[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Fasern wasserunlöslicher Polyamide
als farbübertragungsinhibierende Wirkstoffe beim Waschen und/oder Reinigen von Textilien
sowie Wasch- oder Reinigungsmittel, welche derartige Fasern enthalten.
[0002] Wasch- und Reinigungsmittel enthalten neben den für den Wasch- und Reinigungsprozess
unverzichtbaren Inhaltsstoffen wie Tensiden und Buildermaterialien in der Regel weitere
Bestandteile, die man unter dem Begriff Waschhilfsstoffe zusammenfassen kann und die
so unterschiedliche Wirkstoffgruppen wie Schaumregulatoren, Vergrauungsinhibitoren,
Bleichmittel, Bleichaktivatoren und Enzyme umfassen. Zu derartigen Hilfsstoffen gehören
auch Substanzen, welche verhindern sollen, dass gefärbte textile Flächengebilde nach
der Wäsche einen veränderten Farbeindruck hervorrufen. Diese Farbeindrucksveränderung
gewaschener, das heißt sauberer, Textilien kann zum einen darauf beruhen, dass Farbstoffanteile
durch den Waschbeziehungsweise Reinigungsprozess vom Textil entfernt werden ("Verblassen"),
zum anderen können sich von andersfarbigen Textilien abgelöste Farbstoffe auf dem
Textil niederschlagen ("Verfärben"). Für das Reinigen harter Oberflächen gilt sinngemäß
das gleiche. Der Verfärbungsaspekt kann auch bei ungefärbten Wäschestücken eine Rolle
spielen, wenn diese zusammen mit farbigen Wäschestücken gewaschen werden. Um diese
unerwünschten Nebeneffekte des Entfernens von Schmutz von Textilien durch Behandeln
mit üblicherweise tensidhaltigen wässrigen Systemen zu vermeiden, enthalten Waschmittel,
insbesondere wenn sie als sogenannte Color- oder Buntwaschmittel zum Waschen farbiger
Textilien vorgesehen sind, Wirkstoffe, die das Ablösen von Farbstoffen vom Textil
verhindern oder zumindest das Ablagern von abgelösten, in der Waschflotte befindlichen
Farbstoffen auf Textilien vermeiden sollen. Viele der üblicherweise zum Einsatz kommenden
- in der Regel wasserlöslichen - Polymere haben allerdings eine derart hohe Affinität
zu Farbstoffen, dass sie diese verstärkt von der gefärbten Faser ziehen, so dass es
bei ihrem Einsatz zu Farbverlusten kommt. Außerdem zeigen manche konventionellen Farbübertragungsinhibitoren
nur bei einigen Farbstoffklassen eine Leistung und können die Übertragung anderer
Farbstoffklassen nicht verhindern.
[0003] Aus der Patentanmeldung
DE 42 35 798 sind Copolymerisate aus N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylimidazol, N-Vinylimidazolium-Verbindungen
oder deren Mischungen, weiteren Stickstoff-haltigen, basischen ethylenisch ungesättigten
Monomeren und gegebenenfalls anderen monoethylenisch ungesättigten Monomeren und deren
Verwendung zur Inhibierung der Farbstoffübertragung während des Waschvorgangs bekannt.
In der Patentanmeldung
DE 196 21 509 werden Polymere mit einer mittleren molaren Masse über 50000 g/mol aus 5 bis 20 mol-%
N-Vinylimidazol oder 4-Vinylpyridin-N-oxid, 95 bis 50 mol-% N-Vinylpyrrolidon, N-Vinyloxazolidone,
Methyl-N-Vinylimidazol oder deren Mischungen und bis zu 30 mol-% anderer monoethylenisch
ungesättigter Monomere für diesen Zweck beschrieben. Aus der internationalen Patentanmeldung
WO 03/062362 sind wasserunlösliche Substrate, die Polyamide als Absorbermaterialien für teilchenförmigen
Schmutz tragen, bekannt. Die internationale Patentanmeldung
WO 2009/124908 beschreibt die Verwendung partikulärer wasserunlöslicher Polymere, darunter auch
Polyamid, zur Vermeidung der Übertragung von Textilfarbstoffen von gefärbten Textilien
auf ungefärbte oder andersfarbige Textilien bei deren gemeinsamer Wäsche in insbesondere
tensidhaltigen wässrigen Lösungen. Aus der internationalen Patentanmeldung
WO 2009/127587 ist bekannt, dass poröse Polyamidpartikel mit bestimmtem Partikeldurchmesser und
bestimmter Partikeldurchmesserverteilung, bestimmter spezifischer Oberfläche, bestimmter
Ölabsorptionskapazität und Kristallinität die Übertragung von Textilfarbstoffen von
gefärbten Textilien auf ungefärbte oder andersfarbige Textilien bei deren gemeinsamer
Wäsche in insbesondere tensidhaltigen wässrigen Lösungen vermeiden.
[0004] Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich eine besonders gute Farbübertragungsinhibierung
durch den Einsatz von wasserunlöslichen Polyamiden dann ergibt, wenn diese in Form
von Fasern mit geringem Faserdurchmesser vorliegen.
[0005] Ein Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von aus wasserunlöslichem Polyamid
bestehenden Fasern, deren mittlerer Durchmesser (Zahlenmittel) nicht mehr als 2 µm
beträgt, zur Vermeidung der Übertragung von Textilfarbstoffen von gefärbten Textilien
auf ungefärbte oder andersfarbige Textilien bei deren gemeinsamer Wäsche in insbesondere
tensidhaltigen wässrigen Lösungen.
[0006] Die Erfindung betrifft auch die zuvor genannten Polyamidfasern an sich, insofern
diese basische Aminogruppen und gegebenenfalls Carboxylgruppen aufweisen, wobei im
Mittel der Gehalt an Aminogruppen den Gehalt an Carboxylgruppen überwiegt. Des weiteren
betrifft die Erfindung Flächengebilde, die diese Polyamidfasern enthalten und insbesondere
aus diesen bestehen.
[0007] Als wasserunlöslich werden in diesem Zusammenhang Polyamide verstanden, deren Löslichkeit
in Wasser unter 3 g/l, vorzugsweise unter 1 g/l und insbesondere unter 0,1 g/l bei
25 °C beträgt.
[0009] Der mittlere Durchmesser (Zahlenmittel) der erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß
verwendeten Polyamidfasern, bei denen es sich insbesondere um Nano- und/oder Mesofasern
handelt, liegt vorzugsweise im Bereich von 1 nm bis 1500 nm, besonders bevorzugt im
Bereich von 10 nm bis 1000 nm, insbesondere im Bereich von 20 nm bis 500 nm und speziell
im Bereich von 50 nm bis 250 nm. Unter Nanofasern oder Mesofasern werden hier Fasern
verstanden, deren Durchmesser zumindest nicht über 800 nm und in der Regel nicht über
500 nm liegt.
[0010] Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Polyamidfasern ist in der Regel größer
als 10, insbesondere größer als 50 und liegt in der Regel im Bereich von 10 bis 100000,
vorzugsweise im Bereich von 50 bis 50000 und besonders bevorzugt im Bereich von 100
bis 10000.
[0011] Die Polyamidfasern können in Form eines Flächengebildes verwendet werden. Entsprechend
bevorzugter Ausführungsformen handelt es sich bei dem Flächengebilde um ein Vlies
oder ein Gewebe. Unter einem Vlies wird in diesem Zusammenhang ein Flächengebilde
verstanden, das Fasern beinhaltet, die räumlich zueinander vollständig oder überwiegend
in regelloser Form angeordnet sind. Demgegenüber sind die Fasern in Flächengebilden,
die hierin als Gewebe bezeichnet werden, vollständig oder überwiegend regelmäßig zueinander
angeordnet, was im Allgemeinen durch das Herstellungsverfahren, insbesondere Weben,
bedingt ist.
[0012] Die Vliese und Gewebe können eine oder mehrere Gruppen von Polyamidfasern enthalten,
die sich hinsichtlich der Dimensionen der Fasern, insbesondere ihres mittleren Durchmessers,
hinsichtlich der Polyamide, aus denen die Fasern bestehen, insbesondere deren mittlerer
Molekulargewichte sowie der Art und des Verhältnisses der Monomeren, aus denen sie
aufgebaut sind, und/oder hinsichtlich des Umstands, ob ein Polyamid oder mehrere verschiedene
in den Fasern vorliegen, unterscheiden.
[0013] Außerdem können die Vliese und Gewebe ausschließlich aus den Polyamidfasern der Erfindung
aufgebaut sein oder zusätzlich konventionelle, dem Fachmann bekannte Fasern enthalten.
Es ist zum Beispiel möglich, dass sie aus einer Mischung von konventionellen Fasern
und den Polyamidfasern aufgebaut sind. Zusätzlich können die Vliese und Gewebe weitere
Komponenten enthalten, bei denen es sich nicht um Fasern handelt, die ein Fachmann
aber als Bestandteil von konventionellen Vliesen und Geweben gegebenenfalls in Betracht
ziehen würde.
[0014] Entsprechend einer weiteren Ausführungsform besteht das Flächengebilde aus einem
flächigen Träger, auf dem die Polyamidfasern der Erfindung angeordnet sind. Der Träger
kann aus jedem dem Fachmann bekannten Material bestehen, das sich in eine flächige
Form bringen lässt. Beispielsweise kann es sich bei dem Träger um ein Gewebe oder
Vlies konventioneller Art handeln, oder um eine feste Oberfläche, wie etwa einer Glasplatte,
oder um eine polymerhaltige Schicht oder einen polymerhaltigen Film, wobei als Polymere
zum Beispiel Polypropylen, Polyester, Polyamid oder Cellulose verwendet werden können.
Die Polyamidfasern können in beliebiger Weise auf dem flächigen Träger angeordnet
sein, beispielsweise in Form der zuvor beschriebenen Vliese oder Gewebe. Falls das
erfindungsgemäße Flächengebilde einen flächigen Träger umfaßt, liegt der Gewichtsanteil
der Polyamidfasern, bezogen auf das Gesamtgewicht des Flächengebildes, typischerweise
im Bereich von 1 bis 60 %, bevorzugt im Bereich von 3 bis 40 % und insbesondere im
Bereich von 5 bis 24 %.
[0015] Die erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß verwendeten Polyamidfasern weisen eine
BET-Oberfläche im Bereich von normalerweise 0,01 g/m
2 bis 200 g/m
2, vorzugweise im Bereich von 1 bis 100 g/m
2, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 70 g/m
2 und insbesondere im Bereich von 5 bis 50 g/m
2 auf.
[0016] Die Polyamide, aus denen die erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß verwendeten Polyamidfasern
gebildet sind, haben in der Regel ein zahlenmittleres Molekulargewicht (M
n) im Bereich von 500 g/mol bis 100000 g/mol, vorzugsweise von 500 g/mol bis 75000
g/mol und insbesondere von 1000 g/mol bis 50000 g/mol. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht
(M
w) liegt üblicherweise im Bereich von 1000 g/mol bis 300000 g/mol, vorzugsweise von
1500 g/mol bis 150000 g/mol und insbesondere von 2000 g/mol bis 100000 g/mol. Der
die Molekulargewichtsverteilung charakterisierende Polydispersitätsindex M
w/M
n ist typischerweise eine Zahl im Bereich von 1 bis 10, vorzugsweise im Bereich von
1,5 bis 5 und insbesondere im Bereich von 2 bis 4.
[0017] Die die erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß verwendeten Polyamidfasern bildenden
Polyamide weisen in der Regel wenigstens 40 mmol/kg, vorzugsweise wenigstens 50 mmol/kg,
besonders bevorzugt wenigstens 75 mmol/kg und insbesondere wenigstens 100 mmol/kg
basische Aminogruppen auf. Als basische Aminogruppen werden solche verstanden, die
sich mittels Titration mit wässriger Salzsäurelösung bestimmen lassen.
