EP0447413A1 - Phosphatfreies, flüssiges waschmittel mit hoher alkalität - Google Patents

Phosphatfreies, flüssiges waschmittel mit hoher alkalität

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EP0447413A1
EP0447413A1 EP89912958A EP89912958A EP0447413A1 EP 0447413 A1 EP0447413 A1 EP 0447413A1 EP 89912958 A EP89912958 A EP 89912958A EP 89912958 A EP89912958 A EP 89912958A EP 0447413 A1 EP0447413 A1 EP 0447413A1
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EP
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weight
composition according
component
sodium
alkyl
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EP89912958A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Trabitzsch
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Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
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    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
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    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
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    • C11D1/662—Carbohydrates or derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
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    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C11D1/72—Ethers of polyoxyalkylene glycols

Definitions

  • Textile detergents to be used in commercial laundries differ considerably in their composition from those which are usually used in the household.
  • softened, ie Ca and Mg-free water is used regularly in commercial companies.
  • the commercially used agents often contain highly alkaline bu il salts and alkalis, such as sodium metasilicate and sodium hydroxide, which can be handled safely by a person skilled in the art, but are unsuitable for safety reasons in the household.
  • These highly alkaline constituents can in turn interact with the surfactants usually present, in particular the nonionics from the class of the alkyl polyglycol ethers, and more or less decompose them if they are stored together for a long time.
  • the invention is a liquid, aqueous, phosphate-free detergent concentrate containing 5 to 20% by weight of a nonionic surfactant component (A), 15 to 40% by weight of a bullder component (B), bis 3% by weight of other non-surfactant and non-builder-type detergent components and water (difference up to 100% by weight), characterized in that the components, based on the detergent, are composed as follows:
  • SiO 2 1: 1 to 1: 3.4
  • B4 0 to 3% by weight of sodium salt of at least one phosphonic acid, with the proviso that the proportion of the constituents (B3 + B4) is 3 to 12% by weight.
  • the content of the detergents in the individual components is preferably
  • Component (A1) consists of alkyl glucosides or alkyl oligoglucosides, as are known, for example, from US Pat. Nos. 35 47 828, 37 72 259 and 38 39 313. They can be obtained by reacting glucose or depolymerized starch and alcohols with C 8-14 -alkyl radicals, without or in the presence of lower alcohols or glycols, such as butanol or propylene glycol, and also from acidic acetalization catalysts. Alcohols or alcohol mixtures obtained from native fats, such as coconut or palm kernel fat, are preferably used as fatty alcohols. Examples are octyl, decyl, lauryl and myristyl alcohol and mixtures thereof.
  • alkyl glucosides which are derived from oxo alcohols and, in addition to linear alcohols, also contain methyl-branched alcohols in the mixture in the 2-position or have an even and / or odd number of carbon atoms in the alkyl chain. Examples include octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl and tridecyl alcohol and their mixtures with one another.
  • R is preferably a C 8-12 alkyl radical, in particular a C 8-10 alkyl radical.
  • the glucose or glucose-containing starch degradation products are reacted with the alcohols, the glucose is partially oligomerized in the presence of acidic acetalization catalysts, mixtures of alkyl monoglucosides and alkyl oligoglucosides being formed.
  • the parameter x according to formula I thus denotes an average degree of oligomerization. This should preferably be 1.3 to 3. Mixtures of this type are meant when aikylglucosides are generally mentioned in connection with the invention.
  • the alkyl glucosides can still contain small amounts of free fatty alcohol and glucose in their production. Those alkyl glucosides are preferably used whose content of fatty alcohols is less than 5% by weight, in particular less than 2% by weight (based on alkyl glucoside).
  • the agents can optionally also contain nonionic surfactants of the ethoxylated fatty alcohol and oxo alcohol type with 12 to 18 carbon atoms and 5 to 10 ethylene polyether groups (EO).
