EP0395976A1 - Pastöses, phosphatfreies, im wesentlichen wasserfreies Waschmittel - Google Patents

Pastöses, phosphatfreies, im wesentlichen wasserfreies Waschmittel Download PDF

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EP0395976A1
EP0395976A1 EP90107660A EP90107660A EP0395976A1 EP 0395976 A1 EP0395976 A1 EP 0395976A1 EP 90107660 A EP90107660 A EP 90107660A EP 90107660 A EP90107660 A EP 90107660A EP 0395976 A1 EP0395976 A1 EP 0395976A1
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EP
European Patent Office
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weight
free
water
content
acid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP90107660A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Dr. Schulz
Eduard Dr. Smulders
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
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Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of EP0395976A1 publication Critical patent/EP0395976A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/12Water-insoluble compounds
    • C11D3/124Silicon containing, e.g. silica, silex, quartz or glass beads
    • C11D3/1246Silicates, e.g. diatomaceous earth
    • C11D3/128Aluminium silicates, e.g. zeolites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66Non-ionic compounds
    • C11D1/83Mixtures of non-ionic with anionic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D17/00Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
    • C11D17/0008Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties aqueous liquid non soap compositions
    • C11D17/003Colloidal solutions, e.g. gels; Thixotropic solutions or pastes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/37Polymers
    • C11D3/3746Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C11D3/3757(Co)polymerised carboxylic acids, -anhydrides, -esters in solid and liquid compositions
    • C11D3/3765(Co)polymerised carboxylic acids, -anhydrides, -esters in solid and liquid compositions in liquid compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C11D1/02Anionic compounds
    • C11D1/12Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof
    • C11D1/22Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof derived from aromatic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66Non-ionic compounds
    • C11D1/72Ethers of polyoxyalkylene glycols

Definitions

  • the present invention relates to a pasty, phosphate-free, essentially water-free detergent, which is distinguished by high storage stability and improved dispersibility and solubility in water.
  • Pasty detergents have the advantage over powdered agents that they can be handled and dosed without dust. They are therefore also suitable for automatic dosing devices. Their problem is that they must be sufficiently flowable over a wide temperature range, which considerably limits the freedom from recipes, especially if high proportions of solid active ingredients are to be incorporated into the paste. On the other hand, it is required that the agents do not separate during storage, which is difficult to reconcile with the requirement for good flowability and a correspondingly reduced viscosity. Furthermore, the aim is not to use solvents and suspension stabilizers, since they do not contribute to the washing performance when used.
  • DE 12 79 878 (GB 12 05 711) describes a pasty, essentially anhydrous agent, the liquid phase of which consists of nonionic surfactants and lower alcohols.
  • Sodium tripolyphosphate (TPP) and soda are used as skeleton salts and sodium perborate monohydrate as bleaching agent.
  • TPP Sodium tripolyphosphate
  • soda soda are used as skeleton salts and sodium perborate monohydrate as bleaching agent.
  • the solids are finely ground and suspension stabilizers in the form of finely divided silica are additionally added to the agent.
  • DE 22 33 771 (US 38 50 831) discloses washing pastes which contain mixtures of nonionic surfactants and polyols as the liquid phase and phosphates, citrate and nitrilotriacetate as the structural salts.
  • water glass, i. H. a weakly alkaline-reacting silicate with the composition Na2O: SiO2 1: 3.3 may be present.
  • No. 4,115,308 describes pasty detergents which can be anhydrous and in this case contain large proportions of solvents, such as triethanolamine, polyethylene glycol or free fatty alcohols. These additives do not contribute to the washing effect of the agents.
  • the majority of the pastes also contain tripolyphosphate in proportions of 32 to 35% by weight.
  • the paste-like compositions according to DE 28 25 218 (US Pat. No. 4,316,812) are also extremely phosphate-rich with fractions of 30 to 35% by weight Na tripolyphosphate.
  • the agents contain finely divided silicon dioxide in proportions of approximately 2% by weight.
  • Phosphate-free detergent pastes which, however, contain high proportions of water-soluble builder substances which are also problematic for environmental reasons, such as nitrolotriacetate or phosphonates (between 38 and 55% by weight) are known from DE 2 054 866.
  • the agents contain larger proportions of alcohols as a solvent and small amounts of soap in the form of the alkali or alkaline earth metal salts as a suspension stabilizer.
  • EP 30 096 teaches that in liquid to pasty detergents, the solids, consisting of skeleton salts and persalts, have to be ground to particle sizes below 10 ⁇ m in order to avoid segregation of the pastes during storage.
  • the skeleton salts consist essentially of polyphosphonates. Alkali silicates and organic builder salts can also be present, but no further details are given here.
  • the surfactant component consists exclusively of liquid non-ionic surfactants. Anionic surfactants are not included in the pastes. The need to grind the solids to a very small grain size requires a considerable amount of equipment and time.
  • the paste-like agents mentioned essentially contain phosphates as builder salts.
  • P-free detergents require a different overall concept compared to P-containing detergents in order to avoid a decrease in cleaning power.
  • This development is already well advanced for powder detergents, while for pasty agents the problems are much greater due to the limited choice with regard to the usable raw materials.
  • Particular problems arise with pastes in which the phosphate is to be replaced by zeolite. These are particularly difficult to disperse in cold water because of the water insolubility of the zeolites. The experience gained with phosphate-containing agents can therefore not be easily transferred to liquid concentrates containing phosphate-free, high proportions of zeolite.
  • EP 295 525 describes a pasty detergent which does not flow under the influence of gravity, and a method for automatic Dosing this agent in the washing machine known.
  • the agent contains nonionic surfactants and builder salts dispersed therein.
