WO1997031148A1

WO1997031148A1 - Reduktive bleichmittel

Info

Publication number: WO1997031148A1
Application number: PCT/EP1997/000697
Authority: WO
Inventors: Teresa Copete Vidal; Emili Brau Balague
Original assignee: Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1997-08-28
Also published as: DE19606620A1; DE19606620C2; EP0885324A1; US6133219A

Abstract

Es werden neue reduktive Bleichmittel für die alkalische Behandlung von gefärbtem Baumwollgewebe, insbesondere Blue Jeans vorgeschlagen, enthaltend (a) 80 bis 90 Gew.-% Glucose, (b) 1 bis 5 Gew.-% nichtionische Tenside und (c) 5 bis 20 Gew.-% anorganische und/oder organische Puffersalze. Die Zubereitungen zeichnen sich nicht nur durch eine äußerst effektive Bleichwirkung aus, sondern sind zudem frei von chlorhaltigen Verbindungen.

Description

Reduktive Bleichmittel

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft reduktive Bleichmittel mit einem Gehalt an Glucose, nichtionischen Tensiden und Puffersalzen, ein Verfahren zur alkalischen Bleiche von gefärbtem Baumwollgewebe sowie die Verwen¬ dung der Zubereitungen als reduktive Bleichmittel.

Stand der Technik

Die Weltproduktion von Jeans beträgt jährlich mehrere Millionen Stück. Ein guter Teil dieser Menge wird einem künstlichen Alterungsprozeß unterzogen, bei dem man die Jeans zusammen mit Steinen in einer Waschflotte behandelt und dabei zwar einerseits abnutzt., gleichzeitig aber auch den Weichgriff verbessert und somit den Tragekomfort steigert. Die mit der Abnutzung verbundene statistische Aus¬ waschung von Farbe wird im übrigen vom Verbraucher häufig gewünscht (,,stonewash"-Effekt). Ein wei¬ terer Wunsch des Kunden geht in eine ähnliche Richtung, nämlich den Stoff auszubleichen und ge¬ braucht erscheinen zu lassen. Hierzu werden die Gewebe in der Regel mit alkalischen Hypochlorit¬ laugen oder Wasserstoffperoxid behandelt. Die genannten Bleichmittel sind in ihrer Anwendung zwar äußerst effektiv, besitzen jedoch auch erhebliche Nachteile. So führt die Verwendung von Hypochlo- riten zu einer sehr beträchtlichen AOX-Belastung des Abwassers, die Verwendung von Wasserstoff¬ peroxid ist insbesondere bei Einsatz konzentrierter Lösungen nur mit erheblichem Aufwand für die Ex¬ plosionssicherung möglich. Sowohl Hypochlorit als auch Wasserstoffperoxid bleichen das Gewebe zudem nicht nur, sondern schädigen es unselektiv, so daß im Zuge der Bleiche in der Regel 10 bis 15 von 100 Blue Jeans ausgemustert werden müssen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-A1 4306827 (Rotta) ist ein Verfahren zur Bleiche von mit Küpenfarbstoffen behandelten Textilien, vorzugsweise Denim-Gewebe bekannt, bei dem man Glucose als Reduktionsmittel in alkalischer Lösung einsetzt. Gegenüber der Behandlung mit Hypochlorit kann damit zwar die Ausschußquote deutlich verringert werden, ohne daß jedoch ein vollends befriedigendes Ergebnis erzielt wird. Des weiteren lassen Farbaufhellung und insbesondere Weichgriff der Gewebe weiter zu wünschen übrig.