  • EO ethylene polyether groups
  • Suitable are e.g. Ethoxylates derived from coconut, tallow or palm kernel fatty alcohols with an HLB value of more than 12, for example from 13 to 18, and corresponding ethoxylates from oxo alcohols with 12 to 16 carbon atoms and 6 to 8 EO groups.
  • the builder component consists of sodium hydroxide (component B1), sodium silicate (component B2) and sequestering polyanionic salts, derived from Nitri lotriessigklare (NTA) and possibly phosphonic acids (components B3 and B4).
  • the Na 2 O: SiO 2 ratio can be 1: 1 (metasilicate) to 1: 3.4 (water glass).
  • metasilicate is preferably used in agents with a low proportion of sodium hydroxide, while in agents with a higher sodium hydroxide content the sodium silicate can consist predominantly or entirely of water glass.
  • the NTA is available as a trisodium salt and is also used in this form of quantity calculation. In particular, its proportion is 5 to 10% by weight.
  • the sodium salt of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid is primarily suitable as the phosphonate.
  • the quantity calculation is based on the tetrasodium salt.
  • Also useful are the sodium salts of aminotrimethylenephosphonic acid (ATMP), ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid (EDTMP), diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid (DTPMP) and their higher homologues. unclarified function in wastewater less preferred.
  • Their quantity calculation is based on neutral sodium salts (Na 3 salt with ATMP, Na 5 salt with EDTMP, Na 5 salt with DTPMP).
  • the sum of components B3 + B4 is 3 to 12% by weight, preferably 6 to 11% by weight.
  • the detergents can also contain conventional detergent constituents which do not act as surfactants and builders. These include optical brighteners in proportions of up to 1% by weight, preferably 0.05 to 0.3% by weight. Examples of these are derivatives of bis (triazinylamino) stilbene disulfonic acid for example, the sodium salt of 4,4'-bis (2-anilino-4-morpholino-1,3,5-triazin-6-yl-amino) -stilbene-2,2'-disulfonic acid and the chlorinated diphenyldistyrylsulfonic acids.
  • optical brighteners in proportions of up to 1% by weight, preferably 0.05 to 0.3% by weight. Examples of these are derivatives of bis (triazinylamino) stilbene disulfonic acid for example, the sodium salt of 4,4'-bis (2-anilino-4-morpholino-1,3,5-triazin-6-yl-amino) -stilbene-2,2'-disulfonic acid and the
  • hydrotropes are, for example, toluenesulfonate, xylene sulfonate and cumene sulfonate, each in the form of the sodium salts.
  • Usable solvents are, for example, ethanol, propanol, isopropanol and ether alcohols, such as diglycol and C 1-3 monoalkyl ethers of C 2-4 diols.
  • the hydrotropes can be present in proportions of up to 5% by weight, the alcohols or ether alcohols in proportions of up to 10% by weight.
  • the agents can also contain neutral salts, such as sodium sulfate and sodium chloride, as minor substances in the raw materials used. The difference of up to 100% by weight is essentially water.
  • the agents are long-lasting, pourable liquids that are suitable for automatic dosing as well as for the preparation of stock solutions (base liquors).
  • the concentrates are still liquid down to temperatures of -10 ° C and are resistant to escape.
  • Their application concentration is generally 2 to 10, preferably 3 to 7 g / l.
  • a washing machine (type Frista (R) ) was slightly soiled
  • A7 Dust-wool grease on mixed fabrics (like A5).
  • the amount of laundry was 7.5 kg, the water hardness 0 ° dH, normal program (without prewash), detergent concentration 4 g / l, 5 minutes at 40 ° C and 15 minutes at 90 ° C, three rinsing, low foaming.