[0018] Die die erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß verwendeten Polyamidfasern bildenden
Polyamide weisen üblicherweise weniger als 150, vorzugsweise weniger als 100 mmol/kg,
insbesondere weniger als 50 mmol/kg und speziell weniger als 40 mmol/kg freie Carboxylgruppen
auf. Dementsprechend verfügen die Polyamide über Aminogruppen und gegebenenfalls Carboxylgruppen
vorzugsweise in solcher Zahl, dass der Gehalt an Aminogruppen den Gehalt an Carboxylgruppen
im Mittel überwiegt. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform weisen die die
Polyamidfasern bildenden Polyamide einen Gehalt an Carboxylgruppen auf, der kleiner
als 100 meq/kg ist und wenigstens 5 meq/kg und insbesondere wenigstens 10 meq/kg unter
dem Gehalt an Aminogruppen liegt, wobei hinsichtlich des Gehalts an Aminogruppen die
Maßeinheiten meq/kg und mmol/kg gleichbedeutend sind.
[0019] Zudem beträgt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung das Verhältnis von terminalen
Aminogruppen zu terminalen Carboxylgruppen der Polyamide in der Regel wenigstens 0,8,
vorzugsweise wenigstens 1, besonders bevorzugt wenigstens 1,2, insbesondere wenigstens
1,5 und liegt typischerweise im Bereich von 0,8 bis 2, vorzugsweise im Bereich von
1,2 bis 1,9 und insbesondere im Bereich von 1,5 bis 1,8.
[0020] Die die erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß verwendeten Polyamidfasern bildenden
Polyamide bestehen im Wesentlichen aus aliphatischen und gegebenenfalls cycloaliphatischen
und/oder aromatischen Struktureinheiten, und bevorzugt aus aliphatischen und gegebenenfalls
cycloaliphatischen Struktureinheiten. Die Monomereinheiten, aus denen die Polyamide
vorzugsweise aufgebaut sind, umfassen daher im Wesentlichen entweder solche, die sich
von aliphatischen oder cycloaliphatischen Diaminen und aliphatischen oder cycloaliphatischen
Dicarbonsäuren ableiten oder solche, die sich von ω-Aminocarbonsäuren oder deren Lactamen
ableiten. Neben diesen bifunktionellen Monomereinheiten können zusätzlich noch solche
vorliegen, die sich von Monomeren mit weiteren Amino- oder Carboxylgruppen ableiten,
wie etwa Triamine oder Diaminocarbonsäuren.
[0021] Eine weitere zur Charakterisierung der Polyamide geeignete Größe ist das Molverhältnis
von Amino- zur Carboxylgruppen, einschließlich der zur Amidbildung befähigten derivatisierten
Amino- und Carboxylgruppen, in der Gesamtheit der Monomere, die den Polyamiden zugrunde
liegen. Typischerweise liegt dieses Molverhältnis im Bereich von 0,8:1 bis 15:1, vorzugsweise
im Bereich von 1:1 bis 12:1 und insbesondere im Bereich von 1,05:1 bis 10:1.
[0022] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die die Polyamidfasern bildenden
Polyamide wenigstens zwei voneinander verschiedene Polyamide PA1 und PA2, die sich
bezüglich des Gehalts an Aminogruppen, bezüglich des Molekulargewichts M
n oder bezüglich beidem unterscheiden. So hat ein bevorzugtes Polyamid PA1 einen Gehalt
an Aminogruppen von wenigstens 45 mmol/kg, insbesondere wenigstens 55 mmol/kg, oder
ein Molekulargewicht M
n im Bereich von 500 bis 25000 Dalton, insbesondere im Bereich von 500 bis 10000 Dalton,
oder beides. Ein bevorzugtes Polyamid PA2 hat demgegenüber einen Gehalt an Aminogruppen
im Bereich von 40 bis 100 mmol/kg, insbesondere im Bereich von 50 bis 75 mmol/kg,
oder ein Molekulargewicht M
n im Bereich von 1000 g/mol bis 500000 g/mol, insbesondere im Bereich von 1000 g/mol
bis 50000 g/mol, oder beides. Dabei ist vorzugsweise mindestens eine der beiden folgenden
Bedingungen erfüllt:
- Der Gehalt an Aminogruppen des Polyamids PA1 ist wenigstens 10 mmol/kg, insbesondere
wenigstens 5 mmol/kg größer als der des Polyamids PA2;
- Das Molekulargewicht Mn des Polyamids PA2 ist wenigstens 1000 g/mol, insbesondere wenigstens 500 g/mol höher
als das Molekulargewicht Mn des Polyamids PA1.
[0023] Die die Polyamidfasern bildenden Polyamide können als lineare oder verzweigte Polymere
vorliegen, die optional zusätzlich vernetzt sein können. Gemäß einer ersten bevorzugten
Ausführungsform sind die Polyamide verzweigt. Dabei sind die Verzweigungspunkte vorzugsweise
Stickstoffatome einer tertiären Aminogruppe oder einer zweifach substituierten Amidgruppe.
Der Verzweigungsgrad der Polyamide, sofern sie verzweigt sind, liegt typischerweise
im Bereich von 0,05 mol/kg bis 15 mol/kg, vorzugsweise im Bereich von 0,1 mol/kg bis
7,5 mol/kg und insbesondere im Bereich von 0,2 mol/kg bis 4 mol/kg. Gemäß einer zweiten
Ausführungsform sind die Polyamide linear. Gemäß einer dritten Ausführungsform sind
die Polyamide vernetzt.
[0024] Die die Polyamidfasern bildenden Polyamide sind vorzugsweise aus Monomeren hergestellt,
bei denen es sich um aliphatische und gegebenenfalls cycloaliphatische und/oder aromatische
Monomere handelt. Daraus ergibt sich, dass die Polyamide im Wesentlichen aus aliphatischen
Wiederholungseinheiten und gegebenenfalls cycloaliphatischen und/oder aromatischen
Wiederholungseinheiten bestehen. Dies ist so zu verstehen, dass die Molekülteile der
Polyamide, die die funktionellen Gruppen, also beispielsweise Aminogruppen und insbesondere
Carboxamid-Gruppen, miteinander verbinden, aliphatisch, cycloaliphatisch und/oder
aromatisch sind.
[0025] Bevorzugte Polyamide im Sinne dieser Erfindung sind im Wesentlichen aus Wiederholungseinheiten
der Formeln la und/oder Ib aufgebaut, gegebenenfalls umfassen sie zusätzlich Verzweigungseinheiten
der Formeln II und/oder II',
in denen
[0026] A ausgewählt wird aus Alkandiylresten mit 2 bis 20 C-Atomen, worin 1, 2, 3, 4 oder
5 nicht benachbarte CH
2-Gruppen durch eine entsprechende Anzahl NH-Gruppen ersetzt sein können, und/oder
worin 2 miteinander verknüpfte CH
2-Gruppen gemeinsam durch eine C
5-C
7-Cycloalkandiylgruppe ersetzt sein können, und Gruppen der Formel (A'-O)
p-A', worin A' für C
2-C
4-Alkandiyl steht, und p für eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 20 steht, wobei die
Wiederholungseinheiten A'-O gleich oder verschieden sein können, A' ausgewählt wird
aus Alkandiylresten mit 2 bis 20 C-Atomen, worin 1, 2, 3, 4 oder 5 nicht benachbarte
CH
2-Gruppen durch eine entsprechende Anzahl NH-Gruppen ersetzt sein können, und/oder
worin 2 miteinander verknüpfte CH
2-Gruppen gemeinsam durch eine C
5-C
7-Cycloalkandiylgruppe ersetzt sein können, B ausgewählt wird aus einer kovalenten
Bindung, Alkandiylresten mit 1 bis 20 C-Atomen, worin 2 miteinander verknüpfte CH
2-Gruppen gemeinsam durch eine C
5-C
7-Cycloalkandiylgruppe ersetzt sein können, und B' ausgewählt wird aus Alkandiylresten
mit 4 bis 20 C-Atomen.
[0027] Die Wiederholungseinheiten la und Ib gehen in der Regel auf die Polymerisierung von
Diaminen und Dicarbonsäuren oder von Aminocarbonsäuren oder deren Lactamen zurück,
während die Wiederholungseinheiten II und II', falls vorhanden, üblicherweise auf
eine Polymerisation in Gegenwart von Aminoverbindungen mit einer sekundären und zwei
primären Aminogruppen oder mit einer tertiären und drei primären Aminogruppen zurückzuführen
sind
[0028] Der Begriff "Alkandiylrest mit 2 bis 20 C-Atomen", wie hierin verwendet, bezeichnet
eine von einem geradkettigen oder verzweigten C
2-C
20-Alkan abgeleitete bivalente Gruppe, wie beispielsweise Methylen, 1,2-Ethandiyl, 1,2-Propandiyl,
1,3-Propandiyl, 1,2-Butandiyl, 1,3-Butandiyl, 1,4-Butandiyl, 2-Methyl-1,2-propandiyl,
1,6-Hexandiyl, 1,7-Heptandiyl, 1,9-Nonandiyl, 1,12-Dodecan-diyl.
[0029] Der Begriff "C
5-C
7-Cycloalkandiylgruppe", wie hierin verwendet, bezeichnet eine von einem Cycloalkan
mit 5 bis 7 C-Atomen abgeleitete bivalente Gruppe, wie beispielsweise 1,2-Cyclopentandiyl,
1,3-Cyclopentandiyl, 1,2-Cyclohexandiyl, 1,3-Cyclohexandiyl, 1,4-Cyclohexandiyl oder
1,4-Cycloheptandiyl.
[0030] In der Wiederholungseinheit der Formel la ist der Rest A vorzugsweise ausgewählt
aus C
2-C
10-Alkandiyl, C
5-C
20-Alkandiyl worin 1, 2, 3 oder 4 nicht benachbarte CH
2-Gruppen jeweils durch NH-Gruppen ersetzt sind und Gruppen der Formel (A'-O)
p-A' worin A' für 1,2-Ethandiyl, 1,2-Propandiyl, 1,3-Propandiyl oder 1,4-Butandiyl
und p für eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 10 steht.
[0031] In diesem Zusammenhang sind die Reste A aus der Gruppe der C
2-C
10-Alkandiyle vorzugsweise ausgewählt aus C
2-C
8-Alkandiyl, speziell unter 1,2-Ethandiyl, 1,2-Propandiyl, 1,3-Propandiyl, 1,3-Butandiyl,
1,4-Butandiyl, 2-Methyl-1,2-propandiyl, 1,5-Pentandiyl, 1,6-Hexandiyl, 1,7-Heptandiyl,
1,6-Heptandiyl und 1,8-Octandiyl, besonders bevorzugt unter 1,4-Butandiyl, 1,5-Pentandiyl,
1,6-Hexandiyl und 1,7-Heptandiyl und insbesondere sind die Reste A aus der Gruppe
der C
2-C
10-Alkandiyle 1,6-Hexandiyl.
[0032] Die Reste A aus der Gruppe der C
5-C
20-Alkandiyle, die anstelle von 1, 2, 3 oder 4 nicht benachbarten CH
2-Gruppen jeweils NH-Gruppen aufweisen, sind insbesondere ausgewählt aus Resten der
Formel [(C
2-C
8)-Alkandiyl-NH]
o-(C
3-C
8)-alkandiyl wobei die Alkandiyleinheiten unabhängig voneinander gewählt sind und o
ein ganze Zahl im Bereich von 1 bis 10 und vorzugsweise von 1 bis 6 ist. Speziell
sind solche Reste A ausgewählt unter Resten der Formel [(C
2-C
6)-Alkandiyl-NH]
o-(C
3-C
6)-alkandiyl, wobei o 1, 2 oder 3 ist, besonders bevorzugt unter (C
2-C
6)-Alkandiyl-NH-(C
3-C
6)-alkandiyl, beispielsweise 1,6-Hexandiyl-NH-1,6-hexandiyl oder 1,3-Propandiyl-NH-1,3-propandiyl,
und [(C
2-C
6)-Alkandiyl-NH]
2-(C
3-C
6)-alkandiyl, beispielsweise 1,3-Propandiyl-NH-1,2-ethandiyl-NH-1,3-propandiyl.