Die Aufgabe der Erfindung hat daher darin bestanden, Bleichmittel zur Verfügung zu stellen, die frei von den geschilderten Nachteilen sind.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung sind reduktive Bleichmittel für die alkalische Behandlung von gefärbtem Baumwollgewebe, enthaltend

(a) 80 bis 90, vorzugsweise 82 bis 88 Gew.-% Glucose,

(b) 1 bis 5, vorzugsweise 2 bis 4 Gew.-% nichtionische Tenside und

(c) 5 bis 20, vorzugsweise 10 bis 15 Gew.-% anorganische und/oder organische Puffersalze,

mit der Maßgabe, daß sich die Angaben zu 100 Gew.-% ergänzen.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Zubereitungen nicht nur ökotoxi¬ kologisch unbedenklich sind, sondern gefärbtes Baumwollgewebe unter alkalischen Bedingungen leicht bleichen, ohne daß es zu Korrosionsproblemen in den Anlagen und einer Beeinträchtigung der Faser¬ qualität kommt. Die Ausschußquote bei den behandelten Textilien liegt unterhalb von 2 %. Es werden Textilien mit ausgezeichneter Farbaufhellung und sehr gutem Weichgriff erhalten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur reduktiven Bleiche von gefärbtem Baumwollgewebe, bei dem man das Gewebe bei einem pH-Wert im Bereich von 13 bis 14 mit einer Zubereitung behandelt, enthaltend

(a) 80 bis 90, vorzugsweise 82 bis 88 Gew.-% Glucose,

(b) 1 bis 5, vorzugsweise 2 bis 4 Gew.-% nichtionische Tenside und

mit der Maßgabe, daß sich die Angaben zu 100 Gew.-% ergänzen. Nichtionische Tenside

Typische Beispiele für nichtionische Tenside, die im Sinne der Erfindung als Komponente (b) in Be¬ tracht kommen, sind Fettalkoholpolyglycolether, Alkylphenolpolyglycolether, Fettsäurepolyglycolester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolyglycolether, alkoxylierte Triglyceride, Mischether bzw. Mischformale, Alk(en)yloligoglykoside, Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide, Proteinhydrolysate (ins¬ besondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), Polyolfettsäureester, Zuckerester, Sorbitanester, Polysorbate und Aminoxide. Sofern die nichtionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen. Bei den genannten Tensiden handelt es sich ausschließlich um bekannte Verbindungen. Hinsichtlich Struk¬ tur und Herstellung dieser Stoffe sei auf einschlägige Übersichtsarbeiten beispielsweise J.Falbe (ed.), "Surfactants in Consumer Products", Springer Verlag, Berlin, 1987, S. 54-124 oder J.Falbe (ed.), "Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive", Thieme Verlag, Stuttgart, 1978, S. 123-217 ver¬ wiesen. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Alkyl- und/ oder Alkenyloligoglykosiden, Fettsäure-N- alkylpoiyhydroxyalkylamiden und insbesondere Fettalkoholpolyglycolethem in Mengen von 2 bis 4 Gew.-% - bezogen auf die Zubereitungen.

Alkyl- und/oder Alkenyloliqoqlykoside

Alkyl- und Alkenyloligoglykoside stellen bekannte nichtionische Tenside dar, die der Formel (I) folgen,

in der R¹ für einen Alkyl- und/oder Aikenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht. Sie können nach den einschlä¬ gigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden. Stellvertretend für das um¬ fangreiche Schrifttum sei hier auf die Schriften EP-A1-0301298 und WO 90/03977 verwiesen. Die Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlenstoff¬ atomen, vorzugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside. Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (I) gibt den Oligomerisierungsgrad (DP), d.h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte p = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyloligoglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligo¬ merisierungsgrad p von 1 ,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1 ,7 ist und insbe- sondere zwischen 1 ,2 und 1 ,4 liegt. Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R ¹ kann sich von primären Alkoholen mit 4 bis 11 , vor-zugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Butanol, Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise bei der Hydrierung von technischen Fettsäuremethylestem oder im Verlauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese erhalten werden. Bevorzugt sind Alkyl¬ oligoglucoside der Kettenlänge Cβ-Cio (DP = 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von technischem C_ö-Cι₀-Kokosfettalkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% C₁2- Alkohol verunreinigt sein können sowie Alkyloligoglucoside auf Basis technischer Cg_/n-Oxoalkohole (DP = 1 bis 3). Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R¹ kann sich ferner auch von primären Alkoholen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidyl- alkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol, Brassi- dylalkohol sowie deren technische Gemische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von gehärtetem Ci2/i4-Kokosalkohol mit einem DP von 1 bis 3.