  • the high viscosity of the agents and their tendency to form viscous, difficult to disperse gels when mixed with cold water requires the use of mechanical conveying and dispersing devices, such as pumps, agitators and injectors, as well as process control. Although they enable a high degree of automation, exact dosing and trouble-free operation, they also require corresponding investments.
  • the water content of the compositions is less than 4% by weight, preferably less than 2% by weight. According to this definition, water is considered free, i.e. H. not as water of hydration or water bound to zeolite.
  • the viscosity of the agents is generally between 10.00 and 70,000 mPa ⁇ s, preferably 15,000 and 60,000 mPa ⁇ s and in particular up to 50,000 mPa ⁇ s (milli-Pascal x sec.).
  • the agents are thus still flowable and can be metered by hand, but on the other hand can also be fed to the washing machines by means of automatic metering and washing devices.
  • the proportion of Na-alkylbenzenesulfonate (component A), which is generally referred to in industry as dodecylbenzenesulfonate, is preferably 3 to 6% by weight.
  • Component (B) consists of alkoxylated, preferably ethoxylated, linear alcohols or their mixtures with alcohols (oxo alcohols) having 8 to 18 carbon atoms which are methyl-branched in the 2-position. Alcohols with 8 to 16 carbon atoms are preferably saturated. Those with 18 carbon atoms are preferably unsaturated and consist, for example, of oleyl alcohol.
  • the number of ethylene glycol ether groups (EO) is 2 to 10, preferably 3 to 8 and should preferably be coordinated with respect to the alcohol residue in such a way that the ethoxylates or ethoxylate mixtures have a pour point of less than 10 ° C., preferably less than 5 ° C.
  • Nonionics from this class are C10 ⁇ 14 coco alcohols with 3 - 8 EO, oley alcohol with 5 - 10 EO, C10 ⁇ 14 oxo alcohols with 3 - 8 EO and C12 ⁇ 15 oxo alcohols with 3 - 7 E0, as well as their mixtures.
  • the aforementioned ethoxylates and alkoxylates can be mixed with one another in any manner.
  • the proportion of the surfactant component (B) is on average 20 to 40% by weight, preferably 25 to 35% by weight.
  • the total amount of surfactants is 20 to 35% by weight, preferably 22 to 33% by weight.
  • Component (C) consists of hydrated, finely crystalline, synthetic zeolite of the NaA type. Suitable zeolites have practically no particles larger than 30 ⁇ m and preferably consist of at least 80% of particles smaller than 10 ⁇ m. Their calcium binding capacity, which is determined according to the information in DE 24 12 837, is in the range from 100 to 200 mg CaO / g.
  • the zeolite content of the agent is hydrated based on zeolite, 35 to 65% by weight, preferably 37 to 60% by weight and in particular 50 to 57% by weight.
  • Suitable polycarboxylates to be assigned to component (D), which can be used either alone or in a mixture, are monomeric polycarboxylates, such as citric acid and nitrilotriacetic acid (NTA) in the form of the sodium salts. If only citric acid is used, its proportion (based on acid) is preferably 8 to 15% by weight. If only NTA is used, its proportion (based on acid) is preferably 3 to 10% by weight.
  • Preferred components of component (D) are polymeric or copolymeric carboxylic acids in the form of the sodium salts.
  • Suitable homopolymers are polymethacrylic acid and preferably polyacrylic acid, for example those with a molecular weight of 800 to 200,000.
  • polyacrylic acid Of particular interest are low molecular weight, low-viscosity polyacrylic acids which do not adversely affect the fluidity of the liquid concentrates, but at the same time still have sufficient sequestering capacity.
  • Such polyacrylic acids have a molecular weight of 1,000 to 50,000. They are present in the compositions as sodium salts, although mostly not all acid groups are neutralized.
  • the polyacrylic acid content of the agents can be 3 to 10, preferably 4 to 8,% by weight, based on acid.
  • Suitable copolymers are those of acrylic acid with methacrylic acid or copolymers of acrylic acid, methacrylic acid or maleic acid with vinyl ethers, such as vinyl methyl ether or vinyl ethyl ether, furthermore with vinyl esters, such as vinyl acetate or vinyl propionate, acrylamide, methacrylamide and with ethylene, propylene or styrene.
  • vinyl ethers such as vinyl methyl ether or vinyl ethyl ether
  • vinyl esters such as vinyl acetate or vinyl propionate
  • acrylamide methacrylamide
  • ethylene, propylene or styrene ethylene, propylene or styrene.
  • the proportion thereof in the interest of sufficient water solubility is not more than 60 mole percent, preferably less than 50 mole percent.
  • Copolymers of acrylic acid or methacrylic acid with maleic acid such as are characterized, for example, in EP 25 551-B1 have proven to be particularly suitable.
  • copolymers which contain 50 to 90% by weight of acrylic acid or methacrylic acid and 50 to 10% by weight of maleic acid. Copolymers in which 60 to 85% by weight of acrylic acid and 40 to 15% by weight of maleic acid are present are particularly preferred.
  • the content of such (co) polymers in the compositions, based on free acid, can be up to 10% by weight, preferably 3 to 8% by weight.
  • Anhydrous soda and sodium silicate are suitable as washing alkalis (component E).
  • the sodium silicate can have a Na2O: SiO2 ratio of 1: 0.9 to 1: 3.5. Waterglass with a ratio of 1: 2 to 1: 3.5 and metasilicate with a ratio of 1: 1 to 1: 1.5 are preferred.
  • the proportion of washing alkalis is 0 to 20, preferably 0 to 10% by weight, the proportion of soda preferably being up to 10% by weight and that of sodium silicate preferably up to 7% by weight.