[0033] Die vorgenannten bevorzugten Reste A der Formel (A'-O)
p-A' sind insbesondere ausgewählt aus (1,2-Propandiyl-O)
q-1,2-propandiyl, (1,2-Ethandiyl-O)
q-1,2-ethandiyl, wobei q jeweils für 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 steht, und (C
2-C
6)-Alkandiyl-O-[(C
2-C
6)-alkandiyl-O]
r-(C2-C6)-alkandiyl, wobei r für 1, 2, 3 oder 4 steht. Besonders bevorzugt sind solche
Reste A ausgewählt unter (1,2-Propandiyl-O)
q-1,2-propandiyl, wobei q 4, 5, 6 oder 7 ist und (C
3-C
5)-Alkandiyl-O-[(C
2-C
5)-alkandiyl-O]
r-(C3-C5)-alkandiyl, wobei r 1, 2 oder 3 ist, speziell unter (1,2-Propandiyl-O)
q-1,2-propandiyl mit q = 5 oder 6, 4,9-Dioxadodecan-1,12-diyl und 4,7,10-Trioxatridecan-1,13-diyl.
[0034] In den Wiederholungseinheiten der Formeln II und II' sind die Reste A" unabhängig
voneinander vorzugsweise aus den für den Rest A als bevorzugt benannten Resten ausgewählt.
[0035] Zusätzlich zu den vorgenannten Wiederholungseinheiten können die Polyamide auch Wiederholungseinheiten
enthalten, die sich von solchen der Formel la dadurch unterscheiden, dass die Einheit
-NH-A-NH- durch eine bivalenten Heterocyclyl-Rest mit mindestens 2 Stickstoffatomen
im Ring und einem optionalen (C
1-C
10)-Aminoalkyl-Substituenten, ersetzt ist. Der Begriff "Heterocyclyl" bezeichnet hier
einen 5- oder 6-gliedrigen monocyclischen oder einen 8- bis 10-gliedrigen bicyclischen
heterocyclischen Rest der 2 Stickstoffatome und optional 1 oder 2 weitere Heteroatome
ausgewählt unter N, O und S als Ringatome enthält, wobei der heterocyclische Rest
gesättigt, teilweise gesättigt oder aromatisch sein kann. Innerhalb des Polyamids
ist der heterocyclische Rest entweder über zwei Ringstickstoffatome oder über ein
Ringstickstoffatom sowie dem Stickstoffatom der optionalen Aminoalkyl-Gruppe gebunden.
Der heterocyclische Rest leitet sich daher vorzugsweise von Heterocyclen ab, die entweder
zwei sekundäre Aminogruppen, oder, falls er mit einer Aminoalkyl-Gruppe substituiert
ist, eine sekundäre Aminogruppe enthalten. Beispiele für solche Heterocyclen sind
Imidazol, Pyrazol, Triazol, Tetrazol, Benzimidazol, Purin und Piperazin.
[0036] Die genannten ein bivalentes Heterocyclyl enthaltenden Wiederholungseinheiten sind
vorzugsweise ausgewählt aus monocyclischen gesättigten und teilweise gesättigten 5-oder
6-gliedrigen monocyclischen Heterocyclen mit 2 Stickstoffen, wie Piperazin, und monocyclischen
teilweise gesättigten und aromatischen 5- oder 6-gliedrigen monocyclischen Heterocyclen
mit 2 Stickstoffatomen, die mit einer (C
1-C
10)-Aminoalkyl-Gruppe N-substituiert sind, wie N-(3-Aminopropyl)imidazol.
[0037] In der Wiederholungseinheit der Formel la ist der Rest B vorzugsweise ausgewählt
unter einer kovalenten Bindung und C
1-C
10-Alkandiyl. Insbesondere ist B ausgewählt unter C
1-C
7-Alkandiyl, speziell unter Methylen, 1,2-Ethandiyl, 1,2-Propandiyl, 1,3-Propandiyl,
1,3-Butandiyl, 1,4-Butandiyl, 2-Methyl-1,2-propandiyl, 1,5-Pentandiyl, 1,6-Hexandiyl
und 1,7-Heptandiyl, besonders bevorzugt unter 1,3-Propandiyl, 1,4-Butandiyl, 1,5-Pentandiyl
und 1,6-Hexandiyl. Insbesondere bevorzugt ist B 1,4-Butandiyl.
[0038] In der Wiederholungseinheit der Formel Ib ist der Rest B' vorzugsweise ausgewählt
aus C
4-C
10-Alkandiyl. Insbesondere ist B' ausgewählt unter C
4-C
6-Alkandiyl, speziell unter 1,4-Butandiyl, 1,5-Pentandiyl und 1,6-Hexandiyl, und besonders
bevorzugt ist B' 1,5-Pentandiyl.
[0039] Zusätzlich zu den zuvor für den Rest B genannten Bedeutungen kann B auch aus der
Gruppe der bivalenten C
6-C
14-Arylen-Reste, also der Gruppe der C
6-C
14-Arylendiyle, ausgewählt sein, bei denen es sich um bivalente mono- oder polycyclische
aromatische Kohlenwasserstoffe handelt. Die C
6-C
14-Arylendiyle können unsubstituiert sein oder 1 oder 2 Substituenten aufweisen, die
unter C
1-C
4-Alkyl, C
*1-C
4-Alkoxy und SO
3H, insbesondere unter C
1-C
2-Alkyl, C
1-C
2-Alkoxy und SO
3H ausgewählt sind. Reste B aus der Gruppe der C
6-C
14-Arylendiyle sind vorzugsweise ausgewählt unter C
6-C
10-Arylendiyl, speziell unter 1,3-Phenylen, 1,4-Phenylen, 1,4-Naphthylen, 1,3-Naphthylen,
1,5-Naphthylen, 2,6-Naphthylen, 2,7-Naphthylen und 1,6-Naphthylen, die unsubstituiert
sind oder 1 oder 2 Substituenten ausgewählt unter Methyl, Ethyl, Methoxy und SO
3H aufweisen.
[0040] Entsprechend bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung umfassen die erfindungsgemäßen
Polyamidfasern zumindest ein Polyamid, das im Wesentlichen aus Wiederholungseinheiten
der Formel la aufgebaut ist, wobei die Reste A vorzugsweise für C
4-C
7-Alkandiyl, speziell für 1,6-Hexandiyl, stehen, und die Reste B vorzugsweise für C
2-C
5-Alkandiyl, speziell für 1,4-Butandiyl, stehen. Insbesondere bevorzugt sind Polyamidfasern
die PA 6.6, also ein aus Wiederholungseinheiten la, mit A = 1,6-Hexandiyl und B =
1,4-Butandiyl, bestehendes Polyamid, beinhalten.
[0041] Entsprechend weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umfassen die erfindungsgemäßen
Polyamidfasern zumindest ein Polyamid, das im Wesentlichen aus Wiederholungseinheiten
der Formel Ib aufgebaut ist, wobei die Reste B' vorzugsweise für C
4-C
6-Alkandiyl, speziell für 1,5-Pentandiyl, stehen. Insbesondere bevorzugt sind Polyamidfasern
die PA 6, also ein aus Wiederholungseinheiten Ib mit B' = 1,5-Pentandiyl, bestehendes
Polyamid, beinhalten.
[0042] Entsprechend besonders bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung umfassen die erfindungsgemäßen
Polyamidfasern zumindest sowohl ein Polyamid, das im Wesentlichen aus Wiederholungseinheiten
la aufgebaut ist, als auch ein Polyamid, das im Wesentlichen aus Wiederholungseinheiten
Ib aufgebaut ist, wobei die Reste A, B und B' vorzugsweise die in den vorhergehenden
bevorzugten Ausführungsformen genannten Bedeutungen haben. Die Polyamidfasern beinhalten
vorzugsweise sowohl PA 6.6 als auch PA 6, bzw. bestehen, gemäß einer insbesondere
bevorzugten Ausführungsform, aus PA 6.6 und PA 6.
[0043] Die die Polyamidfasern bildenden Polyamide können mit den aus dem Stand der Technik
bekannten Verfahren zur Herstellung von Poly- und Oligoamiden hergestellt werden.
Hierzu eignen sich insbesondere Polykondensationsreaktionen von Monomeren, die primäre
oder sekundäre Aminogruppen oder Isocyanatgruppen und/oder Carboxylgruppen oder davon
abgeleitete amidbildende Gruppen enthalten. Bevorzugt sind Monomere M1 mit zwei oder
mehreren, insbesondere zwei oder drei, primären Aminogruppen oder Isocyanatgruppen,
Monomere M2 mit zwei oder drei, insbesondere zwei Carboxylgruppen oder davon abgeleitete
amidbildende Gruppen, und Monomere M3, bei denen es sich entweder um Verbindungen
mit einer oder zwei, insbesondere mit einer primären Aminogruppe oder Isocyanatgruppe
und mit einer oder zwei, insbesondere einer Carboxylgruppe oder einer entsprechenden
amidbildenden Gruppe, oder um von diesen Verbindungen abgeleitete Lactame handelt.
Im Folgenden werden die Monomere M2 und M3 zusammengenommen als amidbildende Verbindungen
bezeichnet.
[0044] Als Monomere M1 werden insbesondere aliphatische und gegebenenfalls cycloaliphatische
und/oder aromatische Di- und Triamine mit zwei oder drei, insbesondere zwei, primären
Aminogruppen verwendet. Bevorzugt werden Monomere M1 ausgewählt aus Diaminen der Formel
V1,
H
2N-A-NH
2 (V1)
worin der bivalente Rest A die hierin beschriebenen Bedeutungen, insbesondere die
hierin als bevorzugt genannten Bedeutungen, hat. Besonders bevorzugte Monomere M1
sind Diamine V1, worin A 1,4-Butandiyl, 1,5-Pentandiyl, 1,6-Hexandiyl oder 1,7-Heptandiyl
und speziell 1,6-Hexandiyl ist. Bei diesen bevorzugten Monomeren M1 handelt es sich
demnach um 1,4-Diaminobutan, 1,5-Diaminopentan, 1,6-Diaminohexan oder 1,7-Diaminoheptan
und speziell um 1,6-Diaminohexan.
[0045] Als weitere Monomere mit zumindest zwei Aminogruppen kommen für die Herstellung der
Polyamide auch die zuvor beschriebenen Heterocyclen in Betracht, die entweder zwei
sekundäre Amingruppen, oder, falls sie mit einer (C
1-C
10)-Aminoalkyl-Gruppe substituiert sind, eine sekundäre Aminogruppe enthalten. Im Weiteren
werden solche Heterocyclen als Monomere M1' bezeichnet. Bevorzugte Monomere M1' sind
gesättigte und teilweise gesättigte 6-gliedrige Ringe, die zwei sekundäre Aminogruppen
als Ringmitglieder enthalten, insbesondere Piperazin, und aromatische 5- oder 6-gliedrige
Ringe mit einer sekundären und einer tertiären Aminogruppe sowie einer N-verknüpften
(C
1-C
6)-Aminoalkyl-Gruppe, insbesondere die N-(C
1-C
6)-Aminoalkyl-substiierten Derivate von Imidazol, Pyrazol, Triazol, Tetrazol, Benzimidazol,
Purin und Piperazin, speziell N-(3-Aminopropyl)imidazol.
[0046] Als Monomere M2 werden insbesondere aliphatische und gegebenenfalls cycloaliphatische
und/oder aromatische Dicarbonsäuren und deren amidbildende Derivate verwendet. Bei
den amidbildenden Derivaten handelt es sich insbesondere um die vorgenannten Dicarbonsäuren,
bei denen eine oder beide Carboxylgruppen durch Estergruppen, Nitrilgruppen, Carbonsäureanhydridgruppen
und Carbonsäurehalogenidgruppen, vorzugsweise Carbonsäurechloridgruppen, ersetzt sind.
Bevorzugt werden Monomere M2 ausgewählt aus Dicarbonsäuren der Formel V2,
HOOC-B-COOH (V2)
und deren amidbildenden Derivaten, worin B ausgewählt wird aus einer kovalenten Bindung,
Alkandiylresten mit 1 bis 20 C-Atomen, worin 2 miteinander verknüpfte CH
2-Gruppen gemeinsam durch eine C
5-C
7-Cycloalkandiylgruppe ersetzt sein können, und Arylen, das unsubstituiert ist oder
1, 2 oder 3 Substituenten aufweist, die aus C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Alkoxy und SO
3H ausgewählt sind.
