[0001] Die Erfindung betrifft einen Textilentfärber, insbesondere für Haushaltszwecke, der
in wäßriger Lösung eine Entfärbeflotte für zu entfärbende Textilien bildet.
[0002] Textilentfärber werden im Haushalt zum Entfärben von Textilien in einer Entfärbeflotte
benutzt, um leichte Verfärbungen von Weißwäsche mit nicht farbechter Buntwäsche zu
korrigieren,
In gewerblichen Textilfärbereien dienen Entfärber zum Korrigieren sogenannter Fehlfärbungen
oder zum Erzeugen von Druckmustern.
[0003] Die üblichen Textilentfärber aus dem Haushaltsbereich und aus dem gewerblichen Bereich
enthalten als alleinige Komponente oder als Hauptwirkkomponente Natriumdithionit (auch
Natriumhydrosulfit genannt). Hierbei handelt es sich um das Natriumsalz der Dithionigen
Säure H₂S₂O₄. Diese Verbindung ist sehr instabil und gleichzeitig ein starkes Reduktionsmittel.
Der entfärbende Wirkungsmechanismus basiert auf der reduktiven Zerstörung der Farbmoleküle.
Eines der Hauptzerfallsprodukte von Natriumdithionit ist Schwefeldioxid, SO₂. Schon
die trockene Substanz neigt deutlich zum Zerfallen, wobei nicht unerhebliche Mengen
an Schwefedioxid freigesetzt werden. Dieses ist ein stechend riechendes und die Atemwege
stark reizendes Gas. Die maximale Arbeitsplatzkonzentration für SO₂ (MAK-Wert) liegt
bei 5 mg pro Kubikmeter Luft. Außerdem wirken wässrige Lösungen von SO₂ sowie weitere
Zerfallsprodukte des Natriumdithionits stark korrosiv, so daß bei Verwendung im Haushalt
häufig Metallteile von Wäschestücken korrodieren und Waschmaschinentrommeln aus Nichtedelstahl
angegriffen werden.
[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Textilentfärber
hauptsächlich für Haushaltszwecke zu schaffen, der bei Vermeidung der geschilderten
Nachteile dennoch ausreichend wirksam ist, um Verfärbungen von Weißwäsche durch nicht
farbechte Buntwäsche zu beseitigen, der eine ausreichend stabile sowie lagerfähige
Formulierung darstellt und der eine Anwendung auch bei relativ niedriger Temperatur
(kleiner als etwa 60 bis 70 Grad C) zuläßt.
[0005] Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich ein Textilentfärber der im Oberbegriff
von Anspruch 1 genannten Art durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs aufgeführten
Merkmale aus, nämlich durch ein Pulvergemisch mit Thioharnstoffdioxid als entfärbender
Wirkstoffkomponente, ferner mit Natriumcarbonat oder einem anderen wasserlöslichen
Carbonat oder Hydrogencarbonat der Alkalielemente als Alkaliträger und mit einem Entschäumer
zum Austragen von Sauerstoff aus der Entfärbeflotte oder mit einem Schaumverhüter
zum Verhindern von Sauerstoff in der Entfärbeflotte.
[0006] Bei Thioharnstoffdioxid handelt es sich um Formamidinsulfinsäure [(O₂S=C(NH₂)₂].
Dieser Wirkstoff ist in der gewerblichen Technik an sich seit langem bekannt und wird
ausschließlich bei höheren Temperaturen (ab 70 Grad C) und in Verbindung mit starken
Alkalien (normalerweise 20 % iger Natronlauge) insbesondere im Bereich der Papierindustrie
zur Aufbereitung und Entfärbung von Altpapieren verwendet.. Bei diesem Verfahren dürfen
Thioharnstoffdioxid und die starke Alkalie (Natriumhydroxid) erst unmittelbar vor
dem Entfärbungsprozeß in Lösung zusammengebracht werden, da anderenfalls eine starke
Reaktion und Zersetzung erfolgt. Für Haushaltszwecke ist dieses Verfahren vor allem
deshalb völlig ungeeignet, weil kein fertiges Produkt in Form einer stabilen und lagerfähigen
fertigen Formulierung vorliegt, starke Zersetzungen unvermeidbar sind und eine Anwendung
nur bei hohen Temperaturen (größer als etwa 70 Grad C) möglich ist.
