorzugtes Material der Formel (C) ist Di-gehärteter Talg-diethylammoniumchlorid,
das unter der Marke Arquad 2HT verkauft wird.
-
Das
ggfs. mit Ester verknüpfte
quaternäre
Ammoniummaterial kann bei Bedarf weitere Komponenten enthalten,
die in der Technik bekannt sind, insbesondere Lösungsmittel mit niedrigem Molekulargewicht,
wie z.B. Isopropanol und/oder Ethanol, und co-aktive Subtanzen wie
nichtionische Weichmacher, z.B. Fettsäure oder Sorbitanester.
-
Wenn
die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
als Waschmittel für
die Hauptwäsche
verwendet werden, enthalten sie im Allgemeinen auch einen oder mehrere
Detergenzbuilder. Die Gesamtmenge der Detergenzbuilder in den Zusammensetzungen
liegt typischerweise im Bereich von 5 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise
10 bis 60 Gew.-%.
-
Anorganische
Builder, die vorhanden sein können,
umfassen Natriumcarbonat, auf Wunsch in Kombination mit einem Kristallisationskeim
für Calciumcarbonat,
wie in
GB 1 437 950 (Unilever)
offenbart; kristalline und amorphe Aluminosilicate, z.B. Zeolithe
wie in
GB 1 473 201 (Henkel)
offenbart, amorphe Aluminosilicate wie
GB 1 473 202 (Henkel) offenbart und
gemischte kristalline/amorphe Aluminosilicate wie in
GB 1 470 250 (Procter & Gamble) offenbart,
sowie Schichtsilicate, wie in
EP
164 514 B (Hoechst) offenbart. Anorganische Phosphatbuilder,
z.B. Natriumorthophosphat, Pyrophosphat und Tripolyphosphat eignen
sich auch zur Verwendung mit dieser Erfindung.
-
Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
enthalten vorzugsweise einen Aluminosilicatbuilder mit einem Alkalimetall,
bevorzugt Natrium. Natriumaluminosilicate können im Allgemeinen in Mengen
von 10 bis 70 Gew.-% (auf wasserfreier Grundlage) inkorporiert sein.
-
Das
Alkalimetallaluminosilicat kann entweder kristallin, amorph oder
eine Mischung von beidem mit der allgemeinen Formel 0,8–1,5 Na2O·Al2O3·0,8–6 SiO2 sein.
-
Diese
Materialien enthalten etwas gebundenes Wasser und müssen eine
Calciumionenaustauschkapazität
von mindestens 50 mg CaO/g haben.
-
Die
bevorzugten Natriumaluminosilicate enthalten 1,5 bis 3,5 SiO
2-Einheiten (in der vorstehenden Formel).
Sowohl die amorphen als auch die kristallinen Materialien können auf
einfache Weise durch die Reaktion zwischen Natriumsilicat und Natriumaluminat
hergestellt werden, wie in der Literatur umfassend beschrieben. Geeignete
kristalline Natriumaluminosilicat-Ionenaustauschdetergenzbuilder
sind z.B. in
GB 1 429 143 (Procter & Gamble) beschrieben.
Die bevorzugten Natriumaluminosilicate dieses Typs sind die bekannten
im Handel erhältlichen
Zeolithen A und X und Gemische davon.
-
Der
Zeolith kann der im Handel erhältliche
Zeolith 4A sein, der jetzt verbreitet in Waschpulvern eingesetzt
wird. Jedoch ist gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung der in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingebaute
Zeolith der maximale Aluminiumzeolith P (Zeolith MAP) wie in
EP 384 070 A (Unilever)
beschrieben und beansprucht. Der Zeolith MAP wird als Alkalimetallaluminiumsilicat
vom Zeolith-P-Typ definiert, der ein Verhältnis von Silicium zu Aluminium
von nicht mehr als 1,33, vorzugsweise im Bereich von 0,90 bis 1,33
und stärker
bevorzugt im Bereich von 0,90 bis 1,20 hat.
-
Besonders
bevorzugt wird Zeolith MAP mit einem Verhältnis von Silicium zu Aluminium,
das 1,07, vorzugsweise etwa 1,00 nicht übersteigt. Die Calciumbindekapazität von Zeolith
MAP beträgt
im Allgemeinen mindestens 150 mg CaO pro Gramm wasserfreies Material.
-
Organische
Builder, die vorhanden sein können,
umfassen Polycarboxylatpolymer wie Polyacrylate, Acryl/Maleinsäure-Copolymere
und Acrylphosphinate; monomere Polycarboxylate wie Citrate, Gluconate, Oxydisuccinate,
Glycerolmono-, -di- und -trisuccinate, Carboxymethyloxysuccinate,
Carboxymethyloxymalonate, Dipicolinate, Hydroxyethyliminodiacetate,
Alkyl- und Alkenylmalonate und Succinate sowie sulfonierte Fettsäuresalze.
Diese Liste ist nicht erschöpfend
gemeint.
-
Besonders
bevorzugte organische Builder sind Citrate, die am besten in Mengen
von 5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 25 Gew.-% verwendet werden,
und Acrylpolymere, insbesondere Acryl/Maleinsäure-Copolymere, die geeigneterweise
in Mengen von 0,5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-% verwendet
werden.