[0047] Besonders bevorzugte Monomere M2 sind Dicarbonsäuren V2 und deren amidbildenden Derivate,
bei denen B ausgewählt ist unter einer kovalenten Bindung und C
1-C
10-Alkandiyl, insbesondere unter C
1-C
7-Alkandiyl, speziell unter Methylen, 1,2-Ethandiyl, 1,2-Propandiyl, 1,3-Propandiyl,
1,3-Butandiyl, 1,4-Butandiyl, 2-Methyl-1,2-propandiyl, 1,5-Pentandiyl, 1,6-Hexandiyl
und 1,7-Heptandiyl, besonders bevorzugt unter 1,3-Propandiyl, 1,4-Butandiyl, 1,5-Pentandiyl
und 1,6-Hexandiyl. Besonders bevorzugte Monomere sind Dicarbonsäuren V2 und deren
amidbildende Derivate bei denen B 1,4-Butandiyl ist. Bei diesen besonders bevorzugten
Monomeren M2 handelt es sich demnach um Adipinsäure und deren amidbildende Derivate.
[0048] Als Monomere M3 werden insbesondere aliphatische ω-Aminocarbonsäuren mit 4, 5 oder
6 Kohlenstoffatomen und deren Lactame verwendet. Bevorzugte Monomere M3 sind 4-Aminobutansäure,
5-Aminopentansäure und 6-Aminohexansäure sowie deren Lactame Pyrrolidin-2-on, Piperidin-2-on
und ε-Caprolactam. Besonders bevorzugte Monomere M3 sind 6-Aminohexansäure, Pyrrolidin-2-on,
Piperidin-2-on und ε-Caprolactam, und speziell ε-Caprolactam.
[0049] Die die erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß zu verwendenden Polyamidfasern bildenden
Polyamide sind vorzugsweise erhältlich durch Umsetzung wenigstens eines Monomers M3,
oder alternativ durch Umsetzung von Monomeren umfassend wenigstens eine Aminoverbindung,
die 2 primäre Aminogruppen aufweist, und wenigstens eine amidbildende Verbindung,
die unter Dicarbonsäuren, deren amidbildenden Derivaten und Lactamen ausgewählt ist.
[0050] Bevorzugt wird das wenigstens eine Monomer M3, weiter vorzugsweise ein oder zwei
Monomere M3 und insbesondere ein Monomer M3, ausgewählt aus aliphatischen ω-Aminocarbonsäuren
mit 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und deren Lactamen, zur Umsetzung gebracht.
[0051] Die wenigstens eine Aminoverbindung mit 2 primären Aminogruppen, vorzugsweise ausgewählt
aus Monomeren M1 und besonders bevorzugt unter Diaminen der Formel V1, wird vorzugsweise
umgesetzt mit wenigstens einer Dicarbonsäure, insbesondere ausgewählt aus Dicarbonsäuren
der Formel V2 oder einem amidbildenden Derivat davon. Dabei wird die wenigstens eine
Aminoverbindung, bezogen auf 1 Mol der wenigstens einen Dicarbonsäure, in der Regel
in einer Menge von mindestens 1 Mol, vorzugsweise von mindestens 1,05 Mol, insbesondere
von über 1,1 Mol und besonders bevorzugt von über 1,25 Mol eingesetzt.
[0052] Die Umsetzungen gemäß der vorstehenden bevorzugten Ausführungsform werden vorzugsweise
mit einer oder zwei verschiedenen und besonders bevorzugt mit einer Dicarbonsäure
oder einem amidbildenden Derivat davon durchgeführt. Falls die Umsetzungen mit zwei
verschiedenen Dicarbonsäuren oder amidbildenden Derivaten davon durchgeführt werden,
liegt deren Molverhältnis in der Regel im Bereich von 20:1 bis 1:1, vorzugsweise im
Bereich von 15:1 bis 1:1 und insbesondere im Bereich von 10:1 bis 1:1.
[0053] In den Umsetzungen gemäß der vorstehenden bevorzugten Ausführungsform werden die
Dicarbonsäuren vorzugsweise ausgewählt aus Adipinsäure oder eines amidbildenden Adipinsäurederivats
und Gemischen davon mit einer weiteren davon verschiedenen Dicarbonsäure V2 oder deren
amid bildendem Derivat.
[0054] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die wenigstens eine Aminoverbindung
mit 2 primären Aminogruppen, vorzugsweise ausgewählt aus Monomeren M1 und besonders
bevorzugt aus Diaminen der Formel V1, umgesetzt mit wenigstens einer amidbildenden
Verbindung, ausgewählt aus Monomeren M3, insbesondere aus Lactamen aliphatischer ω-Aminocarbonsäuren
mit 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, und deren Mischungen mit Monomeren M2. Bei dieser
Ausführungsform wird das wenigstens eine Monomer M3, bezogen auf 1 Mol der wenigstens
einen Aminoverbindung, vorzugsweise in einer Menge von über 3 Mol, insbesondere von
über 6 Mol und besonders bevorzugt von über 12 Mol eingesetzt.
[0055] Die Monomere M3 werden bevorzugt ausgewählt aus den Lactamen aliphatischer ω-(C
4-C
6)-Aminocarbonsäuren und deren Mischungen mit einer oder mehreren Dicarbonsäuren bzw.
deren amidbildenden Derivaten. Insbesondere ist das wenigstens eine Monomer M3 Caprolactam.
Falls die Umsetzungen gemäß der vorstehenden bevorzugten Ausführungsform mit einem
Lactam und einer oder mehreren Dicarbonsäuren oder deren amidbildenden Derivaten durchgeführt
werden, liegt das Molverhältnis von Lactam zu Dicarbonsäuren oder Dicarbonsäurederivaten
in der Regel im Bereich von 20:1 bis 1:10, vorzugsweise im Bereich von 15:1 bis 1:5
und insbesondere im Bereich von 10:1 bis 1:2.
[0056] In den drei vorstehend beschriebenen Ausführungsformen haben die Begriffe Monomer
M1, Diamin der Formel V1, amidbildendes Derivat einer Dicarbonsäure, Monomer M2, Monomer
M3 und Lactam die zuvor definierten Bedeutungen und insbesondere die als bevorzugt
genannten Bedeutungen.
[0057] Die Umsetzungen gemäß der beiden letztgenannten bevorzugten Ausführungsformen werden
vorzugsweise durchgeführt mit einer Aminoverbindung, die 2 primäre Aminogruppen aufweist,
oder mit zwei oder mehreren verschiedenen, insbesondere zwei verschiedenen Aminoverbindungen
mit 2 primären Aminogruppen. Im Falle von zwei oder mehreren Aminoverbindungen mit
2 primären Aminogruppen wird die zweite und alle weiteren Aminoverbindungen bevorzugt
ausgewählt aus Monomeren M1. In diesem Zusammenhang sind insbesondere solche Monomere
M1 bevorzugt, die den Diaminen der Formel V1 entsprechen, wobei der Rest A vorzugsweise
ausgewählt ist aus C
2-C
8-Alkandiyl, wie 1,4-Butandiyl, 1,5-pentandiol, 1,6-Hexandiyl oder 1,7-Heptandiyl,
[(C
2-C
6)-Alkandiyl-NH]
o-(C
3-C
6)-alkandiyl mit voneinander unabhängig gewählten Alkandiyleinheiten und o = 1, 2 oder
3, wie N,N'-Bis-(3-Aminopropyl)-ethylendiamin, und (C
2-C
6)-Alkandiyl-O-[(C
2-C
6)-Alkandiyl-O]
r-(C
2-C
6)-Alkandiyl mit r = 1, 2, 3 oder 4, wie 4,9-Dioxadodecan-1,12-diamin oder 4,7,10-Trioxatridecan-1,13-diamin.
Falls die Umsetzungen mit zwei verschiedenen Aminoverbindungen mit 2 primären Aminogruppen
durchgeführt werden, liegt das Molverhältnis der beiden Aminoverbindungen in der Regel
im Bereich von 20:1 bis 1:1, vorzugsweise im Bereich von 15:1 bis 1:1 und insbesondere
im Bereich von 10:1 bis 1:1. Falls die Umsetzungen mit mehr als zwei verschiedenen
Aminoverbindungen mit 2 primären Aminogruppen durchgeführt werden, liegt das Molverhältnis
einer Aminoverbindung zur Summe aller übrigen Aminoverbindungen in der Regel im Bereich
von 1:30 bis 1:1, vorzugsweise im Bereich von 1:20 bis 1:1 und insbesondere im Bereich
von 1:15 bis 1:2.
[0058] In den Umsetzungen gemäß der beiden letztgenannten bevorzugten Ausführungsformen
sind die Aminoverbindungen mit 2 primären Aminogruppen vorzugsweise ausgewählt aus
1,6-Diaminohexan und Gemischen davon mit mindestens einem weiteren, davon verschiedenen
Diamin V1. Insbesondere bevorzugt sind die Aminoverbindungen mit 2 primären Aminogruppen
ausgewählt unter 1,6-Diaminohexan und Gemischen davon mit einem weiteren, davon verschiedenen
Diamin V1. Diese Umsetzungen können zudem in Gegenwart mindestens eines Triamins mit
drei primären Aminogruppen durchgeführt werden. Bevorzugte Triamine sind ausgewählt
unter Verbindungen der Formeln V3 und V4,
N-(V-NH
2)
3 (V3),
in denen V für einen bivalenten aliphatischen Rest und insbesondere für C
2-C
10-Alkandiyl steht, W für Wasserstoff oder einen aliphatischen Rest und insbesondere
für Wasserstoff oder C
1-C
6-Alkyl steht, T für C
2-C
4-Alkandiyl, insbesondere für 1,2-Ethandiyl, 1,2-Propandiyl, 1,3-Propandiyl, 1,2-Butandiyl,
1,3-Butandiyl, 1,4-Butandiyl oder 2-Methyl-1,2-propandiyl und speziell für 1,2-Ethandiyl
oder 1,2-Propandiyl steht, n und k unabhängig voneinander für 0, 1, 2, 3 oder 4 und
insbesondere für 0 oder 1 stehen, und m für eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 20
und insbesondere von 3 bis 8 steht.
[0059] Falls die Umsetzungen in Gegenwart mindestens eines Triamins mit drei primären Aminogruppen
durchgeführt werden, liegt das Molverhältnis des mindestens eines Triamins zur mindestens
einen Aminoverbindung mit zwei primären Aminogruppen in der Regel im Bereich von 1:1
bis 1:50, vorzugsweise im Bereich von 1:3 bis 1:30 und insbesondere im Bereich von
1:10 bis 1:25.
[0060] Sofern mindestens ein Triamin mit drei primären Aminogruppen in den Umsetzungen zum
Einsatz kommt, wird vorzugsweise nur ein solches Triamin in Kombination mit einer
oder zwei, insbesondere einer Aminoverbindung mit 2 primären Aminogruppen verwendet.
[0061] Die Umsetzungen zu den die erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß verwendeten Polyamidfasern
bildenden Polyamiden können in Analogie zu bekannten Verfahren des Standes der Technik
durch Polykondensation der bivalenten Monomere erfolgen, wie beispielsweise in "Technische
Polymere, Kapitel 4: Polyamide", Hrsg. L. Bottenbruch und R. Binsack, 1998, Hanser
(München, Wien) beschrieben. Die Reaktionsbedingungen hängen naturgemäß von der Art
und Funktionalität der verwendeten Monomere ab.