[0007] Es ist ferner bekannt (DE-OS 38 31 098) zwei völlig getrennt zu lagernde Pulverkomponenten
vorzusehen, von denen die eine Thioharnstoffdioxid und die andere eine in wäßriger
Lösung alkalisch reagierende Substanz enthält. In diesem Zusammenhang wird ausdrücklich
darauf hingewiesen, daß die Pulverkomponenten erst unmittebar vor Gebrauch zur Bildung
einer Entfarbeflotte zusammengebracht werden dürfen.
[0008] In überraschender Weise ist es erfindungsgemäß gelungen, unter Anwendung von Thioharnstoffdioxid,
Natriumcarbonat oder einem anderen wasserlöslichen Carbonat oder Hydrogencarbonat
der Alkalielemente und einem Entschäumer bzw. Schaumverhüter einen sehr wirksamen,
ausreichend stabilen sowie lagerfähigen, auch bei vergleichsweise niedrigerer Temperatur
leicht und gefahrlos einsetzbaren Textilentfärber in Form einer fertigen Pulvermischung
insbesondere für Haushaltszwecke zu schaffen. Dabei sorgt der Entschäumer oder Schaumverhüter
dafür, daß möglichst viel Sauerstoff bzw. diesen enthaltende Luft aus der Entfärbeflotte
ausgetragen bzw. in der Entfärbeflotte vermieden wird, um einen optimalen Angriff
des Entfärbers an der verfärbten Faser zu ermöglichen. Das ist insbesondere deshalb
sehr vorteilhaft, weil Thioharnstoffdioxid (Formamidinsulfinsäure) sehr oxidationsempfindlich
ist und durch Luftsauerstoff in der Entfärbeflotte leicht zersetzt (und damit verbraucht)
wird. Auf diese Weise sorgt der Entschäumer bzw. Schaumverhüter dafür, daß stets ausreichend
viel Wirkstoff (Thioharnstoffdioxid) zur Verfügung steht und sich gute Entfärberesultate
erzielen lassen. Somit kann die Menge an Thioharnstoffdioxid in der lagerfähigen Pulvermischung
reduziert werden, was wiederum die langzeitstabile Lagerfähigkeit der Pulvermischung
begünstigt.
[0009] Entschäumer (Schaumzerstörer) sind solche Stoffe, die an der flüssig-gasförmigen
Grenzfläche von Gasbläschen einen geschlossenen Film bilden und Schaumbildner verdrängen,
ohne selbst Schaumbildner zu sein. In dem zu entgasenden Medium werden dadurch die
Gasbläschen und damit der Schaum zerstört, wodurch die Flüssigkeit entgast wird. Solchen
Entschäumern bzw. Schaumzerstörern sind auch in ihrer chemischen Struktur ähnelnde
Schaumverhüter gleichzusetzen, also Stoffe, die die Schaumbildung verhüten.
[0010] Im vorliegenden Fall werden also Entschäumer bzw. Schaumverhüter im wesentlichen
nur deshalb eingesetzt, damit in der Entfärbeflotte kein oder weniger Sauerstoff verbleibt,
der das Thioharnstoffdioxid zersetzen würde. Deshalb kann im Pulvergemisch ein kleinerer
Anteil an Thioharnstoffdioxid benutzt werden, was die Langzeitstabilität begünstigt.
[0011] Gemäß den Ansprüchen 2 und 3 werden vorzugsweise etwa 3 bis 20 oder 25 Gew. % Thioharnstoffdioxid
eingesetzt. In einem typischen Anwendungsfall wird beispielsweise ein Beutel, enthaltend
30 g fertiggemischte pulverförmige Entfärber-Mischung, in ca. 3 Liter warmem Wasser
aufgelöst. Wenn diese Entfärber-Mischung im Rahmen dieser Erfindung z.B. 20% Thioharnstoffdioxid
enthält, entspricht dies einer Menge von 6 g Thioharnstoffdioxid in 3 Liter Entfärber-Flotte;
somit enthält die gebrauchsfertige Entfärber-Flotte rund 0,2% Thioharnstoffdioxid.
Diese niedrigen Konzentrationen liegen weit unterhalb der Sättigungskonzentration
von Thioharnstoffdioxid (von ca. 3% bei 20 Grad C), so daß keine die Löslichkeit von
Thioharnstoffdixid fördernden Maßnahmen erforderlich sind. Diese geringen Einsatzmengen
sind für eine wirksame Textilentfärbung völlig ausreichend und vermindern die Materialkosten
sowie die Umweltbelastung.
