NO784265L - Vaske- og rensemiddel. - Google Patents

Description

Vaske- og rensemiddel.

Oppfinnelsens gjenstand er vaske- og rensemidler som ved siden av vanlige tensider, byggei»- og hjelpestoffer erkarakterisert vedet innhold av fosforfattige forbindelser som byggerstoff.

Det er kjent at vaske- og rensekraften av såper og syntetiske tensider kan okes ved tilsetning av bestemte stoffer. Slike stoffer betegnes som byggere.

Mekanisme og detaljer over virkningen av byggerstoff er er ennå ikke helt avklart, således at det ikke er mulig med en prinsipiell forhåndsuttalelse hvilke forbind-elsestyper som kan være egnet hertil.

På grunn av det utall enkeltvirkninger som tilsammen bidrar til forsterkning av vaskekraften av tensider, er ved hjelp av de idag foreliggende kjennskaper å stille fblgende krav til en bygger. Byggeren må være istand til 1. å binde vannets hårdhetsdannere som kalsium- og magne-siumioner,

2. å dispergere pigmentsmusspartikler som hovedbestanddel av vaskesmussen i vaskebadet, 3. å stabilisere losgjort smuss i vaskebadet for å unngå en gjentatt opptrekning av smusspartiklene på fibrene, 4. å inaktivere i vaskebadet tilstedeværende mineralbestand-deler og

5. å nedsette tensidadsorbsjonen på fibrene.

For å få opplysninger om ytelsesevnen og egnetheten av enkelte produkter som byggere, bestemmer man hensiktsmessig deres forholdsmåte og deres virkningsgrad ved vaske- og rense-prosessen. Dermed sikres at alle faktorer som tar del i byggervirkningen tas hensyn til kvalitativt og kvantitativt.

Kjente byggere er de vannopploselige alkalisalter av mineralsyrer som alkalikarbonater, -borater, -fosfater,

-polyfosfater, -bikarbonater og -silikater.

En foretrukket stilling under de kjente byggere inntar alkalipolyfosfatene da /av^sistnevnte_ oppfylles alle ovennevnte betingelser idet det med hensyn til vaskevirkning i kombinasjon med grenseflateaktive stoffer fremkommer syner-gistiske effekter. FSlgelig danner de idag i alle fin-, grov-og kolortvaskemindler de vesentligste byggere. Herved anvendes fremfor alt pentanatriumtrifosfat. Innholdet T 'vaske-midler av disse byggerstoffer ligger i området på 25 - 63% og ved rensemidler utgjor innholdet delvis inntil 90 vekt-%.

På grunn av den betraktelige forbruksøkning av fosfatholdige vaske- og rensemidler såvel i husholdning som også industrielt, har innholdet av naturlig vann av disse fosfater

oket. Ved diskusjonen over årsakene til den okende vanneutrofering ble i den senere tid de vannopploselige nitrat- og fos-,fatsalter tilskrevet den egenskap å befordre vekst av bestemte algetyper og under bestemte betingelser og såleSes på denne måte å bidra til eutrofering av vann, hvorved oksygenhushold-ningen av vannet betraktelig odelegges. Ennskjont en entydig forklaring av mengden av fosfatholdige vaske- og rensemidler i vanneutrofering for tiden ennå ikke er mulig, synes det imidlertid tilstrebelsesverd å utvikle potensielle nitrogen- og fosforfrie erstatningsstoffer for de hittil i vaskemiddelformu-leringene anvendte byggerstoffer eller ved kombinasjon av alkalipolyfosfater med egnede andre vaskemiddelkomponenter å oppnå en redusering av det samlede fosforinnhold i vaskemiddel-formuleringen.

Det er derfor allerede foreslått forskjellige organiske forbindelser som byggerstoffer som f.eks. nitrilotrieddiksyre, etylendiamintetraeddiksyre, sitronsyre, oksydieddiksyre, oksydiravsyre, cyklokarboksylsyrer eller polymere karboksylsyrer som polymerisater med umettede karboksylsyrer, olefiner eller kortkjedede, umettede,alifatiske etere resp. alkoholer.