  • suspension stabilizers can be added to the agents in proportions of up to 5% by weight, preferably from 0.2 to 3% by weight.
  • Alkaline soaps are suitable, in particular sodium soaps from fatty acids having 12 to 22 carbon atoms, preferably saturated C14 ⁇ 18 fatty acids.
  • finely divided silica such as precipitated or thermally produced silica (Aerosil) or diatomaceous earth. Mixtures of soap and finely divided silica can also be used.
  • cellulose ethers with graying-inhibiting action such as sodium carboxymethyl cellulose and their mixtures with other cellulose ethers, such as methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose or mixed ethers, such as methyl hydroxyethyl cellulose, methyl carboxymethyl cellulose or ethyl hydroxyethyl cellulose.
  • Cellulose ethers and (co) polymers can advantageously be used together.
  • the graying inhibitor content of the agents can be up to 1.5% by weight, preferably up to 0.5% by weight.
  • Further optional components are enzymes, in particular proteases, amylases and their mixtures, fragrances and customary optical brighteners, in particular optical brighteners with substantivity for cellulose fibers (cotton) from the class of the substituted bis-triazinylstilbene disulfonic acids and the sulfonated distyryle, which are customary in proportions of 0.05 to 0.5% by weight.
  • enzymes in particular proteases, amylases and their mixtures
  • fragrances and customary optical brighteners in particular optical brighteners with substantivity for cellulose fibers (cotton) from the class of the substituted bis-triazinylstilbene disulfonic acids and the sulfonated distyryle, which are customary in proportions of 0.05 to 0.5% by weight.
  • agents for improving the flowability can also be added.
  • hydrotropes such as alkylbenzenesulfonate with 1 to 3 carbon atoms in the alkyl groups, such as toluene, cumene or xylene sulfonate.
  • C9 ⁇ 13 alkylbenzenesulfonates contribute nothing to the detergency of the agents and are therefore less preferred.
  • Solvents such as lower alcohols and ether alcohols and polyethylene glycols with a molecular weight of 200 to 1,000 can also be used. The proportion of polyglycols can be up to 10% by weight. Alcohols can be used in the same amount, but they are less preferred.
  • the water content of the agents should be as low as possible, since free water increases the viscosity of the agents and thus makes processing and metering the agents more difficult. Water contents of less than 3% by weight, in particular less than 1.5% by weight, are therefore particularly preferred.
  • the agents are produced by mixing and homogenizing the solid, finely divided constituents with the liquid nonionic surfactants, in particular with the liquid surfactant mixture. Surprisingly, it was found that about half of the solid alkylbenzenesulfonates behave like liquid constituents and thus favor the incorporation of high solids contents. At the same time, they lower the viscosity of the agents or enable higher proportions of solids. They also improve the dispersing properties of the agents in cold tap water.
  • the mixture is expediently ground while the constituents are combined or subsequently, for example in a colloid mill or on a roller mill, so that the particle size of the suspended solids is less than 50 ⁇ m, preferably between 5 and 40 ⁇ m.
  • the proportion of coarse particles (over 80 ⁇ m) should preferably be less than 5% by weight.
  • the agents are generally used in a concentration of 4 to 12 g / l, preferably 5 to 10 g / l, with suitably softened, i.e. H. to a degree of hardness of less than 2 ° dH, in particular less than 1 ° dH, softened water is used to prepare the wash liquor.
  • the agents are characterized by a high washability and a low, non-disturbing foam development during use. Surprisingly, it has been shown that the agents are extremely stable against segregation even under prolonged storage under changing climatic conditions and dissolve and distribute completely within a short time even at water temperatures of 5 ° C.
  • the polyacrylate had a molecular weight of 5,000.
  • the copolymer was composed of acrylic acid and maleic acid (3: 1) and had a molecular weight of approximately 70,000. Both polymer salts were used in the form of the Na salts.
  • the Na citrate was present as a dihydrate.
  • the NaA type zeolite had a water content of 20%.
  • the Na salt of 4,4′-bis- (2-anilino-4-morpholino-1,3,5-triazin-6-yl-amino) -stilbene-2,2′-disulfonic acid was used as the optical brightener.
  • the soap consisted of a sodium tallow soap.
  • the silica designated SiO2 consisted of diatomaceous earth.
  • the enzyme consisted of a protease-amylase mixture (3: 2).
  • the unbound water content was less than 0.5% by weight.
  • the contents given in the table mean percentages by weight.
  • the acid content is given in brackets. example component component 1 2nd 3rd 4th A SECTION 5.0 6.0 3.0 5.0 B OA 6 3.9 3.9 3.7 4.0 OA 422 25.3 25.6 27.3 - CO 16 - - - 25.0 C.
  • the agents proved to be stable in storage, ie there was no discernible sedimentation within a period of 6 weeks.
  • the solution rate at 4.5 ° C and 21 ° C determined under standardized conditions was excellent.