-
Sowohl
anorganische als auch organische Builder sind vorzugsweise in der
Alkalimetallsalzform, insbesondere der Natriumsalzform vorhanden.
-
Erfindungsgemäße Zusammensetzungen
können
auch ein Bleichsystem enthalten. Waschmittel für Stoffe sollten Peroxybleichverbindungen
enthalten, z.B. anorganische Persalze oder organische Persäuren, die
Wasserstoffperoxid in wässeriger
Lösung
ergeben können.
-
Geeignete
Peroxybleichverbindungen umfassen organische Peroxide wie Harnstoffperoxid
und anorganische Persalze wie die Alkalimetallperborate, Percarbonate,
Perphosphate, Persilicate und Persulfate. Bevorzugte anorganische
Persalze sind Natriumperboratmonohydrat und -tetrahydrat und Natriumpercarbonat.
-
Besonders
bevorzugt wird Natriumpercarbonat mit einer Schutzschicht gegen
Destabilisierung durch Feuchtigkeit versehen. Natriumpercarbonat
mit einer Natriummetaborat und Natriumsilicat umfassenden Schutzschicht
ist in
GB 2 123 044
B (Kao) offenbart.
-
Die
Peroxybleichverbindung sollte in einer Menge von 0,1 bis 35 Gew.-%,
bevorzugt 0,5 bis 25 Gew.-% vorhanden sein. Die Peroxybleichverbindung
kann zusammen mit einem Bleichaktivator (Bleichvorläufer) verwendet
werden, um die Bleichwirkung bei niedrigen Waschtemperaturen zu
verbessern. Der Bleichvorläufer sollte
in einer Menge von 0,1 bis 8 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%
vorliegen.
-
Bevorzugte
Bleichvorläufer
sind Peroxycarbonsäurevorläufer, genauer
Peressigsäurevorläufer und Pernonansäurevorläufer. Besonders
bevorzugte Bleichvorläufer,
die sich zur Verwendung in der Erfindung eignen, sind N,N,N',N'-Tetracetylethylendiamin
(TAED) und Natriumnoanoyloxybenzolsulfonat (SNOBS). Die neuartigen
quaternären
Ammonium- und Phosphoniumbleichvorläufer sind in US-A-4,751,015 und US-A-4,818,426
(Lever Brothers Company) und
EP
402 971 A (Unilever) offenbart. Auch die in
EP 284 292 A und
EP 303 520 A (Kao) offenbarten
kationischen Bleichvorläufer
sind von Interesse.
-
Das
Bleichsystem kann durch eine Peroxysäure entweder ergänzt oder
ersetzt werden. Beispiele solcher Persäuren finden sich in US-A-4,686
063 und US-A-5,397,501
(Unilever). Ein bevorzugtes Beispiel ist die Imidopercarbonsäureklasse
von Persäuren,
die in EP A 325 288, EP A 349 940,
DE
382 3172 und
EP 325 289 beschrieben
ist. Ein besonders bevorzugtes Beispiel ist Phthalimidoperoxycapronsäure (PAP).
Solche Persäuren
sind geeigneterweise in Mengen von 0,1 bis 12%, bevorzugt 0,5 bis
10% vorhanden.
-
Ein
Bleichstabilisator (Transistormetallmaskiermittel) kann ebenfalls
vorhanden sein. Geeignete Bleichstabilisatoren umfassen Ethylendiamintetraacetat
(EDTA), die Polyphosphonate wie Dequest® und
kein Phosphat enthaltende Stabilisierungsmittel wie EDDS (Ethylendiamindibernsteinsäure). Diese
Bleichstabilisierungsmittel sind auch brauchbar zur Entfernung von
Flecken, insbesondere in Produkten, die geringe Mengen an Bleichspezies
oder gar keine Bleichspezies enthalten.
-
Ein
besonders bevorzugtes Bleichsystem umfasst eine Peroxybleichverbindung
(vorzugsweise Natriumpercarbonat, ggfs. zusammen mit einem Bleichaktivator)
und einen Übergangsmetallbleichkatalysator
wie in
EP 458 397 A ,
EP 458 398 A und
EP 509 787 A (Unilever)
beschrieben und beansprucht.
-
Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
können
auch ein oder mehrere Enzyme enthalten. Geeignete Enzyme umfassen
die Proteasen, Amylasen, Cellulasen, Oxidasen, Peroxidasen und Lipasen,
die sich zum Einbau in Detergenzzusammensetzungen eignen. Bevorzugte
proteolytische Enzyme (Proteasen) sind katalytisch aktive Proteinmaterialien,
die Proteinfleckentypen zersetzen oder verändern, wenn welche vorhanden
sind, z.B. in Gewebeflecken in einer Hydrolyse reaktion. Sie können jeden
beliebigen Ursprungs sein, wie pflanzlichen, tierischen, bakteriellen
oder Hefeursprungs.
-
Proteolytische
Enzyme oder Proteasen verschiedener Qualität und Abstammung mit Aktivität in verschiedenen
pH-Bereichen von 4 bis 12 stehen zur Verfügung und können in der Erfindung verwendet
werden. Beispiele für
geeignete proteolytische Enzyme sind die Subtilisine, die aus speziellen
Stämmen
von B. Subtilis B. licheniformis erhalten werden, wie die im Handel
erhältlichen
Subtilisine Maxatase®, geliefert von Gist Brocades
N.V., Delft, Holland, und Alcalase®, geliefert
von Novo Industri A/S, Kopenhagen, Dänemark.