[0062] Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung der Polyamide stellt die thermische Polykondensation
dar. Dabei wird ein Monomerengemisch, das vorzugsweise Dicarbonsäuren und Diamine
umfasst, bei vergleichsweise hohen Temperaturen, etwa im Bereich von 180 bis 350°C,
insbesondere von 220°C bis 300°C und in der Regel erhöhten Drücken von 0,8 bis 30
bar, insbesondere 5 bis 20 bar, zur Reaktion gebracht. Die Umsetzung kann in Substanz,
in Lösung oder in Suspension erfolgen. Vorzugsweise führt man die Umsetzung in einem
für die Reaktion geeigneten Lösungsmittel durch. Im Falle der Dicarbonsäuren und Diamine
ist insbesondere Wasser als Lösungsmittel geeignet. Dabei liegt der Wasseranteil im
Reaktionsgemisch üblicherweise bei 20 bis 80, insbesondere bei 30 bis 60 Massenprozent
bezüglich der Monomereinwaage. Wird für die Umsetzung ein hoher Wasseranteil verwendet,
der gegebenenfalls auch über den zuvor angegebenen oberen Bereichsgrenzen liegen kann,
können die Polyamide in wässriger Dispersion vorliegend erhalten werden. Eine solche
Primärdispersion kann direkt einem der im Weiteren erläuterten Spinnverfahren zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Polyamidfasern zugeführt werden. Umfasst das Monomerengemisch
Lactame und Diamine, erfolgt die Herstellung der Polyamide vorzugsweise mittels hydrolytischer
Polykondensation, die ebenfalls vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 180 bis
350°C, insbesondere von 220°C bis 300°C und Drücken von 0,8 bis 30 bar, insbesondere
von 5 bis 20 bar durchgeführt wird. Dabei wird ein vergleichsweise kleiner Wasseranteil
von 1 bis 30, insbesondere 3 bis 12 Massenprozent bezüglicher der Monomereinwaage
verwendet, in dem das Lactam in der Regel in dispergierter Form vorliegt. Alternativ
können Monomerengemische, die Lactame umfassen, durch alkalische Polymerisation unter
Wasserausschluss bei in der Regel etwas niedrigeren Temperaturen zu den Polyamiden
umgesetzt werden. Werden Monomerkombinationen verwendet, die amidbildende Derivate
von Diaminen oder Dicarbonsäuren umfassen, wie etwa Diisocyanate und Dicarbonsäuren,
Diamine und Dicarbonsäuredichloride oder Diamine und Dinitrile, wird die Polykondensationsreaktion
vorzugsweise in Lösung und gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt.
[0063] Die Aufarbeitung der bei den vorgenannten Verfahren erhaltenen Rohprodukte erfolgt
üblicherweise durch Trocknen und anschließendem Vermahlen zu einem Pulver oder durch
Lösen etwa in einem mäßig polaren organischen Lösungsmittel, wie beispielsweise Phenolen,
Kresolen und Benzylalkohol, wobei das Lösungsmittel unter Umständen bereits hinsichtlich
seiner Eignung für das Faserspinnverfahren, das im Anschluß verwendet werden soll,
gewählt wird. Falls für das Spinnverfahren eine wässrige Dispersion der Polyamide
eingesetzt werden soll, können die zuvor genannten Lösungen in organischen Lösungsmitteln
durch Ausfällen mit sehr polaren Lösungsmittel, wie Methanol, Wasser oder Aceton,
und anschließendem Dispergieren in Wasser, weiterverarbeitet werden. Eine für das
Spinnverfahren zu verwendende Lösung der Polyamide in einem organischen Lösungsmittel,
wie etwa Ameisensäure, kann auch ausgehend von dem zuvor erwähnten getrockneten und
vermahlenen Rohprodukt oder von dem zuvor erwähnten Ausfällprodukt hergestellt werden.
Die so erhaltenen Polyamide in Form einer Lösung in organischem Lösungsmittel oder
einer wässrigen Dispersion können direkt in Faserspinnverfahren eingesetzt werden.
Der gewichtsmittlere Partikeldurchmesser der in wässriger Dispersion vorliegenden
Polyamide läßt sich mit aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, wie beispielsweise
Siebanalyse oder Lichtstreuung, bestimmen und liegt typischerweise im Bereich von
1 nm bis 50 µm, vorzugsweise im Bereich von 10 nm bis 25 µm und insbesondere im Bereich
von 20 nm bis 10 µm.
[0064] Zur Herstellung von Nano- und Mesofasern sind dem Fachmann eine Vielzahl an Verfahren
bekannt, wobei dem elektrostatischen Spinnverfahren ("Elektrospinnen") derzeit die
größte Bedeutung zukommt. Bei diesem Verfahren, welches beispielsweise
von D.H. Reneker, H.D. Chun in Nanotechn: 7 (1996), Seite 216 f. beschrieben ist, wird üblicherweise eine Polymerschmelze oder eine Polymerlösung
an einer als Elektrode dienenden Kante einem hohen elektrischen Feld ausgesetzt. Dies
kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Polymerschmelze oder Polymerlösung
in einem elektrischen Feld unter geringem Druck durch eine mit einem Pol einer Spannungsquelle
verbundene Kanüle extrudiert wird. Aufgrund der dadurch erfolgenden elektrostatischen
Aufladung der Polymerschmelze oder Polymerlösung entsteht ein auf die Gegenelektrode
gerichteter Materialstrom, der sich auf dem Wege zur Gegenelektrode verfestigt. In
Abhängigkeit von den Elektrodengeometrien werden mit diesem Verfahren Flächengebilde
wie Vliese oder Ensembles geordneter Fasern erhalten. Eine ausführliche Darstellung
des Elektrospinnverfahren findet sich auch in
A. Greiner und J. Wendorff, Angew. Chemie Int. Ed., 2007, 119, 5770-5805. In dieser Publikation werden außerdem die Eigenschaften der mit diesem Verfahren
hergestellten Fasern und deren möglichen Anwendungen beschrieben.
[0065] Ein weiteres geeignetes Verfahren zur Herstellung von Flächengebilden, die aus Fasern
aufgebaut sind, ist das Rotorspinn- oder Zentrifugenspinnverfahren. Beim diesem Verfahren
wird das Ausgangsmaterial als Lösung oder feinteilige Dispersion in ein Feld mit Gravitationskräften
eingebracht. Dazu wird das fluidisierte Faserrohmaterial in ein Behältnis gegeben
und das Behältnis in Rotation versetzt, wobei das Faserrohmaterial durch Zentripetal-
oder Zentrifugalkräfte aus dem Behältnis in Form von Fasern ausgetragen wird. Die
Fasern können anschließend durch Gasstrom abtransportiert und zu Flächengebilden zusammengelegt
werden.
[0066] Die Herstellung der erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß verwendeten Polyamidfasern
und der solche Fasern enthaltenden erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß verwendeten
Flächengebilde kann auf jede dem Fachmann bekannte Weise erfolgen. Hierzu sind insbesondere
die vorstehend genannten Elektrospinn- und Rotorspinnverfahren geeignet.
[0067] Als besonders geeignet hat sich das Elektrospinn-Verfahrens erwiesen, mit dem die
Polyamidfasern der Erfindung im Allgemeinen direkt in Form von erfindungsgemäßen oder
erfindungsgemäß verwendeten Flächengebilden gewonnen werden können. Dazu werden die
während des Elektrospinn-Verfahrens gebildeten Polymerfäden auf einem der zuvor genannten
flächigen Träger oder auf einem Laufband abgelegt, zum Beispiel auf einem Polypropylensubstrat,
wobei sich durch Vermengen und ineinander Verwirbeln der Polymerfäden ein Flächengebilde
ausbildet. Dabei ist es zum Beispiel möglich, das Elektrospinn-Verfahren so durchzuführen,
dass mindestens zwei Spinndüsen in einem Winkel zueinander angeordnet sind und sich
die aus den Spindüsen austretenden Polymerfäden vor dem Auftreffen auf das Laufband
vermengen und ineinander verwirbeln.
[0068] Verfahren werden bevorzugt, die das elektrostatische Verspinnen von im Wesentlichen
wasserunlöslichen Polyamiden in Form von Lösungen in organischen Lösungsmitteln oder
in Form wässriger Dispersionen ermöglichen. Hinsichtlich des elektrostatischen Verspinnens
von wässrigen kolloidalen Polymerdispersionen offenbaren die internationalen Patentanmeldungen
WO 2006/089522 und
WO 2009/074630 geeignete Verfahren. Als organische Lösungsmittel zur Herstellung von Polyamidlösungen
für den Einsatz im Elektrospinnverfahren werden bevorzugt polare bis sehr polare organische
Lösungsmittel, insbesondere Ameisensäure und Essigsäure, speziell Ameisensäure, verwendet.
[0069] Besonders bevorzugt werden die erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß verwendeten
Polyamidfasern sowie die erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß verwendeten Flächengebilde
mittels Elektrospinn-Verfahren hergestellt, die einer der beiden folgenden Varianten
entsprechen.
[0070] Variante 1: Die Formulierung in Form einer Lösung, einer kolloidalen Dispersion oder
einer Schmelze eines Polyamids oder Polyamidgemisches wird in ein elektrisches Feld
mit der Stärke von im Allgemeinen zwischen 0,01 bis 10 kV/cm, vorzugsweise zwischen
1 und 6 kV/cm und insbesondere zwischen 2 und 4 kV/cm, eingebracht, indem sie aus
einer oder mehreren Kanülen unter geringem Druck ausgepresst wird. Sobald die elektrischen
Kräfte die Oberflächenspannung der Tropfen an der Kanülenspitze(n) übersteigen, erfolgt
der Massentransport in Form eines Jets auf die gegenüberliegende Elektrode. Das gegebenenfalls
vorliegende Lösungsmittel verdampft im Zwischenelektrodenräum und der Feststoff der
Formulierung liegt dann in Form von Fasern auf der Gegenelektrode vor. Das Spinnen
kann in beiden vertikalen Richtungen (von unten nach oben und von oben nach unten)
und in horizontaler Richtung erfolgen.
[0071] Variante 2: Diese Variante wird mit einer Anlage, die einen Zylinder bzw. eine Walze
umfasst, wie beispielsweise die Anlage "Nanospider" der Firma Elmarco (Tschechische
Republik), durchgeführt. Die Formulierung in Form einer Lösung, einer Dispersion oder
einer Schmelze eines Polyamids oder Polyamidgemisches befindet sich entweder in einem
Behälter, in dem eine Metallwalze permanent rotiert, oder wird auf die Walze mittels
einer separaten Vorrichtung dosiert. Die Walze kann glatt, strukturiert oder mit Metalldrähten
versehen sein. Die Walzenoberfläche ist zumindest teilweise ständig mit einem Teil
der Formulierung bedeckt. Das elektrische Feld zwischen der Walze und der Gegenelektrode,
die sich in der Regel oberhalb der Walze befindet, bewirkt, dass von der auf der Walze
befindlichen Formulierung zunächst flüssige Jets ausgebildet werden, die dann auf
dem Weg zur Gegenelektrode, durch Verdampfen des Lösungsmittels bzw. Erkalten der
Schmelze, zu Polyamidfasern erstarren. Das gewünschte Polyamidfasern enthaltene Flächengebilde
entsteht auf einem flächigen Träger (z. B. Polypropylen, Polyester oder Cellulose),
der sich zwischen den beiden Elektroden befindet bzw. zwischen den beiden Elektroden
durchläuft. Das elektrische Feld hat im Allgemeinen die in Variante 1 angegebene Stärke.
Besonders bevorzugt hat das elektrische Feld hier ebenfalls eine Stärke von etwa 2
kV/cm bis 4 kV/cm. Das Spinnen kann in beiden vertikalen Richtungen (von unten nach
oben und von oben nach unten) und in horizontaler Richtung erfolgen.
[0072] In einem optionalen nachfolgenden Verfahrensschritt können die nach den Verfahren
der Varianten 1 und 2 erhaltenen Faserflächengebilde bei Temperaturen oberhalb der
Schmelztemperatur oder Glasübergangstemperatur behandelt werden, um die Fasern an
den Kreuzpunkten zu verbinden. Falls eine Formulierung in Form einer Dispersion verwendet
wird, können durch den vorgenannten optionalen Verfahrenschritt außerdem die eventuell
zunächst beim Elektrospinnen aus den Jets gebildeten Aneinanderreihungen von Polyamidpartikel
oder von kurzen Polyamidfasern zu erfindungsgemäßen Polyamidfasern verbunden werden.
[0073] Die Polyamidfasern können im Rahmen eines manuellen oder maschinellen Waschbeziehungsweise
Reinigungsverfahrens der Waschlösung separat, beispielsweise als Bestandteil eines
Waschzusatzmittels, zugesetzt werden. Sie werden vorzugsweise als Bestandteil eines
Vorbehandlungsmittels in einem dem eigentlichen Waschvorgang vorgelagerten Schritt
mit dem Textil in Kontakt gebracht oder werden weiterhin vorzugsweise als Bestandteil
eines Wasch- oder Reinigungsmittels in die Wasch- oder Reinigungslösung eingebracht.