  • the following percentages of 10 g paste, stirred into 1 liter water, were dissolved after 2 minutes and 5 minutes: 4.5 ° C 21 ° C 2 min. 5 min. 2 min. example 1 95.9% 100% 100%

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Abstract

Das pastöse, phosphatfreie, im wesentlichen wasserfreie Waschmittelkonzentrat ist gekennzeichnet durch einen Gehalt an (A) 2 bis 7 Gew.-% an Natrium-Alkylbenzolsulfonat mit linearen C9-13-Alkylketten, (8) 20 bis 40 Gew.-% an nichtionischen Tensiden mit linearen, 10 bis 18 C-Atome aufweisenden Alkyl- oder Alkenylgruppen, (C) 35 bis 65 Gew.-% an synthetischem, feinkristallinem, wasserhaltigem Zeolith vom Typ NaA, (D) 3 bis 15 Gew.-% mindestens eines organischen Polycarboxylat-Builders (bezogen auf freie Säure), (E) 0 bis 20 Gew.-% an Waschalkalien aus der Klasse Natriumcarbonat und Natriumsilikat, (F) 0 bis 5 Gew.-% eines Suspensionsstabilisators sowie (G) sonstigen üblichen Waschmittelbestandteilen. Die Summe der Bestandteile (C) und (D) soll 70 Gew.-% nicht übersteigen und der Stockpunkt der Komponente (B) unterhalb 10 °C liegen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein pastöses, phosphatfreies, im wesentlichen wasserfreies Waschmittel, das sich durch eine hohe Lagerstabilität und eine verbesserte Dispergierbarkeit und Lös­lichkeit in Wasser auszeichnet.
  • Pastöse Waschmittel besitzen gegenüber pulverförmigen Mitteln den Vorteil, daß sie staubfrei gehandhabt und dosiert werden können. Sie eignen sich daher auch für automatische Dosiervorrichtungen. Ihre Problematik besteht darin, daß sie in einem größeren Tempe­raturbereich hinreichend fließfähig sein müssen, was die Rezep­turfreiheit erheblich einengt, insbesondere wenn hohe Anteile an festen Wirkstoffen in die Paste eingearbeitet werden sollen. An dererseits wird verlangt, daß sich die Mittel während der Lagerung nicht entmischen, was mit der Forderung nach einer guten Fließfä­higkeit und entsprechend verringerter Viskosität nur schwer ver­einbar ist. Weiterhin wird angestrebt, keine Lösungsmittel und Suspensionsstabilisatoren zu verwenden, da sie bei der Anwendung nichts zur Waschleistung beitragen. Schließlich sollen sie bei Zugabe von kaltem Wasser, insbesondere bei dem Einspülprozeß in der Waschmaschine, keine zähen, schwer dispergierbaren Gele bil­den, sondern sich schnell und vollständig lösen. Diese Gefahr ist insbesondere dann gegeben, wenn die Mittel hohe Anteile an nicht­ionischen Tensiden enthalten.
  • In DE 12 79 878 (GB 12 05 711) ist ein pastöses, im wesentlichen wasserfreies Mittel beschrieben, dessen flüssige Phase aus nicht­ionischen Tensiden und niederen Alkoholen besteht. Als Gerüstsalze werden Natriumtripolyphosphat(TPP) und Soda, als Bleichmittel Natriumperborat-monohydrat eingesetzt. Um ein Entmischen der Pa­sten bei der Lagerung zu vermeiden, werden die Feststoffe fein gemahlen und dem Mittel zusätzlich Suspensionsstabilisatoren in Form feinteiliger Kieselsäure zugesetzt. Aus DE 22 33 771 (US 38 50 831) sind Waschpasten bekannt, die als flüssige Phase Gemische aus nichtionischen Tensiden und Polyolen und als Gerüstsalze Phosphate, Citrat und Nitrilotriacetat enthalten. Auch Wasserglas, d. h. ein schwach alkalisch reagierendes Silikat der Zusammenset­zung Na₂O : SiO₂ 1 : 3,3, kann anwesend sein.
  • In US 4 115 308 sind pastöse Waschmittel beschrieben, die wasser­frei sein können und in diesem Falle große Anteile an Lösungsmit­teln, wie Triethanolamin, Polyethylenglykol oder freien Fettalko­holen enthalten. Diese Zusätze tragen nichts zur Waschwirkung der Mittel bei. Außerdem enthalten die Pasten in der Mehrzahl Tripolyphosphat in Anteilen von 32 bis 35 Gew.-%. Ausgesprochen phosphatreich mit Anteilen von 30 bis 35 Gew.-% Na-Tripolyphosphat sind auch die pastenförmigen Mittel gemäß DE 28 25 218 (US 4 316 812). Als Dispersionsstabilisator enthalten die Mittel feintei­liges Siliciumdioxid in Anteilen von ca. 2 Gew.-%. Phosphatfreie Waschmittelpasten, die jedoch hohe Anteile an wasserlöslichen, aus Umweltgründen ebenfalls problematischen Buildersubstanzen, wie Nitrolotriacetat oder Phoshponaten (zwischen 38 und 55 Gew.-%) enthalten, sind aus DE 2 054 866 bekannt. Zusätzlich enthalten die Mittel größere Anteile an Alkoholen als Lösungsmittel sowie ge­ringe Mengen an Seife in Form der Alkali- oder Erdalkalisalze als Suspensionsstabilisator.
  • EP 30 096 lehrt, daß man in flüssigen bis pastösen Waschmitteln die Feststoffe, bestehend aus Gerüstsalzen und Persalzen, auf Korngrößen unter 10 µm vermahlen muß, um ein Entmischen der Pasten während der Lagerung zu vermeiden. Die Gerüstsalze bestehen im wesentlichen aus Polyphosphonaten. Auch Alkalisilikate und orga­nische Buildersalze können anwesend sein, jedoch werden hierzu keine näheren Angaben gemacht. Die Tensidkomponente besteht aus­schließlich aus flüssigen nichtionischen Tensiden. Anionische Tenside sind in den Pasten nicht enthalten. Die Notwendigkeit, die Feststoffe auf eine sehr kleine Korngröße vermahlen zu müssen, erfordert einen erheblichen apparativen und zeitlichen Aufwand.