-
Besonders
geeignet ist eine Protease, die von einem Bacillusstamm mit maximaler
Aktivität
im gesamten pH-Bereich von 8 bis 12 abstammt und im Handel erhältlich ist,
z.B. von Novo Industri A/S unter den eingetragenen Handelsnamen
Esperase® und
Savinase®.
Die Herstellung dieser und analoger Enzyme ist in GB 1 243 785 beschrieben.
Andere handelsübliche
Proteasen sind Kazusase® von Showa-Denko, Japan,
Optimase® von
Miles Kali-Chemie, Hannover, Deutschland, und Superase®, erhältlich von
Pfizer, U.S.A.).
-
Detergenzenzyme
werden üblicherweise
in Granulatform in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 3,0 Gew.-% verwendet.
Es kann jedoch jede geeignete physische Form von Enzym verwendet
werden.
-
Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
können
Alkalimetall, vorzugsweise Natriumcarbonat enthalten, um die Reinigungswirkung
zu steigern und die Verarbeitung zu erleichtern. Natriumcarbonat
kann geeigneterweise in Mengen im Bereich von 1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise
2 bis 40 Gew.-% vorliegen. Jedoch liegen auch Zusammensetzungen,
die weniger oder kein Natriumcarbonat enthalten, im Rahmen der Erfindung.
-
Die
Rieselfähigkeit
des Pulvers kann durch Einbau einer kleinen Menge eines Strukturgebers
für Pulver
verbessert werden, z.B. einer Fettsäure (oder Fettsäureseife),
eines Zuckers, eines Acrylat- oder Acrylat/Maleat-Copolymers oder
Natriumsilicats. Ein bevorzugter Pulverstrukturgeber ist Fettsäureseife,
die geeigneterweise in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% vorliegt.
-
Andere
Materialien, die in den erfindungsgemäßen Detergenzzusammensetzungen
enthalten sein können,
umfassen Natriumsilicat, Mittel zur Verhinderung erneuter Ablagerungen
wie Cellulosepolymere, anorganische Salze wie Natriumsulfat, Schaumsteuerungmittel
oder Schaumverstärker
nach Bedarf, proteolytische und lipolytische Enzyme, Farbstoffe,
gefärbte
Sprenkel, Duftstoffe, Schaumbremser, Fluoreszenzmittel und Entkopplungspolymere.
Diese Liste ist nicht als erschöpfend
gedacht.
-
Es
ist oft vorteilhaft, wenn Polymere zur Freisetzung oder Suspendierung
von Schmutz vorhanden sind, beispielsweise in Mengen in der Größenordnung
von 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in der Größenordnung von 0,1 bis 5 Gew.-%
und insbesondere in der Größenordnung
von 0,2 bis 3 Gew.-%, wie zum Beispiel:
- – Cellulosederivate
wie Cellulosehydroxyether, Methylcellulose, Ethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose,
Hydroxybutylmethylcellulose;
- – Polyvinylester,
die auf Polyalkylenhauptketten gepfropft sind, wie Polyvinylacetate,
die auf Polyoxyethylenhauptketten gepfropft sind (EP-A-219 048);
- – Polyvinylalkohole;
- – Polyestercopolymere
auf der Basis von Ethylenterephthalat- und/oder Propylenterephthalateinheiten
und Polyethylenoxyterephthalateinheiten mit einem Molverhältnis (Anzahl
der Einheiten) von Ethylenterephthalat und/oder Propylenterephthalat/(Anzahl
der Einheiten) Polyethylenoxyterephthalat in der Größenordnung
von 1/10 bis 10/1, wobei die Polyethylenoxyterephthalateinheiten
Polyethylenoxyeinheiten mit einem Molekulargewicht in der Größenordnung
von 300 bis 10,000, mit einem Molekulargewicht des Copolyesters in
der Größenordnung
von 1000 bis 100,000 aufweisen;
- – Polyestercopolymere
auf der Basis von Ethylenterephthalat- und/oder Propylenterephthalateinheiten
und Polyethylenoxy- und/oder Polypropylenoxyeinheiten, mit einem
Molverhältnis
(Anzahl der Einheiten) von Ethylenterephthalat und/oder Propylenterephthalat/(Anzahl
der Einheiten) Polyethylenoxy und/oder Polypropylenoxy in der Größenordnung
von 1/10 bis 10/1, wobei die Polyethylenoxy- und/oder Polypropylenoxyeinheiten
ein Molekulargewicht in der Größenordnung
von 250 bis 10,000 haben, mit einem Molekulargewicht des Copolyesters
in der Größenordnung
von 1000 bis 100,000 (US-A-3,959,230, US-A-3,962,152, US-A-3,893,929,
US-A-4,116,896, US-A-4,702,857, US-A-4,770,666, EP-A-253 567, EP-A-201 124);
- – Copolymere
von Ethylen- oder Propylenterephthalat/Polyethylenoxyterephthalat
mit Sulfoisophthaloyleinheiten in ihrer Kette (US-A-4,711,730, US-A-4,702,857,
US-A-4,713,194);
- – Terephthalsäurecopolyesteroligomere
mit Polyalkylenoxyalkylsulfonat/Sulfoaroylendgruppen, die ggfs. Sulfoisophthaloyleinheiten
in ihrer Kette enthalten (US-A-4,721,580, US-A-5,415,807, US-A-4,877,896, US-A-5,182,043,
US-A-5,599,782, US-A-4,764,289, EP-A-311 342, WO92/04433, WO97/42293);
- – Sulfonierte
Terephthalsäurecopolyester
mit einem Molekulargewicht von weniger als 20,000, die man zum Beispiel
aus einem Diester von Terephthalsäure, Isophthalsäure und
einem Diol, insbesondere Ethylenglycol erhält (WO95/32997);
- – Polyurethanpolyester,
die man erhält
durch die Reaktion eines Polyesters mit einem Molekulargewicht of 300
bis 4000, den man aus einem Terephthalsäurediester, möglicherweise
einem Sulfoisophthalsäurediester
und einem Diol erhielt, auf einem Prepolymer mit Isocyanatendgruppen,
erhälten
aus einem Polyethylenoxyglycol mit einem Molekulargewicht von 600
bis 4000 und einem Isocyanat (US-A-4,201,824);
- – sulfonierte
Polyesteroligomere, die man durch die Sulfonierung eines von ethoxyliertem
Allylalkohol, Dimethylterephthalat und 1,2-Propylendiol abgeleiteten
Oligomers mit 1 bis 4 Sulfonatgruppen erhalten hat (US-A-4,968,451).