[0074] Ein Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von aus wasserunlöslichem Polyamid
bestehenden Fasern, deren mittlerer Durchmesser nicht mehr als 2 µm beträgt, als Additive
in Textilwaschmittelzusammensetzungen. Das Polyamid und die daraus bestehenden Fasern
weisen dabei die zuvor genannten Eigenschaften, insbesondere die als bevorzugt oder
besonders bevorzugt genannten Eigenschaften auf. Auch der Einsatz derartiger Polyamidfasern
in einem Wäschevorbehandlungsschritt ist möglich, wobei dann das polyamidhaltige Vorbehandlungsmittel
vorzugsweise nicht ausgewaschen wird, sondern auf dem anschließend zu waschenden Textil
verbleibt und zusammen mit diesem in die Waschlauge gelangt.
[0075] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher ein farbschützendes Wasch-, Waschzusatz-,
Wäschevorbehandlungs- oder Reinigungsmittel, enthaltend einen Farbübertragungsinhibitor
in Form von zuvor beschriebenen, aus wasserunlöslichem Polyamid bestehenden Fasern,
deren mittlerer Durchmesser nicht mehr als 2 µm beträgt, neben üblichen mit diesem
Bestandteil verträglichen Inhaltsstoffen.
[0076] Ein erfindungsgemäßes Mittel enthält vorzugsweise 0,05 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere
0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, der Polyamidfasern. Die Einarbeitung in die jeweilige Formulierung
erfolgt in an sich bekannter Weise, wobei die Polyamidfasern in Form der ungebundenen
Fasern oder in Form der erfindungsgemäßen Flächengebilde eingesetzt werden können.
Die ungebundenen Fasern verbleiben in der Regel in der Waschlauge und werden von den
zu waschenden Textilien getrennt, indem sie mit der Waschlauge ausgetragen werden.
[0077] Die Polyamidfasern leisten bei beiden eingangs angesprochenen Aspekten der Farbkonstanz
einen Beitrag, das heißt sie vermindern sowohl das Verfärben als auch die Verblassung,
wenn auch der Effekt der Verhinderung des Anfärbens, insbesondere beim Waschen weißer
Textilien, am stärksten ausgeprägt ist. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist
daher die Verwendung von aus wasserunlöslichem Polyamid bestehenden Fasern, deren
mittlerer Durchmesser nicht mehr als 2 µm beträgt, zur Vermeidung der Veränderung
des Farbeindrucks von Textilien bei deren Wäsche in insbesondere tensidhaltigen wässrigen
Lösungen. Unter der Veränderung des Farbeindrucks ist dabei keineswegs der Unterschied
zwischen verschmutztem und sauberem Textil zu verstehen, sondern der Farbunterschied
zwischen jeweils sauberem Textil vor und nach dem Waschvorgang.
[0078] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Waschen von gefärbten
Textilien in tensidhaltigen wässrigen Lösungen, welches dadurch gekennzeichnet ist,
dass man eine tensidhaltige wässrige Lösung einsetzt, welche die zuvor beschriebenen,
aus wasserunlöslichem Polyamid bestehenden Fasern, deren mittlerer Durchmesser nicht
mehr als 2 µm beträgt, enthält. In einem solchen Verfahren ist es möglich, zusammen
mit dem gefärbten Textil auch weiße beziehungsweise ungefärbte Textilien zu waschen,
ohne dass das weiße beziehungsweise ungefärbte Textil angefärbt wird. Die Konzentration
der Polyamidfasern in der tensidhaltigen wässrigen Lösung beträgt dabei vorzugsweise
0,025 g/l bis 5 g/l, insbesondere 0,2 g/l bis 2,5 g/l.
[0079] Ein erfindungsgemäßes Mittel kann neben dem genannten farbübertragungsinhibierenden
Wirkstoff gewünschtenfalls noch zusätzlich einen bekannten Farbübertragungsinhibitor,
diesen dann vorzugsweise in Mengen von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,1
Gew.-% bis 1 Gew.-%, enthalten, der in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
ein Polymer aus Vinylpyrrolidon, Vinylimidazol, Vinylpyridin-N-Oxid oder ein Copolymer
aus diesen ist. Brauchbar sind sowohl Polyvinylpyrrolidone mit Molgewichten von 15
000 bis 50 000 wie auch Polyvinylpyrrolidone mit Molgewichten über 1 000 000, insbesondere
von 1 500 000 bis 4 000 000, N-Vinylimidazol/N-Vinylpyrrolidon-Copolymere, Polyvinyloxazolidone,
Polyamin-N-Oxid-Polymere, Polyvinylalkohole und Copolymere auf Basis von Acrylamidoalkenylsulfonsäuren.
Eingesetzt werden können aber auch enzymatische Systeme, umfassend eine Peroxidase
und Wasserstoffperoxid beziehungsweise eine in Wasser Wasserstoffperoxid-liefernde
Substanz. Der Zusatz einer Mediatorverbindung für die Peroxidase, zum Beispiel eines
Acetosyringons, eines Phenolderivats oder eines Phenothiazins oder Phenoxazins, ist
in diesem Fall bevorzugt, wobei noch zusätzlich obengenannte konventionelle polymere
Farbübertragungsinhibitorwirkstoffe eingesetzt werden können. Polyvinylpyrrolidon
weist zum Einsatz in erfindungsgemäßen Mitteln vorzugsweise eine durchschnittliche
Molmasse im Bereich von 10 000 g/mol bis 60 000 g/mol, insbesondere im Bereich von
25 000 g/mol bis 50 000 g/mol auf. Unter den Copolymeren sind solche aus Vinylpyrrolidon
und Vinylimidazol im Molverhältnis 5:1 bis 1:1 mit einer durchschnittlichen Molmasse
im Bereich von 5 000 g/mol bis 50 000 g/mol, insbesondere 10 000 g/mol bis 20 000
g/mol bevorzugt.
[0080] Die erfindungsgemäßen Mittel, die fest oder flüssig sein können und insbesondere
als pulverförmige Feststoffe, in nachverdichteter Teilchenform, als homogene Lösungen
oder Suspensionen vorliegen können, können außer dem erfindungsgemäß eingesetzten
Wirkstoff im Prinzip alle bekannten und in derartigen Mitteln üblichen Inhaltsstoffe
enthalten. Die erfindungsgemäßen Mittel können insbesondere Buildersubstanzen, oberflächenaktive
Tenside, Bleichmittel auf Basis organischer und/oder anorganischer Persauerstoffverbindungen,
Bleichaktivatoren, wassermischbare organische Lösungsmittel, Enzyme, Sequestrierungsmittel,
Elektrolyte, pH-Regulatoren und weitere Hilfsstoffe, wie optische Aufheller, Vergrauungsinhibitoren,
Schaumregulatoren sowie Farb- und Duftstoffe enthalten. Dabei ist erfindungsgemäß
auch möglich, die Polyamidfasern auf einen flächigen Träger, insbesondere ein wasserunlösliches
Tuch, aufzubringen oder sie, gegebenenfalls mit weiteren der üblichen Inhaltstoffe
von Wasch- oder Reinigungsmitteln, in einen Beutel aus wasserunlöslichem aber wasserdurchlässigem
Material einzubringen, oder aus dem in Faserform vorliegenden Polyamid ein insbesondere
tuchförmiges Flächengebilde, beispielsweise ein Gewebe oder ein Vlies, oder einen
anderen Formkörper wie beispielsweise eine Kugel oder einen Würfel herzustellen, und
es so als Additiv oder als Bestandteil eines Additivs im Wasch- oder Reinigungsvorgang
einzusetzen. Alternativ zur letztgenannten Ausführungsform kann das faserförmige Polyamid
oder ein dieses enthaltendes Mittel portionsweise verpackt in ein wasserlösliches
Material, zum Beispiel eine Polyvinylalkohol-Folie, in den Wasch- oder Reinigungsprozess
eingebracht werden.
[0081] Die erfindungsgemäßen Mittel können ein Tensid oder mehrere Tenside enthalten, wobei
insbesondere anionische Tenside, nichtionische Tenside und deren Gemische, aber auch
kationische, zwitterionische und amphotere Tenside in Frage kommen.
[0082] Geeignete nichtionische Tenside sind insbesondere Alkylglykoside und Ethoxylierungs-
und/oder Propoxylierungsprodukte von Alkylglykosiden oder linearen oder verzweigten
Alkoholen mit jeweils 12 bis 18 C-Atomen im Alkylteil und 3 bis 20, vorzugsweise 4
bis 10 Alkylethergruppen. Weiterhin sind entsprechende Ethoxylierungs- und/oder Propoxylierungsprodukte
von N-Alkyl-aminen, vicinalen Diolen, Fettsäureestern und Fettsäureamiden, die hinsichtlich
des Alkylteils den genannten langkettigen Alkoholderivaten entsprechen, sowie von
Alkylphenolen mit 5 bis 12 C-Atomen im Alkylrest brauchbar.
[0083] Als nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise ethoxylierte,
insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen und durchschnittlich
1 bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der Alkoholrest
linear oder bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann beziehungsweise lineare
und methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in
Oxoalkoholresten vorliegen. Insbesondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen
Resten aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen, z. B. aus Kokos-, Palm-,
Talgfett- oder Oleylalkohol, und durchschnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt.
Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C
12-C
14-Alkohole mit 3 EO oder 4 EO, C
9-C
11-Alkohole mit 7 EO, C
13-C
15-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C
12-C
18-Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C
12-C
14-Alkohol mit 3 EO und C
12-C
18-Alkohol mit 7 EO. Die angegebenen Ethoxylierungsgrade stellen statistische Mittelwerte
dar, die für ein spezielles Produkt eine ganze oder eine gebrochene Zahl sein können.
Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine eingeengte Homologenverteilung auf (narrow
range ethoxylates, NRE). Zusätzlich zu diesen nichtionischen Tensiden können auch
Fettalkohole mit mehr als 12 EO eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind (Talg-)Fettalkohole
mit 14 EO, 16 EO, 20 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO. Insbesondere in Mitteln für den
Einsatz in maschinellen Verfahren werden üblicherweise extrem schaumarme Verbindungen
eingesetzt. Hierzu zählen vorzugsweise C
12-C
18-Alkylpolyethylenglykol-polypropylenglykolether mit jeweils bis zu 8 Mol Ethylenoxid-
und Propylenoxideinheiten im Molekül. Man kann aber auch andere bekannt schaumarme
nichtionische Tenside verwenden, wie zum Beispiel C
12-C
18-Alkylpolyethylenglykol-polybutylenglykolether mit jeweils bis zu 8 Mol Ethylenoxid-
und Butylenoxideinheiten im Molekül sowie endgruppenverschlossene Alkylpolyalkylenglykolmischether.
Besonders bevorzugt sind auch die hydroxylgruppenhaltigen alkoxylierten Alkohole,
wie sie in der europäischen Patentanmeldung
EP 0 300 305 beschrieben sind, sogenannte Hydroxymischether. Zu den nichtionischen Tensiden zählen
auch Alkylglykoside der allgemeinen Formel RO(G)
x, in der R einen primären geradkettigen oder methylverzweigten, insbesondere in 2-Stellung
methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen
bedeutet und G für eine Glykoseeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose,
steht. Der Oligomerisierungsgrad x, der die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden
angibt, ist eine beliebige Zahl - die als analytisch zu bestimmende Größe auch gebrochene
Werte annehmen kann - zwischen 1 und 10; vorzugsweise liegt x bei 1,2 bis 1,4. Ebenfalls
geeignet sind Polyhydroxyfettsäureamide der nachstehend wiedergegebenen Formel,
in der R
1CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R
2 für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen
und 3 bis 10 Hydroxylgruppen steht.