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Description

"Phosphatfreies, flüssiges Waschmittel mit hoher Alkalität"
In gewerblichen Wäschereien anzuwendende Textilwaschmittel unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung erheblich von solchen, die üblicherweise im Haushalt verwendet werden. Einerseits wird in gewerblichen Betrieben regelmäßig mit enthärtetem, d.h. Ca- und Mg-freiem Wasser gearbeitet. Zum anderen enthalten die gewerblich angewendeten Mittel vielfach hochalkalische Bu i l dersalze und Alkalien, wie Natriummetasilikat und Natriumhydroxid, die zwar vom Fachmann gefahrlos gehandhabt werden können, im Haushalt jedoch aus Sicherheitsgründen unangebracht sind. Diese hochalkalischen Bestandteils können ihrerseits mit den üblicherweise anwesenden Tensiden, insbesondere den Nonionics aus der Klasse der Alkyl- polyglykolether, in Wechselwirkung treten und sie bei längerer gemeinsamer Lagerung mehr oder weniger zersetzen. Diese Probleme existieren insbesondere bei flüssigen Konzentraten und Produkten, die zum Ansetzen konzentrierter Stammlaugen (Stock-solutions) bestimmt sind und bei denen mangels einer räumlichen Trennung von Tensid- und Alkalikomponente der zersetzende Einfluß besonders intensiv ist. Hochalkalische Flüssigprodukte und Stammlaugen haben vor pulverförmigen, gleichartig zusammengesetzten Mitteln den Vorzug, daß sie staubfrei und insbesondere automatisch dosiert werden können und somit keine Bedienungsprobleme aufwerfen. Ein weiterer Aspekt ist eine möglichst weitgehende Verwendung von Tensiden, die aus natürlichen, d.h. nachwachsenden Rohstoffen erhältlich sind und sich durch eine vollständige und schnelle biologische Abbaufähigkeit im Abwasser auszeichnen.
Weiterhin sollen derartige Mittel im Hauptwaschgang und während des Nachspülens keine störende Schaummengen entwickeln. Da übliche Entschäumer, wie Polysiloxane und Paraffinkohlenwasserstoffe beim Dispergieren in Flüssigwaschmitteln Wirkungsverluste erleiden bzw. im Falle der Polysiloxane durch Alkali zersetzt werden, muß die Tensidkomponente von sich aus schwach schäumend sein.
Gegenstand der Erfindung, mit der diese Probleme gelöst werden, ist ein flüssiges, wäßriges, phosphatfreies Waschmittelkonzentrat, enthaltend 5 bis 20 Gew.-% einer nichtioni sehen Tensidkomponente (A), 15 bis 40 Gew.-% einer Bullderkomponente (B), bis 3 Gew.-% an sonstigen nicht tensidischen und nicht builderartigen Waschmit- telbestanuteilen sowie Wasser (Differenz bis 100 Gew.-%), dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten, bezogen auf das Waschmittel, wie folgt zusammengesetzt sind:
A1) 4 bis 20 Gew.-% eines Alkylglucosids der Formel I
R-O-Gx (I) mit R = C8-14-Alkylrest, G = Glucoserest und
x = Zahlen von 1,2 bis 5,
A2) 0 bis 2 Gew.-% mindestens eines nichtionischen Tensids aus der Klasse der Alkylpolyglykolether mit C12 -18-Alylgruppen und 5 bis 9 Ethylenglykolethergruppen,
B1) 4 bis 20 Gew.-% Natriumhydroxid, B2) 0,5 bis 12 Gew.-% Natriumsilikat der Zusammensetzung Na2O :
SiO2 = 1:1 bis 1:3,4
B3) 2 bis 12 Gew.-% Natrium-nitrilotriacetat,
B4) 0 bis 3 Gew.-% Natriumsalz mindestens einer Phosphonsäure, mit der Maßgabe, daß der Anteil der Bestandteile (B3 + B4) 3 bis 12 Gew.-% beträgt.