-
Wenn
die Detergenzzusammensetzung in der Waschlauge verdünnt wird
(während
eines typischen Waschzyklus), ergibt sie bei einem Waschmittel für die Hauptwäsche typischerweise
einen pH der Waschlauge von 7 bis 10,5.
-
Teilchenförmige Detergenzzusammensetzungen
werden geeigneterweise durch Sprühtrocknen
einer Aufschlämmung
aus kompatiblen wärmeunempfindlichen
Inhaltsstoffen mit anschließendem
Aufsprühen
oder durch Nachdosierung der Bestandteile, die sich nicht für die Verarbeitung
in der Aufschlämmung
eignen, hergestellt. Ein erfahrener Hersteller von Detergenzien
wird keine Schwierigkeiten haben zu entscheiden, welche Inhaltsstoffe
in der Aufschlämmung
enthalten sein sollten und welche nicht.
-
Erfindungsgemäße teilchenförmige Detergenzzusammensetzungen
haben vorzugsweise eine Schüttdichte
von mindestens 400 g/l, stärker
bevorzugt mindestens 500 g/l Besonders bevorzugte Zusammensetzungen
haben Schüttdichten
von mindestens 650 g/l, stärker
bevorzugte 700 g/l.
-
Solche
Pulver können
entweder durch Verdichtung von sprühgetrocknetem Pulver nach dem
Turm oder durch gar nicht im Turm stattfindende Verfahren wie Trockenmischen
und Granulieren hergestellt werden; in beiden Fällen kann ein Hochgeschwindigkeitsmixer/Granulator
mit gutem Ergebnis verwendet werden. Verfahren unter Verwendung
solcher Hochgeschwindigkeitsmixer/Granulatoren sind z.B. in
EP 340 013 A ,
EP 367 339 A ,
EP 390 215 A und
EP 420 317 A (Unilever)
offenbart.
-
Flüssige Detergenzzusammensetzungen
können
durch Mischen der essentiellen und bei Bedarf verwendeten Inhaltsstoffe
in jeder beliebigen Reihenfolge hergestellt werden, um Zusammensetzungen
zur Verfügung
zu stellen, die die Komponenten in den erforderlichen Konzentrationen
enthalten. Flüssige
erfindungsgemäße Zusammensetzungen
können
auch in Kompaktform vorliegen, was bedeutet, dass sie im Vergleich zu
einem herkömmlichen
Flüssigwaschmittel
weniger Wasser enthalten.
-
Zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen
kann jedes beliebige Verfahren verwendet werden.
-
Behandlungsverfahren
-
Die
Behandlung des Gewebes mit einem Wiederaufbaumittel kann durch jedes
geeignete Verfahren wie Waschen, Einweichen oder Spülen des
Substrats erfolgen.
-
Typischerweise
beinhaltet die Behandlung ein Wasch- oder Spülverfahren wie die Behandlung
in der Hauptwäsche
oder im Spülzyklus
einer Waschmaschine und umfasst das In-Kontakt-Bringen des Gewebes
mit einem wässerigen
Medium, das die erfindungsgemäße Zusammensetzung
umfasst.
-
Die
Erfindung wird jetzt anhand der folgenden nicht einschränkenden
Beispiele im Detail erläutert.
-
Beispiele
-
Die
Beispiele 1a, 2 und 3 dienen lediglich der Veranschaulichung und
sind kein Teil der Erfindung.
-
Beispiel 1: Herstellung von "Cellulosemonoacetat"
-
Diese
erfolgte nach den Verfahren von WO 91/16359.
-
Beispiel 1a
-
30,0
g Cellulosediacetat (DS 2,45) (der Ausgangscelluloseester), 0,08
g Molybdäncarbonyl
(Katalysator) und 213,6 g Methanol (reaktives Lösungsmittel 1) sowie 30,0 g
Wasser (reaktives Lösungsmittel
2) werden in einen 1-Liter Parr-Stahlreaktor
eingebracht, der mit einem magnetisch gekoppelten Rührwerk ausgerüstet ist.