  • Die genannten pastenförmigen Mittel enthalten im wesentlichen Phosphate als Buildersalze. Im Interesse einer minimalen Abwas­serbelastung ist jedoch eine weitgehende Phosphatfreiheit anzu­streben. P-freie Waschmittel erfordern jedoch gegenüber P-haltigen Mitteln ein geändertes Gesamtkonzept, um einen Abfall des Reini­gungsvermögens zu vermeiden. Bei pulverförmigen Waschmitteln ist diese Entwicklung schon weit fortgeschritten, während bei pastösen Mitteln die Probleme wegen der beschränkten Auswahlmöglichkeit hinsichtlich der brauchbaren Rohstoffe sehr viel größer sind. Be­sondere Probleme ergeben sich bei solchen Pasten, in denen das Phosphat durch Zeolith ersetzt werden soll. Diese lassen sich wegen der Wasserunlöslichkeit der Zeolithe besonders schlecht in kaltem Wasser dispergieren. Die an phosphathaltigen Mitteln gewonnenen Erfahrungen lassen sich daher nicht ohne weiteres auf phosphatfreie, hohe Anteile ar Zeolith enthaltenden Flüssigkonzentraten übertragen.
  • Aus EP 295 525 ist ein pastöses, unter dem Einfluß der Schwerkraft nicht fließendes Waschmittel sowie ein Verfahren zum automatischen Dosieren dieses Mittels in die Waschmaschine bekannt. Das Mittel enthält als flüssige Komponente nichtionische Tenside sowie darin dispergierte Buildersalze. Die hohe Viskosität der Mittel und ihre Neigung beim Mischen mit kaltem Wasser viskose, schwer dispergierbare Gele zu bilden, erfordert die Anwendung mecha­nischer Förder- und Dispergiervorrichtungen, wie Pumpen, Rührwerke und Injektoren sowie eine Prozeßsteuerung. Sie ermöglichen zwar einen hohen Automatisierungsgrad, eine exakte Dosierung und einen störungsfreien Betrieb, erfordern aber andererseits entsprechende Investitionen.
  • Es bestand somit die Aufgabe, ein phosphatfreies flüssiges Wasch­mittel zu entwickeln, das gegen Entmischen beständig ist und des­sen Viskosität bzw. Fließfähigkeit so gewählt ist, daß es sich auch ohne apparativen Aufwand und dosieren läßt. Weiterhin soll das Mittel in kaltem Wasser schnell und vollständig dispergierbar und löslich sein, ohne daß es zur Bildung zäher und schlecht dis­pergierbarer Gele kommt.
  • Gegenstand der Erfindung, mit der diese Aufgaben gelöst werden, ist ein pastöses, phosphatfreies, im wesentlichen wasserfreies Waschmittelkonzentrat, gekennzeichnet durch einen Gehalt an
    • A) 2 bis 7 Gew.-% an Natrium-Alkylbenzolsulfonat mit linearen C₉₋₁₃-Alkylketten,
    • B) 20 bis 40 Gew.-% an nichtionischen Tensiden mit linearen, 10 bis 18 C-Atome aufweisenden Alkyl- oder Alkenylgruppen,
    • C) 35 bis 65 Gew.-% an synthetischem, feinkristallinem, wasser­haltigem Zeolith vom Typ NaA,
    • D) 3 bis 15 Gew.-% mindestens eines organischen Polycarboxylat-­Builders (bezogen auf freie Säure),
    • E) 0 bis 20 Gew.-% an Waschalkalien aus der Klasse Natriumcarbonat und Natriumsilikat,
    • F) 0 bis 5 Gew.-% eines Suspensionsstabilisators, mit der Maßgabe, daß die Summe der Bestandteile (C) und (D) 70 Gew.-% nicht übersteigt.
  • Der Wassergehalt der Mittel beträgt weniger als 4 Gew.-%, vor­zugsweise weniger als 2 Gew.-%. Als Wasser gilt gemäß dieser De­finition freies, d. h. nicht als Hydratwasser oder an Zeolith ge­bundenes Wasser.
  • Die Viskosität der Mittel liegt im allgemeinen zwischen 10.00 und 70.000 mPa·s, vorzugsweise 15.000 und 60.000 mPa·s und insbeson­dere bis 50.000 mPa·s (milli-Pascal x sec.). Die Mittel sind somit noch fließfähig und von Hand dosierbar, können aber andererseits auch mittels automatischer Dosier- und Waschvorrichtungen den Waschmaschinen zugeführt werden.
  • Der Anteil an Na-Alkylbenzolsulfonat (Komponente A), das in der Technik meist pauschal als Dodecylbenzolsulfonat bezeichnet wird, beträgt vorzugsweise 3 bis 6 Gew.-%.
  • Die Komponente (B) besteht aus alkoxylierten, vorzugsweise ethoxy­lierten linearen Alkoholen bzw. deren Gemischen mit in 2-Stellung methylverzweigten Alkoholen (Oxo-Alkoholen) mit 8 bis 18 C-Atomen. Alkohole mit 8 bis 16 C-Atomen sind vorzugsweise gesättigt. Solche mit 18 C-Atomen sind vorzugsweise ungesättigt und bestehen bei­spielsweise aus Oleylalkohol. Die Zahl der Ethylenglykolethergrup­pen (EO) beträgt 2 bis 10, vorzugsweise 3 bis 8 und soll in Bezug auf den Alkoholrest vorzugsweise so abgestimmt sein, daß die Eth­oxylate bzw. Ethoxylatgemische einen Stockpunkt von unter 10° C, vorzugsweise von unter 5° C aufweisen. Besonders geeignete Nonionics aus dieser Klasse sind C₁₀₋₁₄-Cocosalkohole mit 3 - 8 EO, Oleylakohol mit 5 - 10 EO, C₁₀₋₁₄-Oxoalkohole mit 3 - 8 EO und C₁₂₋₁₅-Oxoalkohole mit 3 - 7 E0, sowie deren Gemische.