Vorzugsweise beträgt der Gehalt der Mittel an den Einzelkomponenten
A1) 5 bis 12 Gew.-%
A2) 0,5 bis 1,5 Gew.-%
B1) 6 bis 15 Gew.-%
B2) 0,5 bis 3 Gew.-%
B3) 3 bis 10 Gew.-%
B4) 0,2 bis 2 Gew.-%
Die Komponente (A1) besteht aus Alkylglucosiden bzw. Alkyloligoglucosiden, wie sie beispielsweise aus den US-Patentschriften 35 47 828, 37 72 259 und 38 39 313 bekannt sind. Sie sind durch Umsetzung von Glucose oder depolymeriserter Stärke und Alkoholen mit C8-14-Alkylresten, ohne oder in Gegenwart von niederen Alkoholen oder Glykolen, wie Butanol oder Propylenglykol, sowie von sauren Acetalisierungs-Katalysatoren erhältlich. Als Fettalkohole werden bevorzugt aus nativen Fetten, wie Kokos- oder Palmkernfett, gewonnene Alkohole oder Alkoholgemische eingesetzt. Beispiele sind Octyl-, Decyl-, Lauryl- und Myristylalkohol sowie deren Gemische. Alternativ hierzu können auch Alkylglucoside eingesetzt werden, die sich von Oxoalkoholen ableiten und neben linearen Alkoholen auch in 2-Stellung methylverzweigte Alkohole im Gemisch enthalten bzw. eine gerade und/oder ungerade Anzahl von C-Atomen in der Alkylkette aufweisen. Beispiele hierfür sind Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl, Dodecyl- und Tridecylalkohol sowie deren Gemische untereinander. Vorzugsweise steht R für einen C8-12-Alkylrest, insbesondere für einen C8-10-Alkylrest. Bei der Umsetzung der Glucose oder glucosehaltigen Stärkeabbauprodukte mit den Alkoholen kommt es in Gegenwart saurer Acetalisierungs-Katalysatoren zu einer teilweisen Oligomerisierung der Glucose, wobei sich Gemische aus Alkylmonoglucosiden und Alkyloligoglucosiden bilden. Der Parameter x gemäß Formel I bezeichnet somit einen mittleren Oligomerisierungsgrad. Dieser soll vorzugsweise 1,3 bis 3 betragen. Derartige Gemische sind gemeint, wenn im Zusammenhang mit der Erfindung allgemein von Aikylglucosiden die Rede ist.
Von ihrer Herstellung her können die Alkylglucoside noch geringe Mengen an freiem Fettalkohol und Glucose enthalten. Vorzugsweise werden solche Alkylglucoside eingesetzt, deren Gehalt an FettalIcoholen weniger als 5 Gew.-%, insbesondere weniger als 2 Gew.-% (bezogen auf Alkylglucosid) beträgt.
Fakultativ können die Mittel außer den Alkylglucosiden als Komponente (A2) noch nichtionische Tenside vom Typ der ethoxylierten Fettalkohole und Oxoalkohole mit 12 bis 18 C-Atomen und 5 bis 10 Ethylenpolykolethergruppen (EO) enthalten. Geeignet sind z.B. von Kokos-, Talg- oder Palmkernfettalkoholen abgeleitete Ethoxylate mit einem HLB-Wert von mehr als 12, beispielsweise von 13 bis 18, sowie entsprechende Ethoxylate von Oxoalkoholen mit 12 bis 16 C- Atomen und 6 bis 8 EO-Gruppen.
Die Builderkomponente besteht aus Natriumhydroxid (Bestandteil B1), Natriumsilikat (Bestandteil B2) und sequestrierend wirkenden polyanionischen Salzen, abgeleitet von Nitri lotriessigsäure (NTA) und ggf. Phosphonsäuren (Bestandteil B3 und B4).
Im Natriumsilikat kann das Na2O : SiO2-Verhältnis 1:1 (Metasilikat) bis 1:3,4 (Wasserglas) betragen. In Mitteln mit geringeren Anteilen an Natriumhydroxid wird im Interesse einer hohen Alkalität bevorzugt Metasilikat eingesetzt, während in Mitteln mit höheren Natriumhydroxid-Gehalten das Natriumsilikat überwiegend oder vollständig aus Wasserglas bestehen kann.