Der Reaktor wird verschlossen und dann auf 140°C erwärmt. Die Erwärmungszeit
beträgt
typischerweise 1 bis 2 Stunden. Der Anfangsdruck im Reaktor beträgt typischerweise
1379 bis 3447 kPa (200 bis 500 psi) Stickstoff. Das Reaktionsgemisch
wird bei 140°C
7 Stunden gerührt.
Dann lässt
man das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abkühlen, was typischerweise 2
bis 3 Stunden dauert. Die Produkte werden durch Filtration der resultierenden
Aufschlämmung
isoliert. Das reaktive Lösungsmittel
sowie Nebenprodukte wie Methylacetat können durch Destillation aus
dem Filtrat gewonnen werden. Das Produkt ist Cellulo semonoacetat,
und die Ausbeute beträgt
66%. Die Schlüsselanalysen
ergaben: DS = 0,48; Grenzviskosität (0,25 g pro 100 ml DMSO)
= 0,55.
-
Beispiel 1b
-
30,0
g Cellulosediacetat (DS 2,45) (der Ausgangscelluloseester), 0,05
g Molybdän(VI)-oxid
und 2373 g Methanol (reaktives Lösungsmittel
1) werden in einen 1-Liter Parr-Stahlreaktor eingebracht, der mit
einem magnetisch gekoppelten Rührwerk
ausgerüstet
ist. Der Reaktor wird verschlossen und dann auf 155°C erwärmt. Die
Erwärmungszeit
beträgt
typischerweise 1 bis 2 Stunden. Der Anfangsdruck im Reaktor beträgt typischerweise
1379 bis 3447 kPa (200 bis 500 psi) Stickstoff. Das Reaktionsgemisch
wird bei 155°C
3 Stunden gerührt.
Dann lässt
man das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abkühlen, was typischerweise 2
bis 3 Stunden dauert. Die Produkte werden durch Filtration der resultierenden
Aufschlämmung
isoliert. Das reaktive Lösungsmittel
sowie Nebenprodukte wie Methylacetat können durch Destillation aus
dem Filtrat gewonnen werden. Das Produkt ist Cellulosemonoacetat,
und die Ausbeute beträgt
87%. Die Schlüsselanalysen
ergaben: DS = 0,50; Grenzviskosität (0,25 g pro 100 ml DMSO)
= 1,16.
-
Beispiel 1: Herstellung von Cellulosehalbsuccinat
(erster Weg)
-
Cellulosehalbsuccinat
wurde gemäß B.P. 410,125
hergestellt. Ein Gemisch aus Cellulose (Whatman-Cellulosepulver
CF11, das Baumwolle ist, 5 g), Bernsteinsäureanhydrid (25 g) und Pyridin
(75 ml) wurden eine Woche lang auf 65°C gehalten. Beim Gießen in Methanol
erhielt man das Pyridiniumsalz von Cellulosehalbsuccinat. Das rohe
Cellulosehalbsuccinat, Pyridiniumsalz, wurde wiederholt mit Methanol
gewaschen, um Pyridin und nicht gebrauchte Reaktanten zu entfernen.
Das Pyridiniumsalz von Cellulosehalbsuccinat wurde durch Austreiben
des Pyridins unter Vakuum bei < 95°C in die
freie Säureform
umgewandelt.
-
Infrarotspektren
von Reagenzien und Produkten wurden auf einem Bio-Rad FTS-7 Infrarotspektrometer
unter Verwendung eines Aufsatzes Graseby Specac (Teil #10500) Single
Reflection Diamond ATR aufgezeichnet.
-
Der
Substitutionsgrad des aus Baumwollfasern hergestellten Cellulosehalbsuccinats
wurde durch eine Einstufenneutralisation der Carbonsäuregruppen
und Hydrolyse der Estergruppen unter Verwendung eines Überschusses
an Natriumhydro xid gefolgt von der Titration des überschüssigen Natriumhydroxids
mit einer Standardlösung
Salzsäure
unter Einsatz von Phenolphthalein als Indikator bestimmt. Die auf
diese Weise erhaltene Zahl war 2,8.
-
Das
Infrarotspektrum des Produkts in seiner neutralisierten Natriumsalzform
hat zwei getrennte Banden, die auf das Ausdehnen von C=O zurückzuführen sind:
Die
Bande bei 1574 cm-1 ist auf das Carboxylatanion
zurückzuführen, eine
Bande, für
die man 1550 bis 1610 cm-1 erwartet. Daher
ist es angemessen, die andere Bande bei 1727 cm-1 dem
Ester zuzuweisen, eine Bande, für
man 1735 bis 1750 cm-1 erwartet. Das Infrarotspektrum
entspricht daher einem Halbestersalz.
-
Beispiel 3: Herstellung von Cellulosehalbsuccinat
(zweiter Weg)
-
Cellulosehalbsuccinat
wurde gemäß GB-A-410
125 hergestellt. Ein Gemisch aus Cellulose (Avicel PH105, 5 g),
Bernsteinsäureanhydrid
(25 g) und Pyridin (75 ml) wurde eine Woche auf 65°C gehalten.
Beim Gießen
in Methanol erhielt man das Pyridiniumsalz von Cellulosehalbsuccinat.