  • Gut brauchbar sind auch Alkoholalkoxylate der allgemeinen Formeln R-(EO)a-(PO)b-(EO)c und R-(PO)x-(EO)y-(PO)z in der EO für einen Ethylenglykolether-Rest, PO für einen Propylenglykolether-Rest, a für Zahlen von 1 bis 10, b für Zahlen 1 bis 3, c für die Zahlen 0 bis 10 mit (a + c) = 5 bis 15, x für die Zahlen 1 bis 3, y für die Zahlen 3 bis 10 und z für die Zahlen 0 bis 3 mit (x + z) = 1 bis 4 stehen. Bevorzugte Nonionics dieser Klasse sind Oleylalkohol mit 1 - 2 PO und 4 - 8 EO, C₈₋₁₂-Oxoalkohle mit a = 2 bis 6, b = 1 bis 2 und c = 2 bis 6 und C₁₀₋₁₄-Oxoalkohole bzw. C₁₀₋₁₄-Fettalkohole mit x = 1 bis 2 und y = 5 bis 12 gemäß vorstehenden Formeln. Ebenso können die vorgenannten Ethoxylate und Alkoxylate in be­liebiger Weise miteinander vermischt sein.
  • Der Anteil der Tensidkomponente (B) im Mittel beträgt 20 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 35 Gew.-%. Die Gesamtmenge der Tenside beträgt 20 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 22 bis 33 Gew.-%.
  • Die Komponente (C) besteht aus hydratisiertem, feinkristallinem, synthetischem Zeolith vom Typ NaA. Geeignete Zeolithe weisen praktisch kein Teilchen größer als 30 µm auf und bestehen vor­zugsweise zu wenigstens 80 % aus Teilchen einer Größe kleiner als 10 µm. Ihr Calciumbindevermögen, das nach den Angaben in DE 24 12 837 bestimmt wird, liegt im Bereich von 100 bis 200 mg CaO/g. Der Gehalt der Mittel an Zeolith beträgt, auf hydratisier­ ten Zeolith bezogen, 35 bis 65 Gew.-%, vorzugsweise 37 bis 60 Gew.-% und insbesondere 50 bis 57 Gew.-%.
  • Geeignete, der Komponente (D)zuzurechnende Polycarboxylate, die entweder allein oder im Gemisch eingesetzt werden können, sind monomere Polycarboxylate, wie Citronensäure und Nitrilotriessig­säure (NTA) in Form der Natriumsalze. Sofern ausschließlich Ci­tronensäure eingesetzt wird, beträgt deren Anteil (auf Säure be­zogen) vorzugsweise 8 bis 15 Gew.-%. Sofern ausschließlich NTA eingesetzt wird, beträgt dessen Anteil (auf Säure bezogen) vor­zugsweise 3 bis 10 Gew.-%.
  • Bevorzugte Bestandteile der Komponente (D) sind polymere bzw. co­polymere Carbonsäuren in Form der Natriumsalze. Geeignete Homo­polymere sind Polymethacrylsäure und bevorzugt Polyacrylsäure, beispielsweise solche mit einem Molekulargewicht von 800 bis 200.000. Von besonderem Interesse sind niedermolekulare niedrig­viskose Polyacrylsäuren, die das Fließvermögen der Flüssigkonzen­trate nicht nachteilig beeinflussen, gleichzeitig aber noch ein ausreichendes Sequestrierungsvermögen besitzen. Derartige Poly­acrylsäuren weisen ein Molekulargewicht von 1.000 bis 50.000 auf. Sie liegen in den Mitteln als Natriumsalze vor, wobei jedoch meist nicht sämtliche Säuregruppen neutralisiert sind. Der Gehalt der Mittel an Polyacrylsäure kann auf Säure bezogen 3 bis 10, vorzugs­weise 4 bis 8 Gew.-% betragen.
  • Geeignete Copolymere sind solche der Acrylsäure mit Methacrylsäure bzw. Copolymere der Acrylsäure, Methacrylsäure oder Maleinsäure mit Vinylethern, wie Vinylmethylether bzw. Vinylethylether, ferner mit Vinylestern, wie Vinylacetat oder Vinylpropionat, Acrylamid, Methacrylamid sowie mit Ethylen, Propylen oder Styrol. In solchen copolymeren Säuren, in denen eine der Komponenten keine Säurefunk­tion aufweist, beträgt deren Anteil im Interesse einer ausreichen­den Wasserlöslichkeit nicht mehr als 60 Molprozent, vorzugsweise weniger als 50 Molprozent. Als besonders geeignet haben sich Co­polymere der Acrylsäure bzw. Methacrylsäure mit Maleinsäure er­wiesen, wie sie beispielsweise in EP 25 551-B 1 charakterisiert sind. Es handelt sich dabei um Copolymerisate, die 50 bis 90 Gew.-% Acrylsäure bzw. Methacrylsäure und 50 bis 10 Gew.-% Maleinsäure enthalten. Besonders bevorzugt sind solche Copolymere, in denen 60 bis 85 Gew.-% Acrylsäure und 40 bis 15 Gew.-% Maleinsäure vorliegen. Der Gehalt der Mittel an derartigen (Co-)Polymeren kann, auf freie Säure bezogen, bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 8 Gew.-% betragen.