De ovennevnte stoffer har ikke vist som i enhver henseende tilfredsstillende byggerstoffer da de enten viser en for sterk kompleksdannelse med tungmetaller og overgangsmetal-ler hvorved på veien av direkte sekvestriering eller etter-følgende remobilisering av "élvesedimentet anrikes tungmetaller i overflatevannene og derved kan komme i drikkevannet eller idet de ikke i tilstrekkelig grad har de innledningsvis nevnte byggeregenskaper og derved ikke gir noen tilfredsstillende vaskeresultater. Dessuten er det delvis mangel på øko-nomiske fremgangsmåter til fremstilling av disse forbindelser.

I de tyske utlegningsskrifter 2.141.983 og 2.180.101 foreslås oligokarboksyalkanfosfonsyrer som byggere da sammen-lignet med pentanatriumtrifosfat har et vesentlig mindre fosforinnhold. Ennskjønt ovennevnte byggere disponerer over en betraktelig kompleksdannelsesevne for hårdhetsdannere av vann og såvel anvendes til inkrusteringsinhibering i va,ske- og rensemidler som også til rensning av stive gjeniander som metall eller glass med godt resultat, viser det seg ved anvendelse av disse byggerstoffer i vaskemiddelformuleringer hvis innhold av pentanatriumtrifosfat var redusert, med hensyn til vaskekraften ingen tilfredsstillende resultater.

Videre omtales i tysk utlegningsskrift 2.437.662 vaske- og rensemidler som inneholder 0,5 - 10 vekt-% 1,3,5-trikarboksypentan-3-fosfonsyre. Vaske- og rensemidler med et innhold av 1,3,5-trikarboksypentan-3-fosfonsyre har i forhold til slite som er utrustet med de ovennevnte oligokarboksyalkan-fosfonsyrene en bedre vaskekraft. Imidlertid er heller ikke 1,3,5-trikarboksypentan-3-fosfonsyre den optimale losning for en bygger, da den ikke er' ikke er lett tilgjengelig og dessuten må anvendes i relativt store mengder i vaskemidlet for å oppnå en tilstrekkelig effekt.

Endelig foreslås ifølge tysk utlegningsskrift 2.327.861 aminosubstituerte alkanpolyfosfonsyrer som eksempelvis 1-amino-etan-1,1-difosfonsyre eller dimetylaminometandifosfonsyre som byggere.

En vesentlig ulempe ved disse aminoalkanpolyfosfon-syrer ved anvendelse i et vaskemiddel er deres lille vannopp-loselighet på ca. 2 vekt-% som er forbundet med en langsom opp-lbsningsprosess. Sistnevnte er av viktighet i vaskeprosesser der det er av betydning at umiddelbart etter vanntilsetningen til vaskegodset bindes hårdhetsdannerne av vann av byggerne. Videre er den for en bygger karakteristiske kalkbindeevne i tilfelle aminometandifosfonsyre bare meget god ved en pH-verdi på 7 med ca. 330 mg Ca/100 g stoff. Det det imidlertid i vaskeprosessen på forhånd er gitt pH-verdier på 9,5 - 10,0 og dette pH-området nedsetter kalkbindeevnen av aminometan-dif osf onsyre til ca. 70 mg Ca/100 g stoff, er dette stoff bare betinget anvendbart som bygger. Tilsvarende gjelder også for de andre aminoalkanfosfonsyrer nevnt i tysk offenlegungsschrift 2.327.861.

Oppfinnelsens oppgave er nu å overvinne ulempene ved de kjente byggerstoffer, dvs. å finne byggere som ikke bare er lettopploselige"og i deres vaskekraft mere effektive og derved kan anvendes i mindre konsentrasjoner, men som også kan fremstilles på basis av teknisk lett tilgjengelige råstoffer.