Das rohe Cellulosehalbsuccinat, Pyridiniumsalz, wurde wiederholt
mit Methanol gewaschen, um Pyridin und nicht gebrauchte Reaktanten zu
entfernen.
-
Wenn
dieses Gel mit verdünntem
wässerigen
Natriumhydroxid gemischt wurde, löste es sich nicht sofort, sondern
blieb in Klümpchen.
Allerdings löste
es sich dann langsam und bildete eine optisch nahezu klare Lösung. Die
Tatsache, dass das mit Methanol gewaschene Cellulosehalbsuccinat
nicht sofort in verdünntem wässerigem
Natriumhydroxid löslich
war, zeigte an, dass das Cellulosehalbsuccinat leicht vernetzt war.
-
Das
mit Methanol gespülte
Cellulosehalbsuccinat wurde dazu verwendet, ein Cellulosehalbsuccinat mit
einem geringeren Substitutionsgrad und weniger Vernetzungen herzustellen,
das in Wasser dispergierbar war.
-
Die
homogene Lösung
wurde dadurch hergestellt, dass man das Cellulosehalbsuccinat wie
folgt teilweise hydrolysierte. Aus mikrokristalliner Cellulose hergestelltes
Cellulosehalbsuccinat in Form eines Gels aus Cellulosehalbsuccinat,
Pyridiniumsalz, das in Methanol dispergiert war, wurde bei 50°C zu 50 ml
einer gerührten
0,1 M NaCl-Lösung
gegeben. 0,1 M NaOH-Lösung
wurde zugesetzt, bis sich der pH auf etwa 7,0 erhöht hatte
(18,0 ml wurden benötigt).
Es wurde noch mehr 0,1 M NaOH-Lösung
zugegeben, bis der pH etwa 10,5 erreicht hatte (3,0 ml wurden benötigt). Dieser
pH wurde dann 45 Minuten aufrechterhalten, indem man weiter 0,1
M NaOH-Lösung
zugab (4,2 ml wurden benötigt).
Dann wurde das Gemisch auf Raumtemperatur gekühlt und unter Verwendung von
1,0 M HCl neutralisiert (0,18 ml wurden benötigt). Nach dieser Prozedur
war die Lösung
nur leicht trüb.
Das Polymer wurde durch Ultrafiltration (Amicon, Inc.) von anorganischen
Salzen abgetrennt, wobei man eine Cellulosetriacetatmembran mit
einer Ausschlussgrenze von 10.000 verwendete (Sartorious SM 145
39).
-
Der
Substitutionsgrad des auf diesem Weg hergestellten Cellulosehalbsuccinats
wurde durch eine einstufige Neutralisation der Carbonsäuregruppen
und Hydrolyse der Estergruppen unter Verwendung eines Natriumhydroxidüberschusses
bestimmt. Anschließend
wurde das überschüssige Natriumhydroxid
mit eine Standardlösung
von Salzsäure
titriert, wobei man Phenolphthalein als Indikator verwendete. Die
auf diese Weise erhaltene Zahl war 2,0.
-
Beispiel 4: Herstellung von Cellulose
2-(2-Hydroxy-1-oxypropoxy)propanoat
-
Nach
dem in
DE 3 322 118 beschriebenen
Verfahren wurde ein Gemisch aus 2,33 g Lactid (3,6-Dimethyl-1,4-dioxan-2,5-dion)
und 29,7 g Celluloselösung,
die man durch Lösen
von 14 g mikrokristalliner Cellulose (Avicel PH105) erhalten hatte,
welche man mit 14 g N,N-Dimethylacetatmid in einem Gemisch aus 200
ml N,N-Dimethylacetamid
und 16,8 g Lithiumchlorid hatte aufquellen lassen, mit 1,5 ml Triethylamin
behandelt und 1,5 Stunden bei 75°C
gerührt.
-
Cellulose-2-(2-hydroxy-1-oxopropoxy)propanoat
wurde durch Pipettieren des Reaktionsgemischs in 300 ml Methanol
isoliert. Das Gelprodukt wurde mit weiteren zwei Chargen von je
300 ml Methanol gewaschen. Zu diesem Zeitpunkt war das mit Methanol
aufgequollene 2-(2-Hydroxy-1-oxopropoxy)propanoat wasserlöslich. Das
Cellulose-2-(2-hydroxy-1-oxopropoxy)propanoat wurde bei Raumtemperatur
in einem Vakuumofen getrocknet. Das trockene Cellulose-2-(2-hydroxy-1-oxopropoxy)propanoat
war teilweise löslich.
-
Beispiel 5: Herstellung eines Celluloseacetats
mit einem Substitutionsgrad von 0,55
-
3490
ml Essigsäure
und 60 ml Wasser werden in einem Reaktor auf 80°C erwärmt; 63 g Cellulosetriacetat
werden in dieser Essigsäurelösung gelöst. Das
Reaktionsmedium wird mit 140 ml Methanol gemischt.
-
Das
Reaktionsgemisch, das in eine inerte Atmosphäre gestellt wurde, wird 4 Stunden
bei 150°C
auf einem Druck von 6 bar gehalten. Man gibt weitere 100 ml Methanol
zu und hält
das Gemisch 8 Stunden auf dem gleichen Druck und der gleichen Temperatur.
-
Nach
dem Abkühlen
wird das Celluloseacetat durch die Zugabe von Aceton ausgefällt und
dann durch Filtration und Waschen gewonnen.