  • Als Waschalkalien (Komponente E) eignen sich wasserfreie Soda und Natriumsilikat. Das Natriumsilikat kann ein Verhältnis Na₂O:SiO₂ von 1:0,9 bis 1:3,5 aufweisen. Bevorzugt sind Wasserglas mit einem Verhältnis von 1:2 bis 1:3,5 und Metasilikat mit einem Verhältnis von 1:1 bis 1:1,5. Der Anteil der Waschalkalien beträgt 0 bis 20, vorzugsweise 0 bis 10 Gew.-%, wobei der Anteil der Soda vorzugs­weise bis 10 Gew.-% und der an Natriumsilikat vorzugsweise bis 7 Gew.-% beträgt.
  • Fakultativ können den Mitteln Suspensionsstabilisatoren (Kompo­nente F) in Anteilen bis zu 5 Gew.-% vorzugsweise von 0,2 bis 3 Gew.-% zugemischt werden. Geeignet sind Alkaliseifen, insbesondere Natriumseifen von Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen, bevorzugt gesättigten C₁₄₋₁₈-Fettsäuren. Weiterhin eignet sich feinteilige Kieselsäure, wie gefällte oder auf thermischem Wege hergestellte Kieselsäure (Aerosil) bzw. Diatomeenerde. Auch Gemische aus Seife und feinteilige Kieselsäure sind brauchbar.
  • Weitere fakultative Bestandteile sind Celluloseether mit vergrau­ungsinhibierender Wirkung, wie Na-Carboxymethylcellulose und deren Gemische mit anderen Celluloseethern, wie Methylcellulose, Ethyl­cellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose oder Mischether, wie Methyl-hydroxyethylcellulose, Methylcarboxmethyl­cellulose oder Ethyl-hydroxyethylcellulose. Celluloseether und (Co-)Polymere können mit Vorteil gemeinsam verwendet werden. Der Gehalt der Mittel an Vergrauungsinhibitoren kann bis zu 1,5 Gew.-%, vorzugsweise bis 0,5 Gew.-% betragen.
  • Als weitere fakultative Bestandteile kommen Enzyme, insbesondere Proteasen, Amylasen und deren Gemische, Duftstoffe und übliche optische Aufheller in Frage, insbesondere optische Aufheller mit Substantivität für Cellulosefasern (Baumwolle) aus der Klasse der substituierten Bis-triazinylstilben-disulfonsäuren und der sulfo­nierten Distyryle, die üblicherweise in Anteilen von 0,05 bis 0,5 Gew.-% eingesetzt werden.
  • Darüber hinaus können noch Mittel zur Verbesserung der Fließfähig­keit zugesetzt werden. Hierzu zählen bekannte Hydrotrope, wie Al­kylbenzolsulfonat mit 1 bis 3 C-Atomen in den Alkylgruppen, wie Toluol-, Cumol- oder Xylolsulfonat. Im Gegensatz zu den C₉₋₁₃-­Alkylbenzolsulfonaten tragen sie jedoch nichts zur Waschkraft der Mittel bei und sind daher weniger bevorzugt. Brauchbar sind ferner Lösungsmittel, wie niedere Alkohole und Etheralkohole sowie Poly­ethylenglykole mit einem Molekulargewicht von 200 bis 1.000. Der Anteil an Polyglykolen kann bis 10 Gew.-% betragen. Alkohole kön­nen in gleicher Menge eingesetzt werden, sie sind jedoch weniger bevorzugt.
  • Der Wassergehalt der Mittel soll möglichst gering sein, da freies Wasser die Viskosität der Mittel erhöht und somit die Verarbeitung und die Dosierung der Mittel erschwert. Wassergehalte von weniger als 3 Gew.-%, insbesondere weniger als 1,5 Gew.-% sind daher be­sonders bevorzugt.
  • Die Herstellung der Mittel erfolgt durch Mischen und Homogenisie­ren der festen, feinteiligen Bestandteile mit den flüssigen nichtionischen Tensiden, insbesondere mit dem flüssigen Tensidgemisch. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß auch die festen Alkylbenzolsulfonate etwa zur Hälfte ihres Anteils sich wie flüssige Bestandteile verhalten und somit das Einarbeiten ho­her Feststoffanteile begünstigen. Sie erniedrigen gleichzeitig die Viskosität der Mittel bzw. ermöglichen höhere Anteile an Fest­stoffen. Außerdem verbessern sie die Dispergiereigenschaften der Mittel in kaltem Leitungswasser. Zweckmäßigerweise wird das Ge­misch während des Vereinigens der Bestandteile oder anschließend daran vermahlen, beispielsweise in einer Kolloidmühle bzw. auf einem Walzenstuhl, so daß die Korngröße der suspendierten Fest­stoffe unter 50 µm, vorzugsweise zwischen 5 bis 40 µm liegt. Der Anteil grober Teilchen (über 80 µm) soll bevorzugt unter 5 Gew.-% liegen.
  • Die Mittel werden im allgemeinen in einer Konzentration von 4 bis 12 g/l, vorzugsweise 5 bis 10 g/l eingesetzt, wobei zweckmäßiger­weise enthärtetes, d. h. auf einen Härtegrad von weniger 2° dH, insbesondere weniger als 1 °dH enthärtetes Wasser zum Ansetzen der Waschlauge verwendet wird.
  • Die Mittel zeichnen sich durch ein hohes Waschvermögen und eine geringe, nicht störende Schaumentwicklung bei der Anwendung aus. Überraschend hat sich gezeigt, daß die Mittel auch bei langdau­ernder Lagerung unter wechselnden Klimabedingungen außerordentlich stabil gegen Entmischen sind und sich innerhalb kurzer Zeit auch bei Wassertemperaturen von 5 °C vollständig lösen und verteilen.