Det er nu overraskende funnet at disse krav oppfylles av vaske- og rensemidler som ved siden av de vanlige tensider, bygger- og hjelpestoffer dessuten inneholder bestemte N-karboksymetylamino-alkandifosfonsyrer.

Oppfinnelsens gjenstand er vaske- og rensemidler som erkarakterisert vedat de inneholder omtrent 0,2-5 vekt-% av minst én forbindelse med den generelle formel (I)

hvori R betyr et H-atom eller en metylrest og R-^betyr et H-atom eller et alkalimetall eller et NH^-ion.

I henhold til en foretrukket utforelsesform av oppfinnelsen inneholder vaske- og rensemidlet

0,2 - 5 vekt-% av minst én forbindelse med den generelle formel (i)

15 - 30 vekt-% av et alkalitrifosfat

6 - 25 vekt-% av minst ett tensid samt

30 - 78,8 vekt-% av minst ett vaskehjelp- eller tilsetnings-stoff.

Som alkalitrifosfat anvendes fortrinnsvis natriumtripolyfosfat.

Anvendelsen ifolge oppfinnelsen av tensider omfatter anioniske, kationiske, zwitterioniske, amfolytiske eller ikke-ionogene tensider.

Med anioniske tensider er å forstå de vannopploselige saltene av hoyere fettsyrer eller harpikssyrer som natrium-eller kaliumsåper av herdede eller uherdede kokospalmekjerne-eller roeolje samt av talg og tilsvarende blandinger 'herav. Videre er det med anioneaktive stoffer innen oppfinnelsens ramme å forstå hoyere alkylsubstituerte, enkjernede, aromatiske sulfonater som alkylbenzensulfonat med 9-14 C-atomer i alkylresten, alkylnaftalinsulfonater, alkyltoluensulfonater, alkylxylensulfonater eller alkylfenolsulfonater som sulfater-

te alifatiske alkoholer eller alkoholetere som natrium-.eller kaliumlauryl- resp. -heksadecylsulfat, trietanolaminlauryl-sulfat, natrium- eller kaliumoleylsulfat samt natrium- eller kaliumsater av med ca. 2 - 6 mol etylenoksyd etoksylert lauryl-sulfat. Videre egnede anioniske tensider er sekundære lineære alkansulfonater samt oc-olefinsulfonater med en kjedelengde på 12 - 20 C-atomer.

Ved ikke-ionogene tensider er det innenfor oppfinnelsens ramme å forstå slike forbindelser som har en organisk, hydrofob gruppe samt en hydrofil rest. Eksempler på ikke-ionogene tensider er kondensasjonsprodukter av alkylfenoler med etylenoksyd resp. av hoyere fettalkoholer med etylenoksyd, videre kondensasjonsproduktene av polypropylenglykol med etylenoksyd eller propylenoksyd samt kondensasjonsproduktene av etylenoksyd med reaksjonsproduktet av etylendiamin og propylenoksyd. Også langkjedede tertiære aminoksyder horer inn i gruppen av de ovennevnte forbindelser.

Videre er i rekken av de som tensidbestanddeler av vaske- og rensemidlene ifolge oppfinnelsen egnede produkter med amfolytisk eller zwitterionisk karakter å medregne fblgende forbindelser. Derivater av alifatiske, sekundære og tertiære aminer eller kvaternære ammoniumforbindelser med 8-18 C-atomer og en hydrofil gruppe i den alifatiske rest som f.eks. natrium-3-dodecylaminopropionat, natrium-3-dodecylaminopropan- sulfonat, 3-(N,N-dimetyl-N-heksadecylamino)-propan-l-sulfonat eller fettsyreaminoalkyl-N,N-dimetylacetobetain, idet fett-syrene inneholder 8-18 C-atomer og alkylresten 3 C-atomer.

En i praksis egnet vaskemiddelformulering ifolge oppfinnelsen inneholder som tensid fortrinnsvis dodecylbenzensulfonat, herdet talgsåpe og/eller med 11 mol etylenoksyd etoksylert talgfettalkohol.