-
Der
Substitutionsgrad und das Molekulargewicht werden durch NMR-Analyse
des Protons und Gelpermeationschromatographie bestimmt.
-
Das
auf diese Weise hergestellte Celluloseacetat hat einen Substitutionsgrad
von 0,55 und ein Molekulargewicht von 14.000. Das Produkt ist wasserlöslich.
-
Die
Beispiele 6 bis 17 sind Formulierungsbeispiele. In jedem Fall ist
das spezifizierte "Polymer" das Material von
Beispiel 1. Beispiel
6: Sprühgetrocknetes
Pulver
-
Beispiel 7:
-
Detergenzgranulat, das durch ein Verfahren
ohne Sprühtrocknen
hergestellt wurde
-
Die
folgende Zusammensetzung wurde durch das in EP-A-367 339 beschriebene
zweistufige mechanische Granulierungsverfahren hergestellt.
Beispiel
8: Isotrope Waschflüssigkeit
Beispiel
9: Strukturierte Waschflüssigkeit
Rohmaterialspezifikation
-
Beispiele 18 bis 24: Leistungsbewertung
-
Das
Ziel des folgenden Experiments war auch hier die Bestimmung des
Aufbaus von Celluloseacetat auf Baumwollgewebe durch Messen der
Gewichtsveränderung
an Stücken
von Baumwollgewebe über
mehrere 40°C-Wäschen von
30 Minuten in tensidhaltigen gepufferten Laugen mit (und ohne) verschiedene
wasserlösliche
Celluloseacetatproben. Man wählte
ein starkes Trocknungsverfahren, um die Veränderungen im "Trockengewicht" zu messen, die nur
auf die Masse des auf dem Gewebe aufgebauten Celluloseacetats zurückzuführen sind.
-
Verfahren
-
Das
Baumwollgewebe wurde mercerisiert, gebleicht, gewoben, nicht gefärbt und
vorher entschlichtet, indem man es in 1 g/l Synperonic A7 + 4,5
g/l Natriumcarbonat bei 95°C
wusch und anschließend
bei 95°C
in entionisiertem Wasser spülte.
Das Gewebe wurde in quadratische Stücke von 22 cm × 22 cm
geschnitten. Fäden,
die parallel zu den Kanten verliefen, wurden bis auf 1 cm Tiefe
abgeschnitten, um dem Verlust von Fäden während der Wäsche vorzubeugen. Das Gewicht
jedes Quadrats betrug etwa 7 g, und jedes Teil sollte separat gewaschen
werden. Daher ergaben 70 ml Lauge ein Verhältnis von Lauge zu Stoff von
etwa 10 : 1.
-
Für die Ablagerung
bei einem pH von etwa 10,5 enthielt die endgültige Waschlauge 0,01 M Carbonatpuffer
(0,00712 M Na2CO3 und
0,00288 M NaHCO3), während die Lauge für die Ablagerung
bei einem pH von etwa 7 0,01 M Phosphatpuffer (0,005 M Na2HPO4 + 0,005 M NaH2PO4) enthielt. Alle
Waschlaugen enthielten 1 g/l 50 : 50 Gew.-% LAS : A7.
-
Alle
Stoffstücke
wurden in dem entsprechenden Puffer "vorgewaschen", ehe man ihr Gewicht bei "der Wäsche Nummer
= 0" mit Tensid,
aber ohne Celluloseacetat, bei 40°C
und über
30 Minuten feststellte.
-
Dann
wurden drei Spülgänge durchgeführt. Nach
dem Spülen
wurden die Stoffteile ausgedrückt
und bei 20°C
und 65% Luftfeuchtigkeit 24 Stunden in den Prüfraum gehängt, damit sie trocknen und
ins Gleichgewicht kommen konnten. Nach 24 Stunden wurden die Stoffteile
bei konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit in demselben Raum
gewogen, um das Gewicht "aus
der Nässe
akklimatisiert" bei
der "Wäsche null", definiert als nach
der Vorwäsche,
aber vor etwaigen Wäschen
mit Celluloseacetat, zu bestimmen.
-
Die
akklimatisierten Stoffteile wurden einzeln in Gefäße gelegt.
Diese wurden dann in einen Gallenkamp-Vakuumofen gestellt. Die Stoffteile
wurden unter Vakuum 15 Stunden bei 85°C erwärmt. Danach wurde der Ofen
mit Luft belüftet,
die Gefäße herausgenommen
und schnell mit Deckeln verschlossen. Man ließ die Gefäße eine Stunde abkühlen, nahm
kurz die Deckel ab, um etwaiges Teilvakuum entweichen zu lassen
und wog sie dann. Das Gewicht des vakuumgetrockneten Stoffs wurde
dann durch die Differenz berechnet.
-
Nach
dem Wiegen wurden die Stoffteile bei 20°C und 65% Luftfeuchtigkeit auf
ein Trockengestell gelegt und 24 Stunden akklimatisieren gelassen,
ehe man sie unter diesen Standardbedingungen erneut wog.
-
Damit
war die Vorwäsche
(Wäsche
null) abgeschlossen, und die Stoffteile waren bereit für die erste Wäsche (Wäsche 1)
in Cellulosemonoacetat (mit Ausnahme des Standards ohne Celluloseacetat).