[0084] Vorzugsweise leiten sich die Polyhydroxyfettsäureamide von reduzierenden Zuckern
mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere von der Glucose ab. Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide
gehören auch Verbindungen der nachstehend wiedergegebenen Formel,
in der R
3 für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen,
R
4 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylenrest oder einen Arylenrest
mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R
5 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest oder
einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, wobei C
1-C
4-Alkyl- oder Phenylreste bevorzugt sind, und [Z] für einen linearen Polyhydroxyalkylrest,
dessen Alkylkette mit mindestens zwei Hydroxylgruppen substituiert ist, oder alkoxylierte,
vorzugsweise ethoxylierte oder propoxylierte Derivate dieses Restes steht. [Z] wird
auch hier vorzugsweise durch reduktive Aminierung eines Zuckers wie Glucose, Fructose,
Maltose, Lactose, Galactose, Mannose oder Xylose erhalten. Die N-Alkoxy- oder N-Aryloxy-substituierten
Verbindungen können dann beispielsweise durch Umsetzung mit Fettsäuremethylestern
in Gegenwart eines Alkoxids als Katalysator in die gewünschten Polyhydroxyfettsäureamide
überführt werden. Eine weitere Klasse bevorzugt eingesetzter nichtionischer Tenside,
die entweder als alleiniges nichtionisches Tensid oder in Kombination mit anderen
nichtionischen Tensiden, insbesondere zusammen mit alkoxylierten Fettalkoholen und/oder
Alkylglykosiden, eingesetzt werden, sind alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder
ethoxylierte und propoxylierte Fettsäurealkylester, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
in der Alkylkette, insbesondere Fettsäuremethylester. Auch nichtionische Tenside vom
Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N-dimethylaminoxid und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid,
und der Fettsäurealkanolamide können geeignet sein. Die Menge dieser nichtionischen
Tenside beträgt vorzugsweise nicht mehr als die der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere
nicht mehr als die Hälfte davon. Als weitere Tenside kommen sogenannte Gemini-Tenside
in Betracht. Hierunter werden im Allgemeinen solche Verbindungen verstanden, die zwei
hydrophile Gruppen pro Molekül besitzen. Diese Gruppen sind in der Regel durch einen
sogenannten "Spacer" voneinander getrennt. Dieser Spacer ist in der Regel eine Kohlenstoffkette,
die lang genug sein sollte, dass die hydrophilen Gruppen einen ausreichenden Abstand
haben, damit sie unabhängig voneinander agieren können. Derartige Tenside zeichnen
sich im Allgemeinen durch eine ungewöhnlich geringe kritische Micellkonzentration
und die Fähigkeit, die Oberflächenspannung des Wassers stark zu reduzieren, aus. In
Ausnahmefällen werden unter dem Ausdruck Gemini-Tenside nicht nur derartig "dimere",
sondern auch entsprechend "trimere" Tenside verstanden. Geeignete Gemini-Tenside sind
beispielsweise sulfatierte Hydroxymischether oder Dimeralkohol-bis- und Trimeralkohol-tris-sulfate
und -ethersulfate. Endgruppenverschlossene dimere und trimere Mischether zeichnen
sich insbesondere durch ihre Bi- und Multifunktionalität aus. So besitzen die genannten
endgruppenverschlossenen Tenside gute Netzeigenschaften und sind dabei schaumarm,
so dass sie sich insbesondere für den Einsatz in maschinellen Wasch- oder Reinigungsverfahren
eignen. Eingesetzt werden können aber auch Gemini-Polyhydroxyfettsäureamide oder Poly-Polyhydroxyfettsäureamide.
Geeignet sind auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten
geradkettigen oder verzweigten C
7-C
21-Alkohole, wie 2-Methylverzweigte C
9-C
11-Alkohole mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C
12-C
18-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO. Zu den bevorzugten Aniontensiden gehören auch die Salze
der Alkylsulfobernsteinsäure, die auch als Sulfosuccinate oder als Sulfobernsteinsäureester
bezeichnet werden, und die Monoester und/oder Diester der Sulfobernsteinsäure mit
Alkoholen, vorzugsweise Fettalkoholen und insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen.
Bevorzugte Sulfosuccinate enthalten C
8- bis C
18-Fettalkoholreste oder Mischungen aus diesen. Insbesondere bevorzugte Sulfosuccinate
enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fettalkoholen ableitet,
die für sich betrachtet nichtionische Tenside darstellen. Dabei sind wiederum Sulfosuccinate,
deren Fettalkohol-Reste sich von ethoxylierten Fettalkoholen mit eingeengter Homologenverteilung
ableiten, besonders bevorzugt. Ebenso ist es auch möglich, Alk(en)ylbernsteinsäure
mit vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Alk(en)ylkette oder deren Salze
einzusetzen. Als weitere anionische Tenside kommen Fettsäure-Derivate von Aminosäuren,
beispielsweise von N-Methyltaurin (Tauride) und/oder von N-Methylglycin (Sarkoside)
in Betracht. Insbesondere bevorzugt sind dabei die Sarkoside beziehungsweise die Sarkosinate
und hier vor allem Sarkosinate von höheren und gegebenenfalls einfach oder mehrfach
ungesättigten Fettsäuren wie Oleylsarkosinat. Als weitere anionische Tenside kommen
insbesondere Seifen in Betracht. Geeignet sind insbesondere gesättigte Fettsäureseifen,
wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, hydrierten
Erucasäure und Behensäure sowie insbesondere aus natürlichen Fettsäuren, zum Beispiel
Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, abgeleitete Seifengemische. Zusammen mit diesen
Seifen oder als Ersatzmittel für Seifen können auch die bekannten Alkenylbernsteinsäuresalze
eingesetzt werden.
[0085] Die anionischen Tenside, einschließlich der Seifen, können in Form ihrer Natrium-,
Kalium- oder Ammoniumsalze sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-,
Di- oder Triethanolamin, vorliegen. Vorzugsweise liegen die anionischen Tenside in
Form ihrer Natrium- oder Kaliumsalze, insbesondere in Form der Natriumsalze vor.
[0086] Geeignete kationische Tenside sind beispielsweise Mono- und Di-(C
7-C
25-alkyl)dimethylammoniumverbindungen und Esterquats, insbesondere quaternäre veresterte
Mono-, Di- und Trialkanolamine, die mit C
8-C
22-Carbonsäuren verestert sind.
[0087] Geeignete amphotere Tenside sind zum Beispiel Alkylbetaine, Alkylamidbetaine, Aminopropionate,
Aminoglycinate und amphotere Imidazoliumverbindungen.
[0088] Tenside sind in erfindungsgemäßen Waschmitteln in Mengenanteilen von vorzugsweise
5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, insbesondere von 8 Gew.-% bis 30 Gew.-%, enthalten.
[0089] Ein erfindungsgemäßes Mittel enthält vorzugsweise mindestens einen wasserlöslichen
und/oder wasserunlöslichen, organischen und/oder anorganischen Builder. Zu den wasserlöslichen
organischen Buildersubstanzen gehören Polycarbonsäuren, insbesondere Citronensäure
und Zuckersäuren, monomere und polymere Aminopolycarbonsäuren, insbesondere Methylglycindiessigsäure,
Nitrilotriessigsäure und Ethylendiamintetraessigsäure sowie Polyasparaginsäure, Polyphosphonsäuren,
insbesondere Aminotris(methylenphosphonsäure), Ethylendiamintetrakis(methylenphosphonsäure)
und 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure, polymere Hydroxyverbindungen wie Dextrin sowie
polymere (Poly-)Carbonsäuren, insbesondere die durch Oxidation von Polysacchariden
beziehungsweise Dextrinen zugänglichen Polycarboxylate, polymere Acrylsäuren, Methacrylsäuren,
Maleinsäuren und Mischpolymere aus diesen, die auch geringe Anteile polymerisierbarer
Substanzen ohne Carbonsäurefunktionalität einpolymerisiert enthalten können. Die relative
Molekülmasse der Homopolymeren ungesättiger Carbonsäuren liegt im allgemeinen zwischen
3 000 g/mol und 200 000 g/mol, die der Copolymeren zwischen 2 000 g/mol und 200 000
g/mol, vorzugsweise 30 000 g/mol bis 120 000 g/mol, jeweils bezogen auf freie Säure.
Ein besonders bevorzugtes Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymer weist eine relative Molekülmasse
von 30 000 g/mol bis 100 000 g/mol auf. Handelsübliche Produkte sind zum Beispiel
Sokalan® CP 5, CP 10 und PA 30 der Firma BASF. Geeignete, wenn auch weniger bevorzugte
Verbindungen dieser Klasse sind Copolymere der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit
Vinylethern, wie Vinylmethylethern, Vinylester, Ethylen, Propylen und Styrol, in denen
der Anteil der Säure mindestens 50 Gew.-% beträgt. Als wasserlösliche organische Buildersubstanzen
können auch Terpolymere eingesetzt werden, die als Monomere zwei ungesättigte Säuren
und/oder deren Salze sowie als drittes Monomer Vinylalkohol und/oder einen veresterten
Vinylalkohol oder ein Kohlenhydrat enthalten, wobei sich das erste saure Monomer von
einer monoethylenisch ungesättigten C
3-C
8-Carbonsäure und vorzugsweise von einer C
3-C
4-Monocarbonsäure, insbesondere von (Meth-)Acrylsäure, ableitet und das zweite saure
Monomer ein Derivat einer C
4-C
8-Dicarbonsäure ist, wobei Maleinsäure besonders bevorzugt ist, und/oder ein Derivat
einer Allylsulfonsäure, die in 2-Stellung mit einem Alkyl- oder Arylrest substituiert
ist. Die organischen Buildersubstanzen können, insbesondere zur Herstellung flüssiger
Mittel, in Form wässriger Lösungen, vorzugsweise in Form 30- bis 50-gewichtsprozentiger
wässriger Lösungen eingesetzt werden. Alle genannten Säuren werden in der Regel in
Form ihrer wasserlöslichen Salze, insbesondere ihre Alkalisalze, eingesetzt.
[0090] Derartige organische Buildersubstanzen können in den Mitteln gewünschtenfalls in
Mengen bis zu 40 Gew.-%, insbesondere bis zu 25 Gew.-% und vorzugsweise von 1 Gew.-%
bis 8 Gew.-% enthalten sein. Mengen nahe der genannten Obergrenze werden vorzugsweise
in pastenförmigen oder flüssigen, insbesondere wasserhaltigen, erfindungsgemäßen Mitteln
eingesetzt.
[0091] Als wasserlösliche anorganische Buildermaterialien kommen insbesondere Alkalisilikate,
Alkalicarbonate und Alkaliphosphate, die in Form ihrer alkalischen, neutralen oder
sauren Natrium- oder Kaliumsalze vorliegen können, in Betracht. Beispiele hierfür
sind Trinatriumphosphat, Tetranatriumdiphosphat, Dinatriumdihydrogendiphosphat, Pentanatriumtriphosphat,
sogenanntes Natriumhexametaphosphat, oligomeres Trinatriumphosphat mit Oligomerisierungsgraden
von 5 bis 1000, insbesondere 5 bis 50, sowie die entsprechenden Kaliumsalze beziehungsweise
Gemische aus Natrium- und Kaliumsalzen. Als wasserunlösliche, wasserdispergierbare
anorganische Buildermaterialien werden insbesondere kristalline oder amorphe Alkalialumosilikate,
in Mengen von bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise nicht über 40 Gew.-% und in flüssigen
Mitteln insbesondere von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, eingesetzt. Unter diesen sind die
kristallinen Natriumalumosilikate in Waschmittelqualität, insbesondere Zeolith A,
P und gegebenenfalls X, allein oder in Mischungen, beispielsweise in Form eines Co-Kristallisats
aus den Zeolithen A und X (Vegobond® AX, ein Handelsprodukt der Condea Augusta S.p.A.),
bevorzugt. Mengen nahe der genannten Obergrenze werden vorzugsweise in festen, teilchenförmigen
Mitteln eingesetzt. Geeignete Alumosilikate weisen insbesondere keine Teilchen mit
einer Korngröße über 30 µm auf und bestehen vorzugsweise zu wenigstens 80 Gew.-% aus
Teilchen mit einer Größe unter 10 µm. Ihr Calciumbindevermögen, das nach den Angaben
der deutschen Patentschrift
DE 24 12 837 bestimmt werden kann, liegt in der Regel im Bereich von 100 bis 200 mg CaO pro Gramm.