[0012] Gemäß Anspruch 4 kann Natriumhydrogencarbonat als Ersatz für Natriumcarbonat verwendet
werden oder in einer Mischung mit diesem vorliegen.
[0013] Je nach Anwendungsfall und abhängig von den Einsatzmengen der übrigen Stoffe können
in der Pulverformulierung gemäß Anspruch 5 bis etwa 80 Gew.% Alkaliträger für die
entfärbende Wirkung von Thioharnstoffdioxid eingesetzt werden. Die hierdurch gelieferte
Alkalität ist völlig ausreichend, und ein Einsatz starker Alkalien, wie von 20%-iger
Natronlauge beim Stand der Technik in der gewerblichen Färbereitechnik, ist nicht
erforderlich und geradezu unerwünscht.
[0014] Da die prozentuale Zunahme der Alkalität der Entfärbeflotte mit der Zunahme der Menge
an Alkaliträger in der Pulvermischung abnimmt (nichtlinearer Zusammenhang), können
die Menge an Alkaliträger mit Rücksicht auf die Kosten sowie die Umweltbelastung vermindert
und die Verminderung durch einen Füllstoff ersetzt werden. Dieses erleichtert wegen
der hierdurch gleichbleibenden Gesamtmenge die Dosierbarkeit der übrigen Stoffe. Gemäß
den Ansprüchen 6 bis 8 können die Menge an Alkaliträger bis auf etwa 30 Gew.% gesenkt
und als Füllstoff beispielsweise wasserfreies Natriumsulfat eingesetzt werden. Andere
geeignete Füllstoffe sind handelsübliche Silicate insbesondere aus der Gruppe der
natürlichen oder synthetischen Zeolithe; die letzteren sind unter der Handelsbezeichnung
Wessalith bekannt. Auch durch die Verminderung der Menge an Alkaliträger verbessert
sich die Langzeitstabilität der erfindungsgemäßen Pulvermischung.
[0015] Gemäß den Ansprüchen 9 bis 11 können verschiedene Entschäumer bzw. Schaumverhüter
in einer relativ kleinen Menge (bis etwa 0,5 Gew.%) eingesetzt werden, die stets dafür
sorgen, daß möglichst viel Luft - und damit auch das Thioharnstoffdioxid oxidierender
Sauerstoff - aus der Entfärbeflotte ausgetragen bzw. in der Entfärbeflotte vermieden
wird.
[0016] In weiterer Ausgestaltung ist es gemäß den Ansprüchen 12 bis 14 bevorzugt, einen
Zusatz von Harnstoff (H₂N · CO · NH₂) zu verwenden, weil es sich in völlig überraschender
Weise gezeigt hat, daß dies zu einer besseren Entfärbung der behandelten Textilien
führt und ein helleres Weiß als ohne diesen Zusatz ergibt. Der diesbezügliche Wirkungszusammenhang
ist zur Zeit noch unbekannt. Es wird aber vermutet, daß der Harnstoff-Zusatz in die
für die Wirksamkeit des Thioharnstoffdioxids notwendige Zerfallsreaktion eingreift
und ein zu schnelles Zerfallen von Thioharnstoffdioxid nach den Regeln der chemischen
Gleichgewichte verzögert, wodurch das Thioharnstoffdioxid während einer längeren Zeit
für den Entfärbungsvorgang zur Verfügung steht.
[0017] Die Verwendung von Harnstoff bei Entfärbungsprozessen mit Thioharnstoffdioxid ist
in einem anderen Zusammenhang an sich nicht neu und wird beispielsweise in der Textildrucktechnik
vorgenommen, um die geringe Wasserlöslichkeit von Thioharnstoffdioxid (ca. 3 Gew.%
bei 20 Grad C) zu erhöhen; dabei wirkt Thioharnstoffdioxid als hydrotropes Mittel,
das heißt als lösungsvermittelndes und lösungserhöhendes Mittel. Da bei der vorliegenden
Erfindung das Thioharnstoffdioxid in einer Konzentration angewendet wird, die um zirka
eine Zehnerpotenz unter der genannten Sättigungskonzentration liegt, und zwar etwa
im Bereich von ca. 0,05 bis 0,5%, war die bezüglich der Bleichwirkung positive Wirkung
von Harnstoff-Zusatz völlig überraschend.