Vaskehjelpe- og tilsetningsstoffer ifolge oppfinnelsen omfatter produkter som f.eks. alkali- eller ammonium-'salter av svovelsyre, kiselsyre, karbonsyre, borsyre, alkylen-, hydroksyalkylen- eller aminoalkylenfosfonsyre samt blekemid-del, stabilisatorer for peroksydforbindelser og vannopplbse-lige organiske kompleksdannere.

I detalj horer til sistnevnte forbindelsesgruppe natriumperboratmono- eller -tetrahydrat, alkalisaltene av per-oksymono- eller disvovelsyre, alkalisaltene av perpyrofosfor-syre, vannopplbselig, utfelt magnesiumsilikat samt alkalisalter av iminodieddiksyre, nitrilotrieddiksyre, etylendiamintetraeddiksyre, metylendifosfonsyre, hydroksyetandifosfon-syre og nitrilotrismetylenfosfonsyre.

Stoffer som oker smussbæreevne av yaskebad som karboksymetylcellulose, polyvinylalkohol, polyvinylpyrrolidon\ eller skumregulatorer som mono- eller dialkylfosforsyreestere med 16 - 20 C-atomer i alkylresten samt hvittonere, desinfek-sjonsmidler og/eller proteolytiske enzymer kan likeledes være ekstra bestanddeler av vaske- og rensemidlet.

Vaskehjelpe- eller tilsetningsstoffer som i forbindelse med de bvrige komponenter av vaske- og rensemidlene ifolge oppfinnelsen bidrar til en forbedring av vaskeeffekten er spesielt magnesiumsilikat, natriumsilikat, natriumperborat-tetrahydrat, natriumsulfat eller karboksymetylcellulose.

Oppfinnelsens ramme skal forklares nærmere ved hjelp av folgende, ikke-begrensende eksempler.

Eksempel 1

Det ble fastslått virkningen av en kombinasjon av 1-/N-bis(karboksymetyl)amino7-etan-l,l-difosfonsyre (ADP) og natriumtripolyfosfat (NTPP) i vaskebadet ved hjelp av vaske-forsok. Til gjennomfbring av vaskeforsbkene ble det fremstilt vaskebad som konstant inneholdt fblgende bestanddeler pr. liter vaskebad:

0,35 g/l dodecylbenzensulfonat

0,15 g/l etoksylert talgfettalkohol med.11 mol etylenoksyd

pr. mol alkohol

0,15 g/l herdet talgsåpe

0,15 g/l magnesiumsilikat

0,15 g/l natriumsilikat

1,25 g/l natriumperborat-tetrahydrat

0,80 g/l natriumsulfat

0,05 g/l tylose

men innholdet av ADP og NTPP varierte i enkelte vaskebad.

I en proverekke A ble det fremstilt vaskebad med vekslende mengder på 0,2 - 2,0 g/l vaskebad av NTPP og gjen-nomført vaskeforsbk idet innholdet av ADP i disse vaskebad konstant utgjorde 0,01.g/l.

Vaskeforsokene ble gjennomfbrt med en standard bomullsvevnad med krefelder tilsmussing i en Launder-O-meter ved en vaskebadtemperatur på 95°C Standardvevnaden med Krefelder tilsmussing er definert i boken av Kurt Lindner "Tenside, Textilhilfsmittel-Waschrohstoffe", Wissenschaftl. Verlagsgemeinschaft Stuttgart (1964), bind II, side 1837.

Vaskevannet har 18°dH og en pH-verdi på 10, det sistnevnte ved tilsetning av natronlut ble innstilt i vaskebadet. Vasketiden utgjorde 30 minutter og badforholdkarakterisert vedforhold av (kg) vaskegods til (liter) vaskebad, 1 : 25 i nærvær av 10 stålkuler.