  • Beispiele
  • Die Zusammensetzung der Mittel, bezogen auf nichtwäßrige Bestand­teile, ist Tabelle 1 zu entnehmen. Es bedeuten:
    ABS = Natriumsalz einer linearen C₁₀₋₁₃-Alkylbenzolsulfon­säure (mittlere Alkylkettenlänge C11,8)
    OA-6 = Oxoalkohol C₁₂₋₁₃ mit 6EO
    OA-424 = Oxoalkohol C₁₀₋₁₃ mit 4EO, 2PO und 4EO CO-16 = Cetyl-Oleylalkohol mit 65 % Anteil Oleylalkohol + 1PO + 6EO
  • Das Na-Silikat wies die Zusammensetzung Na₂O:SiO₂ = 1:2,4 auf. Das Polyacrylat besaß ein Molekulargewicht von 5 000. Das Copolymere setzt sich aus Acrylsäure und Maleinsäure (3:1) zusammen und wies ein Molekulargewicht von ca. 70 000 auf. Beide Polymersalze kamen in Form der Na-Salze zum Einsatz. Das Na-Citrat lag als Dihydrat vor. Der Zeolith vom Typ NaA wies einen Wassergehalt von 20 % auf. Als optische Aufheller kam das Na-Salz der 4,4′-Bis-(2-anilino-4-­morpholino-1,3,5-triazin-6-yl-amino)-stilben-2,2′disulfonsäure zum Einsatz. Die Seife bestand aus einer Na-Talgseife. Die mit SiO₂ bezeichnete Kieselsäure bestand aus Diatomenerde. Das Enzym bestand aus einem Protease-Amylase-Gemisch (3:2). Der Gehalt an nicht gebundenem Wasser lag unter 0,5 Gew.-%. Die in der Tabelle angegebenen Gehalte bedeuten Gewichtsprozente. Im Falle der Kom­ponente (B) ist der Säureanteil in Klammern angegeben.
    Beispiel
    Komponente Bestandteil 1 2 3 4
    A ABS 5,0 6,0 3,0 5,0
    B OA 6 3,9 3,9 3,7 4,0
    OA 422 25,3 25,6 27,3 -
    CO 16 - - - 25,0
    C Zeolith 57,0 55,9 37,3 51,1
    D Polyacrylat 6,1 6,2 - -
    (Säure) (5,2) (5,3)
    Citrat - - 18,6 -
    (Säure) (12,1)
    Copolymer - - - 5,0
    (Säure) (4,4)
    E Na-Silikat - - 5,0 -
    Soda - - - 5,0
    F Seife - - - 2,0
    SiO₂ - - 2,0 -
    opt. Aufheller 1,0 0,8 1,0 1,0
    Enzym 1,3 1,2 1,7 1,5
    Parfüm 0,4 0,4 0,4 0,4
  • Die mit einem Rotations-Viskosimeter bei 20 °C bestimmte Viskosi­tät betrug:
    • Beispiel 1: 42 000 mPa·s
    • Beispiel 2: 49 000 mPa·s
    • Beispiel 3: 29 000 mPa·s
    • Beispiel 4: 32 000 mPa·s
  • Die Mittel erwiesen sich als lagerstabil, d.h. innerhalb einer Standzeit von 6 Wochen trat keine erkennbare Sedimentierung auf. Die unter standardisierten Bedingungen bestimmte Lösungsgeschwin­digkeit bei 4,5 °C und 21 °C war ausgezeichnet. Von jeweils 10 g Paste, eingerührt in 1 Liter Wasser, waren nach 2 Minuten bzw. 5 Minuten folgende prozentuale Anteile gelöst:
    4,5 °C 21 °C
    2 Min. 5 Min. 2 Min.
    Beispiel 1 95,9 % 100 % 100 %
    Beispiel 2 94,8 % 100 % 100 %

Claims (6)

1. Pastöses, phosphatfreies, im wesentlichen wasserfreies Wasch­mittelkonzentrat, gekennzeichnet durch einen Gehalt an
A) 2 bis 7 Gew.-% an Natrium-Alkylbenzolsulfonat mit linearen C₉₋₁₃-Alkylketten,
B) 20 bis 40 Gew.-% an nichtionischen Tensiden mit linearen, 10 bis 18 C-Atome aufweisenden Alkyl- oder Alkenylgruppen,
C) 35 bis 65 Gew.-% an synthetischem, feinkristallinem, was­serhaltigem Zeolith vom Typ NaA,
D) 3 bis 15 Gew.-% mindestens eines organischen Polycarboxy­latBuilders (bezogen auf freie Säure),
E) 0 bis 20 Gew.-% an Waschalkalien aus der Klasse Natriumcarbonat und Natriumsilikat,
F) 0 bis 5 Gew.-% eines Suspensionsstabilisators,
G) sowie sonstigen üblichen Waschmittelbestandteilen mit der Maßgabe, daß die Summe der Bestandteile (C) und (D) 70 Gew.-% nicht übersteigt.
2. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 3 bis 6 Gew.-% der Komponente A.
3. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, ge­kennzeichnet durch einen Gehst von 25 bis 35 Gew.-% der Kom­ponente B, die einen Stockpunkt von unter 10 °C, vorzugsweise unter 5 °C, aufweist.
4. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, ge­kennzeichnet durch einen Gehalt an 37 bis 60 Gew.-% der Kom­ponente C.
5. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, ge­kennzeichnet durch einen Gehalt an 3 bis 10 Gew.-% bezogen auf Säure, an homopolymerer und copolymerer Acrylsäure.
6. Verfahren zur Herstellung der Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung der Bestandteile auf eine Korngröße der Feststoffe unter 50 µm zerkleinert.
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