Fettsäure-N-alkvIpoIvhydroxyalkvIamide

Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide stellen nichtionische Tenside dar, die der Formel (II) folgen,

I R²CO-N-[Z] (II)

in der R²CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R³ für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hydroxylgruppen steht.

Bei den Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamiden handelt es sich um bekannte Stoffe, die üblicher¬ weise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuckers mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylierung mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten werden können. Hinsichtlich der Verfahren zu ihrer Herstellung sei auf die US-Patentschriften US 1,985,424, US 2,016,962 und US 2,703,798 sowie die Internationale Patentanmeldung WO 92/06984 verwiesen. Eine Übersicht zu diesem Thema von H.Kelkenberg findet sich in Tens. Surf. Det. 25, 8 (1988). Vorzugsweise leiten sich die Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkyl- amide von reduzierenden Zuckern mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere von der Glucose ab. Die bevorzugten Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide stellen daher Fettsäure-N-alkylglucamide dar, wie sie durch die Formel (III) wiedergegeben werden:

I I I I

R2CO-N-CH2.CH-CH-CH-CH-CH2OH (III)

I

OH

Vorzugsweise werden als Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide Glucamide der Formel (III) einge¬ setzt, in der R³ für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe steht und R²CO für den Acylrest der Capron- säure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsaure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearin¬ säure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure oder Erucasäure bzw. derer technischer Mischungen steht. Besonders bevorzugt sind Fettsäure-N-alkylglucamide der Formel (III), die durch reduktive Aminierung von Gluco¬ se mit Methylamin und anschließende Acylierung mit Laurinsaure oder Ci2/i4-Kokosfettsäure bzw. einem entsprechenden Derivat erhalten werden. Weiterhin können sich die Polyhydroxyalkylamide auch von Maltose und Palatinose ableiten.

Fettalkoholpolyglycolether

Fettalkoholpolyglycolether stellen nichtionische Tenside dar, die großtechnisch durch Anlagerung von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an primäre Alkohole hergestellt werden. Im Sinne der Erfindung ist der Einsatz von Fettalkoholpolyglycolethern der Formel (IV) bevorzugt, in der

I

R⁴0(CH₂CH0)_nH (IV)

in der R⁴ für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22, vorzugsweise 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R⁵ für Wasserstoff oder eine Methylgruppe und n im Fall von Wasserstoff für Zahlen von 20 bis 50 und im Fall von Methyl für 1 bis 2 steht. Typische Beispiele sind Anlage¬ rungsprodukte von 25 bis 30 Mol Ethylenoxid bzw. 1 bis 2 Mol Propylenoxid an Capronalkohol, Caprylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Isotridecylalkohol, Myristylalkohol, Ce- tylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petrose- linylalkohol, Elaeostearylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol und Brassidylalkohol sowie deren technische Mischungen, die z.B. bei der Hochdruckhydrierung von techni¬ schen Methylestem auf Basis von Fetten und Ölen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese sowie als Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten Fettalkoholen anfallen. Bevorzugt sind Ethoxylate technischer Fettalkohole mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Cetearyl- oder Taigfettalkohol. Puffersalze

Als Puffersalze kommen vorzugsweise Alkali-, Erdalkali- und/oder Ammoniumhalogenide, -sulfate, -carbonate, -hydrogencarbonate, -phosphate, -hydrogenphosphate, -acetate, -lactate und/oder -citrate in Betracht. Typische Beispiele sind Natriumsulfat, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogenphosphat, Magnesiumacetat, Magnesiumlactylat und Kaliumeitrat. Neben den Salzen kommen auch freie Säuren, vorzugsweise Citronensäure als Puffer in Frage. Vorzugsweise werden die Puffersalze in Mengen von 12 bis 18 Gew.-% - bezogen auf die Zubereitungen - eingesetzt.