[0018] Die Weiterbildung der Ansprüche 15 und 16 verbessert die Langzeitstabilität des Pulvergemisches.
[0019] Durch die Maßnahmen der Ansprüche 17 bis 20 ergibt sich ein noch besseres Arbeitsergebnis.
[0020] Gemäß Anspruch 21 kann die Langzeitstabilität des Pulvergemisches auch durch einen
Zusatz verbessert werden, der katalytisch aktive Schwermetallspuren bindet. Es ist
nämlich bekannt, daß Schwermetalle (wie Kupfer, Zink, Mangan, Eisen, Nickel, Chrom
etc.), auch wenn sie nur in Spuren anwesend sind, chemische Reaktionen katalytisch
beschleunigen können, im vorliegenden Fall die Zersetzung von Thioharnstoffdioxid,
besonders in der wäßrigen Entfärbeflotte. Es war überraschend, daß die Anwesenheit
von schwermetallbindenden Substanzen auch das trockene erfindungsgemäße Pulvergemisch
lagerstabiler macht. Dies ist möglicherweise so zu erklären, daß die Einleitung von
Zersetzungsreaktionen durch die Ausschaltung von katalytisch wirksamen Schwermetallspuren
reaktionskinetisch gehemmt wird.
[0021] Nach den Ansprüchen 22 bis 24 wird der Zusatz chemischer Komplexbildner beansprucht,
das heißt von chemischen Verbindungen, die in besonderer Weise Schwermetallspuren
so fest in ihr Molekül einbinden, daß sie für andere Reaktionen (wie die Zersetzung
von Thioharnstoffdoxid) nicht mehr zur Verfügung stehen. Solche Schwermetallkomplexe
bildenden Verbindungen können nach Anspruch 23 Organophosphonsäuren sein, das heißt
organische Derivate der Phosphonsäure, wie Nitrilotris(methylenphosphonsäure), oder
1-Hydroxyalkan-1,1-diphosphonsäure und deren Alkali- und Erdalkalisalze. Auch die
komplexbildenden Aminocarbonsäuren sowie deren Alkali- und Erdalkalisalze können für
den erfindungsgemäßen Zweck eingesetzt werden, beispielsweise Salze der Ethylendiamintriessigsäure,
Diethylentriaminpentaessigsäure, N-(2-Hydroxyethyl)-ethylendiaminotriessigsäure, welche
als Handelsprodukte erhältlich sind.
[0022] Gemäß Anspruch 25 können als schwermetallbindende Substanzen auch solche verwendet
werden, die Ionenaustausch-Eigenschaften haben, das heißt Verbindungen, welche beispielsweise
Alkali-Ionen abgeben im Austausch gegen Schwermetall-Ionen, wodurch letztere nicht
mehr für andere Reaktionen, wie Zersetzungsvorgänge, zur Verfügung stehen. Solche
Substanzen sind im Handel erhältlich; besonders vorteilhaft können hier natürliche
oder künstliche Zeolithe eingesetzt werden, die gleichzeitig als Füllstoff dienen,
wie vorstehend bereits beschrieben und in den Ansprüchen 6 bis 8 beansprucht.
[0023] Die Weiterbildungen der Ansprüche 26 und 27 führen zu einer weiteren Verbesserung
des Entfärbevorgangs.
[0024] In praktischen Versuchen hat sich ein spezieller Textilentfärber gemäß Anspruch 28
bezüglich seiner Langzeitstabilität und seiner Entfärbewirksamkeit als besonders vorteilhaft
erwiesen.
[0025] Der erfindungsgemäße Textilentfärber ist wegen des lagerstabilen Pulvergemisches
ausgesprochen anwendungsfreundlich, führt zu einem guten Entfärbeergebnis auch bei
niedrigen Temperaturen und reduziert die Umweltbelastung. Er hat sich in diversen
praktischen Versuchen als sehr vorteilhaft erwiesen.
[0026] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind diverse Abwandlungen bezüglich der einzelnen
Zusatzstoffe und der Gemischanteile möglich.