-
Die
Stoffteile wurden insgesamt 15 mal 30 Minuten bei 40°C gewaschen.
Die Stoffteile wurden nach jeder Wäsche wie vorstehend beschrieben
gespült.
Die Stoffteile wurden wie vorstehend beschrieben nach dem Akklimatisieren
aus der Nässe,
Vakuumtrocknen und Akklimatisieren aus der Trockenheit gewogen.
Nach allen anderen Wäschen
wurden die Stoffteile unter normalen Laborbedingungen getrocknet.
-
Der
Prozentsatz der Gewichtsabsorption des Monoacetatmaterials wurde
für Proben
mit unterschiedlichem Mw und Substitutionsgrad
gemessen.
-
-
Beispiel 24
-
Wäsche
und Behandlung
-
Drei
Proben von 0,40 m × 0,80
m (nummeriert (1) bis (3)) und drei Bezugsproben von 0,40 m × 0,80 m
(mit den Buchstaben (A) bis (C)) aus neuer Baumwolle CN1 (CFT) wurden
verwendet.
-
Die
Konturen jeder Probe wurden genau gemessen. Die Proben (1) bis (3)
wurden dann den folgenden Waschvorgängen unterzogen: Wäsche W1 *
Pulverisierte Detergenzformulierung:
-
* Ausrüstung:
-
- automatische Waschmaschine LAVAMAT 2050 Turbo AEG
-
* Waschmaschinenbeladung:
-
- – Proben
(1) bis (3) + 5 weiße
Frotteetücher
- – 56
g der Formulierung (auf 11,2 1 Waschwasser, d.h. 5 g/l)
-
* Waschbedingungen:
-
- – Temperatur:80°C
- – 4
Spülgänge/Schleudergänge
-
Wäsche/Behandlung
W/T *
Pulverisierte Detergenzformulierung:
-
57,5
g dieser Formulierung wurden durch folgende ergänzt:
- – 1,2 g
des Celluloseacetats von Beispiel 5 und
- – 10,4
g Natriumcarbonat
-
* Ausrüstung:
-
- Waschmaschine vom gleichen Typ wie oben, aber nicht automatisch
-
* Waschmaschinenbeladung
-
- – Proben
(1) bis (3) (geschleudert) + 1 Teil 80 cm × 85 cm unbehandelter Polyesterbaumwollstoff
+ 1 Teil 65 cm × 110
cm unbehandelter Polyester (Dacron)
- – 69,1
g ergänzte
Formulierung (auf 11,5 1 Waschwasser).
-
* Waschbedingungen:
-
- – Temperatur:40°C
- – Schonwaschgang/3
Spülgänge/2 Minuten
Schleudern bei 800 U/min Am Ende des Wasch-/Behandlungsvorgangs
W/T
- – wurde
die Probe (1) herausgenommen und dann in einem AEG LAVATHERM 550
Trockner getrocknet.
-
Wäsche
W2
-
Die
Proben (2) und (3) (geschleudert) aus dem Vorgang Wäsche/Behandlung
W/T wurden unter identischen Bedingungen wie bei der Wäsche W1
einer Wäsche
W2 unterzogen. Die Proben (2) wurde dann entfernt und anschließend im
AEG LAVATHERM 550 Trockner getrocknet.
-
Wäsche
W3–7
-
Die
Probe (3) (geschleudert) aus der Wäsche 2 wurde dann unter identischen
Bedingungen wie in Wäsche
1 fünf
Waschzyklen unterzogen, wobei sie zwischen den Wäschen nicht getrocknet wurde.
Die Probe (3) wurde dann herausgenommen und anschließend im
AEG LAVATHERM 550-Trockner getrocknet.
-
Die
Bezugsproben (A) bis (C) wurden der Wäsche 1, der Wäsche 2 und
den Wäschen
3 bis 7 unterzogen, ohne dass sie zwischendurch getrocknet wurden.
(Daher wurden sie der Wäsche/Behandlung
W/T nicht unterzogen).
-
Nach
der Wäsche:
*W1,
Probe (A) wurde zum anschließenden
Trocknen herausgenommen.
*W2, Probe (B) wurde zum anschließenden Trocknen
herausgenommen.
*W3–7,
Probe (B) wurde zum anschließenden
Trocknen herausgenommen.
-
Die
Proben (1) bis (3) und (A) bis (C) wurden dann im AEG LAVATHERM
550 Trockner getrocknet.
-
Verschleiß
-
Die
den Textilfasern durch die Gegenwart eines Celluloseacetats und
eines entesternden Additivs im Waschmedium verliehene Schutzeigenschaft
wurde anhand eines Verschleißtests
demonstriert, bei dem man den Reißdruck (E) von Gewebe proben
nach dem Standard NF-G-07 112 unter Verwendung eines Eclatometre EC.07
von Adamel Lhomargy maß.
Das Prinzip bestand darin, dass man eine Gewebeprobe einem Druck
aussetzte, der gleichmäßig über einen
bestimmten Bereich verteilt war und den Reißdruck maß.
-
Nach
dem Trocknen wurden die Konturen jeder Probe gemessen. Auf diese
Weise wurde der Schrumpfkoeffizient (R) der Proben in der Wäsche bestimmt.
-
Der "Verschleißdruck" wird durch die Gleichung
U in kPa = (R) × (E)
definiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle
1