Etter forlbp av den foreskrevne vasketid ble stan-dardbomullsvevnaden spylt én gang varmt og én gang kaldt med vann av samme hårdhet og deretter i fargemåleapparat "RFC3" fra firma Zeiss målt hvithetsgrad ved 530 nm. Vaskebadets vaskekraft ble fastslått etter differansemetoden som fremgår av fblgende ligning:

% MK = % ¥Gg - % WGbhvori

% WK = % vaskekraft

% WGg= % hvithetsinnhold i det vaskede stoff % WGb= % hvithetsinnhold i uvasket stoff

De i proverekke A fastslåtte vaskeeffekter repre-senteres ved kurve A på fig. 1.

I ytterligere proverekker B, C, D og E ble det gått frem analogt proverekke A, imidertid var mengden bare av ADP endret resp. ble det sett bort fra tilsetning av ADP. I en proverekke F ble det istedenfor ADP anvendt 1,3,5-tri-karboksypentan-3-fosfonsyre. Her utgjorde ADP-innhold i

De i proverekkene B, C, D, E og F fastslåtte vaskeeffekter vises ved kurvene B, C, D, E og F på fig. 1.

Ved å sammenligne kurvene på fig. 1 sees tydelig at tilsetning av ADP til byggerkomponenten NTPP gir en tydelig forbedring av vaskekraften. Videre sees at ADP har en omtrent dobbelt så hby virkning som 1,3,5-trikarboksy-pentan-3-fosfonsyre pr. gram anvendt mengde.

Eksempel 2

Det ble gått frem analogt eksempel 1, idet det imidlertid istedenfor ADP ble anvendt /N-bis-(karboksymetyl)amino7 - metan-difosfonsyre (MDP). MDP-mengden utgjorde i

De i proverekkene G, H og I oppnådde vaskeeffekter gjengis ved kurvene G, H og I på fig. 2. Til sammenligning er det dessuten inntegnet på fig. 2 kurvene av proverekkene D og E. Også i dette tilfelle bekreftes ved hjelp av kurveforlbpet det gode vaskeforhold av MDP.

Eksempel 3

Det ble gått frem analogt eksempel 1, imidertid istedenfor ADP pr. liter vaskebad ble det anvendt en blanding av 0,15 g ADP og 0,10 g MDP. De med blandingen som proverekke K gjorte vaskeforsbk forte de ved kurve.K på fig. 2 viste resultater.

Claims (7)

1. Vaske- og rensemidler, karakterisert ved at de inneholder omtrent 0,2-5 vekt-% av minst én forbindelse med den generelle formel (i)

hvori R betyr et H-atom eller en metylrest og R-^ betyr et H-atom eller et alkalimetall er et NH^ -ion.

2. Midler ifolge krav 1, karakterisert ved at de" inneholder i 0,2-5 vekt-% av minst én forbindelse med den generelle formel (I) 15 -30 vekt-% av et alkalitrifosfat 6 -25 yekt-% av minst ett tensid samt 30 -78,8 vekt-% av minst ett vaskehjelpe- eller tilsetningstoff.

3. Midler ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de inneholder natriumtripolyfosfat.

4. Midler ifolge krav 1-3, karakterisert ved at de inneholder et anionisk, kationisk, zwitterionisk, amfolytisk eller ikke-ionogent tensid.

5. Middel ifolge krav 4, karakterisert v ed at ; ]tensidet er dodecylbenzensulfonat eller med 11 mol etylenoksyd etoksylert talgfettalkohol eller herdet talgsåpe.

6. Midler ifolge krav 1- 5, karakterisert ved at det som vaskehjelpe- eller tilsetningsstoffer inneholder alkali- eller ammoniumsalter av svovelsyre, kiselsyre, karbonsyre, borsyre, hydroksyalkylen- eller aminoalkylenfosfonsyre samt blekemidler, stabilisatorer for peroksydforbindelser og vannopploselige organiske kompleksdannere.

7. Midler ifolge krav 6, karakterisert ved at de ]som vaskehjelpe- eller tilsetningsstoffer inne holder magnesiumsilikat, natriumsilikat, natriumperborat-tetrahydrat, natriumsulfat eller karboksymetylcellulose.