1. Textilentfärber, insbesondere für Haushaltszwecke, der in wäßriger Lösung eine Entfärbeflotte
für zu entfärbende Textilien bildet,
gekennzeichnet durch
ein lagerfähiges Pulvergemisch mit Thioharnstoffdioxid als entfärbender Wirkstoffkomponente,
ferner mit Natriumcarbonat oder einem anderen wasserlöslichen Carbonat oder Hydrogencarbonat
der Alkalielemente als Alkaliträger
und mit einem Entschäumer zum Austragen von Sauerstoff aus der Entfärbeflotte oder
mit einem Schaumverhüter zum Verhindern von Sauerstoff in der Entfärbeflotte.
2. Textilentfärber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch bis
maximal etwa 20-25 Gew.% Thioharnstoffdioxid enthält.
3. Textilentfärber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch
minimal etwa 3 Gew.% Thioharnstoffdioxid enthält.
4. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Pulvergemisch als Alkaliträger Natriumhydrogencarbonat enthält.
5. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, daß das Pulvergemisch bis maximal
etwa 80 Gew.% Alkaliträger, wie Natriumcarbonat, enthält.
6. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Pulvergemisch einen verminderten Gehalt an Alkaliträger, wie Natriumcarbonat, und
einen die Verminderung berücksichtigenden Gehalt an Füllstoff enthält.
7. Textilentfärber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch als
Füllstoff wasserfreies Natriumsulfat enthält.
8. Textilentfärber nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch
bis etwa 30 Gew.% Alkaliträger, wie Natriumcarbonat, und bis etwa 30-50 Gew.% Füllstoff,
wie Natriumsulfat, enthält.
9. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Entschäumer oder Schaumverhüter ein Silicon, wie Siloxan, ist.
10. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Entschäumer oder Schaumverhüter aus folgenden Stoffklassen stammt: Langkettige Alkohole,
hochpolymere Glykole, Fettsäurepolyglykolester, Triakylmethylamine.
11. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Pulvergemisch bis etwa 0,5 Gew.% Entschäumer oder Schaumverhüter enthält.
12. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
Pulvergemisch einen die Entfärbewirksamkeit begünstigenden Zusatz von Harnstoff enthält.
13. Textilentfärber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch bis
etwa 30 Gew.% Harnstoff enthält.
14. Textilentfärber nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß Thioharnstoffdioxid
in einer in der Entfärbeflotte unter seiner Sättigungskonzentration von etwa 3% liegenden
Konzentration vorliegt, wie bei einer Konzentration von etwa 0,05 bis 0,5%.
15. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
Pulvergemisch als Alkaliträger wasserfreies Natriumcarbonat enthält.
16. Textilentfärber nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch bis auf einen Wassergehalt
von weniger als 0,1% getrocknetes Natriumcarbonat als Alkaliträger.
17. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das
Pulvergemisch einen optischen Aufheller enthält.
18. Textilentfärber nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch etwa
0,05 bis 0,5 Gew.% an optischem Aufheller enthält.
19. Textilentfärber nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Zusatz an optischem Aufheller
von bis zu etwa 0,1 Gew.%.
20. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 17 bis 19, gekennzeichnet durch einen optischen
Aufheller aus der Gruppe der Stilbene.
21. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch einen Zusatz,
der katalytisch aktive Schwermetallspuren bindet.
22. Textilentfärber nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz ein chemischer
Komplexbildner ist.
23. Textilentfärber nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch einen chemischen Komplexbildner
vom Typ der Organophosponsäuren sowie deren Alkali- und Erdalkalisalze oder der komplexbildenden
Aminocarbonsäuren sowie deren Alkali- und Erdalkalisalze.
24. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das
Pulvergemisch maximal etwa 2 Gew.% an Komplexbildner enthält.
25. Textilentfärber nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz ein Stoff
mit Ionenaustausch-Eigenschaften ist.
26. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 25, gekennzeichnet durch einen Zusatz
an oberflächenaktivem Stoff.
27. Textilentfärber nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der oberflächenaktive
Stoff ein Netzmittel, ein Emulgator oder ein Dispergiermittel ist.
28. Textilentfärber nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das
Pulvergemisch etwa 10-15 Gew.% Thioharnstoffdioxid, etwa 25 Gew.% Natriumcarbonat,
etwa 0,5 Gew.% Entschäumer, etwa 30 Gew.% Harnstoff, etwa 20-25 Gew.% Füllstoff, wie
Natriumsulfat, etwa 10 Gew.% oberflächenaktive Stoffe und etwa 0,5 Gew.% optischen
Aufheller enthält.