Das NTA liegt als Trinatriumsalz vor und wird auch in dieser Form der Mengenberechnung zugrunde gelegt. Insbesondere beträgt sein Anteil 5 bis 10 Gew.-%.
Als Phosphonat kommt in erster Linie das Natriumsalz der 1- Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure (HEDP) in Frage. Der Mengenberechnung wird das Tetranatriumsalz zugrunde gelegt. Brauchbar sind auch die Natriumsalze der Aminotrimethylenphosphonsäure (ATMP), Ethylendiamintetramethylenphosρhonsaure (EDTMP) , Diethylentria minpentamethylenphosphonsäure (DTPMP) und deren höhere Homologen, jedoch ist EDTMP wegen ihrer z.Zt. ungekiärten Funktion im Abwasser weniger bevorzugt. Ihre Mengenberechnung basiert auf neutral reagierenden Natriumsalzen (Na3-Salz bei ATMP, Na5-Salz bei EDTMP, Na5-Salz bei DTPMP). Die Summe der Komponenten B3 + B4 beträgt 3 bis 12 Gew.-%, vorzugsweise 6 bis 11 Gew.-%.
Neben den vorgenannten Bestandteilen können die Mittel noch übliche, nicht als Tenside und Builder wirkende Waschmittelbestandteile enthalten. Hierzu zählen optische Aufheller in Anteilen bis zu 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 0,3 Gew.-%. Beispiele hierfür sind Derivate der Bis-(triazinylamino)-stilbendisulfonsäure, bei spielsweise das Natriumsalz der 4,4'-Bis-(2-anilino-4-morpholino-1,3,5-triazin-6-yl-amino)-stilben-2,2'-disulfonsäure sowie der chlorierten Diphenyldistyryl-sulfonsäuren.
Weitere fakultative Bestandteile sind Enzyme, Duftstoffe, Farbstoffe, Hydrotrope und mit Wasser mischbare Lösungsmittel. Als Hydrotrope eignen sich z.B. Toluolsulfonat, Xylolsulfonat und Cumolsulfonat, jeweils in Form der Natriumsalze. Brauchbare Lösungsmittel sind beispielsweise Ethanol, Propanol, Isopropanol sowie Etheralkohole, wie Diglykol und C1-3-Monoalkylether von C2-4-Diolen. Die Hydrotrope können in Anteilen bis 5 Gew.-%, die Alkohole bzw. Etheralkohole in Anteilen bis 10 Gew.-% anwesend sein. Femer können die Mittel Neutralsalze, wie Natriumsulfat und Natriumchlorid, als Begleitstoffe der eingesetzten Rohstoffe in untergeordneter Menge enthalten. Die Differenz bis 100 Gew.-% ent- fällt im wesentlichen auf Wasser.
Die Mittel sind haltbare, gießbare Flüssigkeiten, die sich sowohl zur automatischen Dosierung als auch zum Ansetzen von Vorratslösungen (Stammlaugen) eignen. Die Konzentrate sind bis zu Temperaturen von -10 °C noch flüssig und gegen Entrnischen beständig. Ihre Anwendungskonzentration beträgt im allgemeinen 2 bis 10, vorzugs- weise 3 bis 7 g/l.
B e i s p i e l e
Es wurden Waschmittel folgender Zusammensetzung hergestellt. Im
Alkylglucosid war R ein Gemisch von C8-10-Alkylgruppen und x =
1,8, hergestellt nach der Methode der Direktsynthese.