Weitere Inhaltsstoffe

Die erfindungsgemäßen Bleichmittel können als weitere Bestandteile Cellulasen enthalten, die die Bleichwirkung noch um den „stonewash-Effekt" ergänzen. Cellulasen (1 ,4-ß-D-Glucan-4-glucanohydro- lasen; EC 3.2.1.4.) stellen Enzymkomplexe dar, die am Abbau nativer Cellulose beteiligt sind. Vorzugs¬ weise werden natürlich solche Cellulasen eingesetzt, die auch ein Optimum ihrer Aktivität unter alka¬ lischen Bedingungen aufweisen. Ihr Anteil an den Bleichmitteln kann 1 bis 15 und vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-% betragen. Übersichten zur Wechselwirkung von Cellulasen mit Cellulose sind beispiels¬ weise von E.Hoshino in J. Biochem. 114, 230; 236 (1994), ibid. 115, 837 (1994) sowie J. Ferment. Bioeng. 77, 496 (1994) zu finden.

Reduktive Bleiche

Die Bleiche der Baumwollgewebe, bei dem es sich vorzugsweise um indigogefärbtes Denim handelt, wird vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 70 bis 98°C durchgeführt. Dazu stellt man eine Flotte mit einer Einwaage von etwa 3 bis 10 kg Gewebe auf 50 bis 100 I Wasser her und dosiert üblicherweise 0,5 bis 2, vorzugsweise 1 bis 1,5 kg des erfindungsgemäßen Bleichmittels pro kg Gewebe zu. Die Bleichflotte wird durch Zugabe von Alkalihydroxiden, vorzugsweise konzentrierter Natriumhydroxidlösung, alkalisch, d.h. auf einen pH-Wert im Bereich von 13 bis 14 eingestellt, in der Regel etwa 30 bis 60 min bewegt und anschließend durch Zugabe von Mineralsäuren neutralisiert. Gewerbliche Anwendbarkeit

Die erfindungsgemaßen Zubereitungen zeichnen sich nicht nur durch ausgezeichnete reduktive Bleicheigenschaften gegenüber gefärbtem Baumwollgewebe aus, sie führen auch zu einer signifikant verminderten Schädigung der Stoffe. Gegenüber Produkten des Stands der Technik weisen sie ver¬ besserte ökotoxikologische Eigenschaften auf, sind weniger korrosiv und führen zu Geweben mit verbesserter Farbaufhellung und Weichgriff. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft daher ihre Verwendung als reduktive Bleichmittel für die Behandlung von gefärbtem Baumwollgewebe.

Beispiele

Beispiel 1

In einem V4A-Edelstahlbottich mit Rührer und einem Fassungsvermögen von 200 I wurden 160 I Wasser vorgelegt und auf 90°C erwärmt. Durch Zugabe von konzentrierter Natriumhydroxidlösung wurde ein pH-Wert von 14 eingestellt. In die alkalische Flotte wurden Blue Jeans mit einem Gesamt¬ gewicht von 8 kg gegeben. Anschließend wurden 1 kg eines Bleichmittels der folgenden Zusammen¬ setzung eindosiert:

85 Gew.-% Glucose, 2 Gew.-% Talgalkohol+25 EO und 13 Gew.-% Natriumsulfat.

Die Bleichflotte wurde 1 h gerührt und dann durch Zugabe von Mineralsäure neutralisiert. Die Blue Jeans wurden der Flotte entnommen und zunächst mit Wasser, dann mit einem handelsüblichen Vollwaschmittel bei 40°C gewaschen. Die Gewebe zeigten eine gleichmäßige Aufhellung, ohne daß die mechanischen Eigenschaften, insbesondere was die Reißfähigkeit im Bereich der Nähte angeht, beein¬ trächtigt waren. Bezogen auf 100 Blue Jeans ergab sich infolge mangelnder Reißfestigkeit im Bereich der Nähte eine Ausschußquote von 1 %. Der Weichgriff der Jeans wurde von einem Panel bestehend aus 6 geschulten Personen auf einer Skala von 1 (= sehr weich) bis 4 (= hart) bewertet. Als Mittelwert von 3 Messungen ergab sich für das erfindungsgemäße Beispiel ein Wert von 1 ,4.

Beispiele 2 und 3

Beispiel 1 wurde unter Einsatz eines Bleichmittels bestehend aus 83 Gew.-% Glucose, 7 Gew.-% Kokosalkyloligoglucosid bzw. Laurinsäure-N-methylglucamid, 8 Gew.-% Natriumeitrat und 2 Gew.-% Natriumperborat wiederholt. Die Blue Jeans zeigten in beiden Fällen ebenfalls eine gleichmäßige Farbaufhellung und dazu noch einen verbesserten Weichgriff.

Verqleichsbeispiel V1

Beispiel 1 wurde unter Verwendung einer Mischung aus 85 Gew.-% Glucose und 15 Gew.-% Natrium¬ sulfat wiederholt. Bezogen auf 100 Blue Jeans ergab sich eine Ausschußquote von 5 % und ein Weichgriff von 2,9.

Claims

Patentansprüche

1. Reduktive Bleichmittel für die alkalische Behandlung von gefärbtem Baumwollgewebe, enthaltend

(a) 80 bis 90 Gew.-% Glucose,

(b) 1 bis 5 Gew.-% nichtionische Tenside und

(c) 5 bis 20 Gew.-% anorganische und/oder organische Puffersalze,

mit der Maßgabe, daß sich die Angaben zu 100 Gew.-% ergänzen.

2. Verfahren zur reduktiven Bleiche von gefärbtem Baumwollgewebe, bei dem man das Gewebe bei einem pH-Wert im Bereich von 13 bis 14 mit einer Zubereitung behandelt, enthaltend

(a) 80 bis 90 Gew.-% Glucose,

(b) 1 bis 5 Gew.-% nichtionische Tenside und

(c) 5 bis 20 Gew.-% anorganische und/oder organische Puffersalze,

mit der Maßgabe, daß sich die Angaben zu 100 Gew.-% ergänzen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man nichtionische Tenside einsetzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Fettalkoholpolyglycolethern, Alkyl- phenolpolyglycolethern, Fettsäurepolyglycolestern, Fettsäureamidpolyglycolethem, Fettaminpoly- glycolethern, alkoxylierten Triglyceriden, Mischethern, Alk(en)yloligoglykosiden, Fettsäure-N- alkyipolyhydroxyalkylamiden, Proteinhydrolysaten, Polyolfettsäureestem, Zuckerestern, Sorbitan¬ estern, Polysorbaten und Aminoxiden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Puffersalze ein¬ setzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Alkali-, Erdalkali- und/oder Am- moniumhalogeniden, -sulfaten, -carbonaten, -hydrogencarbonaten, -phosphaten, -hydrogenphos- phaten, -acetaten, -lactaten und/oder -citraten.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bleiche bei einer Temperatur im Bereich von 70 bis 98°C durchführt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zubereitungen in Mengen von 0,5 bis 2 kg pro kg Gewebe einsetzt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bleichflotte durch Zugabe von Alkalihydroxiden alkalisch einstellt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flotte nach der Bleiche durch Zugabe von Mineralsäuren neutralisiert.

9. Verwendung von Zubereitungen nach Anspruch 1 als reduktive Bleichmittel für die Behandlung von gefärbtem Baumwollgewebe.