Eine Waschmaschine (Typ Frista (R)) wurde mit leicht verschmutzter
Füllwäsche (einmal benutzte Bett- und Tischwäsche) und Testlappen
mit folgenden Anschmutzungen beladen: A1 Staub-Wollfett auf Baumwolle,
A2 Blut-Milch-Tusche auf Baumwolle,
A3 Blut auf Baumwolle,
A4 Milchkakao auf Baumwolle,
A5 Staub-Hautfett auf veredelter Baumwolle,
A6 Staub-Hautfett auf Mischgewebe aus veredelter Baumwolle und
Polyester,
A7 Staub-Wollfett auf Mischgewebe (wie A5).
Die Wäschemenge betrug 7,5 kg, die Wasserhärte 0 °dH, Normalprogramm (ohne Vorwäsche), Waschmittelkonzentralion 4 g/l, 5 Minuten bei 40 °C und 15 Minuten bei 90 °C, dreimaliges Nachspülen, geringe Schaumentwicklung.
Die prozentuale Remission (gegen Weißstandard) wurde-photometrisch ausgewertet. Die Zahlenwerte sind Mittelwerte aus 3 Parallelbestimm ungen (Streuung 2 %). Die Ergeumsse sind in der τolgendnn Tabelle 2 zusammengestent. Zum Vergleich V wurde ein ähnlich zusammengesetztes Mittel des Handels (ohne Glucosid) herangezogen. Vergleichbar gute Waschergebnisse wurden auch erhalten, wenn anstelle des Alkylglucosids mit x = 1,8 solche mit x = 1,4 und x = 2,2 eingesetzt wurden.

Claims

P a t e n t a n s n r ü c h e 1. Flüssiges, wäßriges, phosphatfreies Waschmittelkonzentrat, enthaltend 5 bis 20 Gew.-% einer nichtionischen Tensidkomponente (A), 15 bis 40 Gew.-% einer Builderkomponente (B), bis 3 Gew.-% an sonstigen nicht tensidischen und nicht bui 1derartigen Waschmittelbestandteilen sowie Wasser (Differenz bis 100 Gew.-%), dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten, bezogen auf das Waschmittel, wie folgt zusammengesetzt sind:
A1 ) 4 bis 20 Gew. -% eines Alkylglucos ids der Formel I
R-O-Gx (I ) mit R = C8-14-Alkylrest, G = Glucoserest und
x = Zahlen von 1,2 bis 5,
A2) 0 bis 2 Gew.-% mindestens eines nichtiomschen Tensids aus der Klasse der Alkylpolyglykolether mit C12-18-
Alkylgruppen und 5 bis 9 Ethylenglykolethergruppen, B1) 4 bis 20 Gew.-% Natriumhydroxid,
B2) 0,5 bis 12 Gew.-% Natriumsilikat der Zusammensetzung
Na2O : SiO2 = 1:1 bis 1:3,4
B3) 2 bis 12 Gew.-% Natrium-nitrilotriacetat,
B4) 0 bis 3 Gew.-% Natriumsalz mindestens einer Phosphonsäure, mit der Maßgabe, daß der Anteil der Bestandteile
(B3 + B4) 3 bis 12 Gew.-% beträgt.
2. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an den Einzelkomponenten:
A1) 5 bis 12 Gew.-%
A2) 0,5 bis 1,5 Gew.-%
B1) 6 bis 15 Gew.-%
B2) 0,5 bis 3 Gew.-%
B3) 3 bis 10 Gew.-%
B4) 0,2 bis 2 Gew.-%
3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (I) R = C8-12-Alkylreste und x Zahlen von 1,3 bis
3 bedeuten.
4. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch oekennzeichnet, daß das nichtionische Tensid gemäß Komponente (A2) einen HLB-Wert von 12 bis 18 aufweist.
5. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (B4) aus dem Natriumsalz der 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure besteht.
6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (B4) zusätzlich das Natriumsalz der Diethylentriaminpentamethylenphosphonsäure enthält.
7. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Komponente (B3) 5 bis 10 Gew.-% beträgt.
8. Mittel nach Anspruch 5 bis 7, daß die Summe der Komponenten (B3 + B4) 6 bis 11 Gew.-% beträgt.
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