[0092] Geeignete Substitute beziehungsweise Teilsubstitute für das genannte Alumosilikat
sind kristalline Alkalisilikate, die allein oder im Gemisch mit amorphen Silikaten
vorliegen können. Die in den erfindungsgemäßen Mitteln als Gerüststoffe brauchbaren
Alkalisilikate weisen vorzugsweise ein molares Verhältnis von Alkalioxid zu SiO
2 unter 0,95, insbesondere von 1:1,1 bis 1:12 auf und können amorph oder kristallin
vorliegen. Bevorzugte Alkalisilikate sind die Natriumsilikate, insbesondere die amorphen
Natriumsilikate, mit einem molaren Verhältnis Na
2O:SiO
2 von 1:2 bis 1:2,8. Als kristalline Silikate, die allein oder im Gemisch mit amorphen
Silikaten vorliegen können, werden vorzugsweise kristalline Schichtsilikate der allgemeinen
Formel Na
2Si
xO
2x+1 y H
2O eingesetzt, in der x, das sogenannte Modul, eine Zahl von 1,9 bis 22, insbesondere
1,9 bis 4 und y eine Zahl von 0 bis 33 ist und bevorzugte Werte für x 2, 3 oder 4
sind. Bevorzugte kristalline Schichtsilikate sind solche, bei denen x in der genannten
allgemeinen Formel die Werte 2 oder 3 annimmt. Insbesondere sind sowohl ß- als auch
δ-Natriumdisilikate (Na
2Si
2O
5 y H
2O) bevorzugt. Auch aus amorphen Alkalisilikaten hergestellte, praktisch wasserfreie
kristalline Alkalisilikate der obengenannten allgemeinen Formel, in der x eine Zahl
von 1,9 bis 2,1 bedeutet, können in erfindungsgemäßen Mitteln eingesetzt werden. In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfindungsgemäßer Mittel wird ein kristallines
Natriumschichtsilikat mit einem Modul von 2 bis 3 eingesetzt, wie es aus Sand und
Soda hergestellt werden kann. Kristalline Natriumsilikate mit einem Modul im Bereich
von 1,9 bis 3,5 werden in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfindungsgemäßer
Mittel eingesetzt. Kristalline schichtförmige Silikate der oben angegebenen Formel
(I) werden von der Fa. Clariant GmbH unter dem Handelsnamen Na-SKS vertrieben, z.
B. Na-SKS-1 (Na
2Si
22O
45xH
2O, Kenyait), Na-SKS-2 (Na
2Si
14O
29xH
2O, Magadiit), Na-SKS-3 (Na
2Si
8O
17xH
2O) oder Na-SKS-4 (Na
2Si
4O
9xH
2O, Makatit). Von diesen eignen sich vor allem Na-SKS-5 (α-Na
2Si
2O
5), Na-SKS-7 (ß-Na
2Si
2O
5, Natrosilit), Na-SKS-9 (NaHSi
2O
53H
2O), Na-SKS-10 (NaHSi
2O
53H
2O, Kanemit), Na-SKS-11 (t-Na
2Si
2O
5) und Na-SKS-13 (NaHSi
2O
5), insbesondere aber Na-SKS-6 (δ-Na
2Si
2O
5). In einer bevorzugten Ausgestaltung erfindungsgemäßer Mittel setzt man ein granulares
Compound aus kristallinem Schichtsilikat und Citrat, aus kristallinem Schichtsilikat
und oben genannter (co-)polymerer Polycarbonsäure, oder aus Alkalisilikat und Alkalicarbonat
ein, wie es beispielsweise unter dem Namen Nabion® 15 im Handel erhältlich ist.
[0093] Buildersubstanzen sind in den erfindungsgemäßen Mitteln vorzugsweise in Mengen bis
zu 75 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-% bis 50 Gew.-% enthalten.
[0094] Als für den Einsatz in erfindungsgemäßen Mitteln geeignete Persauerstoffverbindungen
kommen insbesondere organische Persäuren beziehungsweise persaure Salze organischer
Säuren, wie Phthalimidopercapronsäure, Perbenzoesäure oder Salze der Diperdodecandisäure,
Wasserstoffperoxid und unter den Waschbedingungen Wasserstoffperoxid abgebende anorganische
Salze, zu denen Perborat, Percarbonat, Persilikat und/oder Persulfat wie Caroat gehören,
in Betracht. Sofern feste Persauerstoffverbindungen eingesetzt werden sollen, können
diese in Form von Pulvern oder Granulaten verwendet werden, die auch in im Prinzip
bekannter Weise umhüllt sein können. Falls ein erfindungsgemäßes Mittel Persauerstoffverbindungen
enthält, sind diese in Mengen von vorzugsweise bis zu 50 Gew.-%, insbesondere von
5 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorhanden. Der Zusatz geringer Mengen bekannter Bleichmittelstabilisatoren
wie beispielsweise von Phosphonaten, Boraten beziehungsweise Metaboraten und Metasilikaten
sowie Magnesiumsalzen wie Magnesiumsulfat kann zweckdienlich sein.
[0095] Als Bleichaktivatoren können Verbindungen, die unter Perhydrolysebedingungen aliphatische
Peroxocarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 10 C-Atomen, insbesondere 2 bis 4 C-Atomen,
und/oder gegebenenfalls substituierte Perbenzoesäure ergeben, eingesetzt werden. Geeignet
sind Substanzen, die O- und/oder N-Acylgruppen der genannten C-Atomzahl und/oder gegebenenfalls
substituierte Benzoylgruppen tragen. Bevorzugt sind mehrfach acylierte Alkylendiamine,
insbesondere Tetraacetylethylendiamin (TAED), acylierte Triazinderivate, insbesondere
1,5-Diacetyl-2,4-dioxohexahydro-1,3,5-triazin (DADHT), acylierte Glykolurile, insbesondere
Tetraacetylglykoluril (TAGU), N-Acylimide, insbesondere N-Nonanoylsuccinimid (NOSI),
acylierte Phenolsulfonate, insbesondere n-Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat
(n- bzw. iso-NOBS), Carbonsäureanhydride, insbesondere Phthalsäureanhydrid, acylierte
mehrwertige Alkohole, insbesondere Triacetin, Ethylenglykoldiacetat, 2,5-Diacetoxy-2,5-dihydrofuran
und Enolester sowie acetyliertes Sorbitol und Mannitol beziehungsweise deren beschriebene
Mischungen (SORMAN), acylierte Zuckerderivate, insbesondere Pentaacetylglukose (PAG),
Pentaacetylfruktose, Tetraacetylxylose und Octaacetyllactose sowie acetyliertes, gegebenenfalls
N-alkyliertes Glucamin und Gluconolacton, und/oder N-acylierte Lactame, beispielsweise
N-Benzoylcaprolactam. Die hydrophil substituierten Acylacetale und die Acyllactame
werden ebenfalls bevorzugt eingesetzt. Auch Kombinationen konventioneller Bleichaktivatoren
können eingesetzt werden. Derartige Bleichaktivatoren können, insbesondere bei Anwesenheit
obengenannter Wasserstoffperoxid-liefernder Bleichmittel, im üblichen Mengenbereich,
vorzugsweise in Mengen von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis 8 Gew.-%,
bezogen auf gesamtes Mittel, enthalten sein, fehlen bei Einsatz von Percarbonsäure
als alleinigem Bleichmittel jedoch vorzugsweise ganz.
[0096] Zusätzlich zu den konventionellen Bleichaktivatoren oder an deren Stelle können auch
Sulfonimine und/oder bleichverstärkende Übergangsmetallsalze beziehungsweise Übergangsmetallkomplexe
als sogenannte Bleichkatalysatoren enthalten sein.
[0097] Als in den Mitteln verwendbare Enzyme kommen solche aus der Klasse der Amylasen,
Proteasen, Lipasen, Cutinasen, Pullulanasen, Hemicellulasen, Cellulasen, Oxidasen,
Laccasen und Peroxidasen sowie deren Gemische in Frage. Besonders geeignet sind aus
Pilzen oder Bakterien, wie Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus lentus,
Streptomyces griseus, Humicola lanuginosa, Humicola insolens, Pseudomonas pseudoalcaligenes,
Pseudomonas cepacia oder Coprinus cinereus gewonnene enzymatische Wirkstoffe. Die
Enzyme können an Trägerstoffen adsorbiert und/oder in Hüllsubstanzen eingebettet sein,
um sie gegen vorzeitige Inaktivierung zu schützen. Sie sind in den erfindungsgemäßen
Wasch- oder Reinigungsmitteln vorzugsweise in Mengen bis zu 5 Gew.-%, insbesondere
von 0,2 Gew.-% bis 4 Gew.-%, enthalten. Falls das erfindungsgemäße Mittel Protease
enthält, weist es vorzugsweise eine proteolytische Aktivität im Bereich von etwa 100
PE/g bis etwa 10 000 PE/g, insbesondere 300 PE/g bis 8000 PE/g auf. Falls mehrere
Enzyme in dem erfindungsgemäßen Mittel eingesetzt werden sollen, kann dies durch Einarbeitung
der zwei oder mehreren separaten beziehungsweise in bekannter Weise separat konfektionierten
Enzyme oder durch zwei oder mehrere gemeinsam in einem Granulat konfektionierte Enzyme
durchgeführt werden.
[0098] Zu den in den erfindungsgemäßen Mitteln, insbesondere wenn sie in flüssiger oder
pastöser Form vorliegen, neben Wasser verwendbaren organischen Lösungsmitteln gehören
Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen, insbesondere Methanol, Ethanol, Isopropanol und tert.-Butanol,
Diole mit 2 bis 4 C-Atomen, insbesondere Ethylenglykol und Propylenglykol, sowie deren
Gemische und die aus den genannten Verbindungsklassen ableitbaren Ether. Derartige
wassermischbare Lösungsmittel sind in den erfindungsgemäßen Mitteln vorzugsweise in
Mengen nicht über 30 Gew.-%, insbesondere von 6 Gew.-% bis 20 Gew.-%, vorhanden.
[0099] Zur Einstellung eines gewünschten, sich durch die Mischung der übrigen Komponenten
nicht von selbst ergebenden pH-Werts können die erfindungsgemäßen Mittel system- und
umweltverträgliche Säuren, insbesondere Citronensäure, Essigsäure, Weinsäure, Äpfelsäure,
Milchsäure, Glykolsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure und/oder Adipinsäure, aber auch
Mineralsäuren, insbesondere Schwefelsäure, oder Basen, insbesondere Ammonium- oder
Alkalihydroxide, enthalten. Derartige pH-Regulatoren sind in den erfindungsgemäßen
Mitteln in Mengen von vorzugsweise nicht über 20 Gew.-%, insbesondere von 1,2 Gew.-%
bis 17 Gew.-%, enthalten.
[0100] Vergrauungsinhibitoren haben die Aufgabe, den von der Textilfaser abgelösten Schmutz
in der Flotte suspendiert zu halten. Hierzu sind wasserlösliche Kolloide meist organischer
Natur geeignet, beispielsweise Stärke, Leim, Gelatine, Salze von Ethercarbonsäuren
oder Ethersulfonsäuren der Stärke oder der Cellulose oder Salze von sauren Schwefelsäureestern
der Cellulose oder der Stärke. Auch wasserlösliche, saure Gruppen enthaltende Polyamide
sind für diesen Zweck geeignet. Weiterhin lassen sich andere als die obengenannten
Stärkederivate verwenden, zum Beispiel Aldehydstärken. Bevorzugt werden Celluloseether,
wie Carboxymethylcellulose (Na-Salz), Methylcellulose, Hydroxyalkylcellulose und Mischether,
wie Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Methylcarboxymethylcellulose
und deren Gemische, beispielsweise in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die
Mittel, eingesetzt.
[0101] Erfindungsgemäße Textilwaschmittel können als optische Aufheller beispielsweise Derivate
der Diaminostilbendisulfonsäure beziehungsweise deren Alkalimetallsalze enthalten,
obgleich sie für den Einsatz als Colorwaschmittel vorzugsweise frei von optischen
Aufhellern sind. Geeignet sind zum Beispiel Salze der 4,4'-Bis(2-anilino-4-morpholino-1,3,5-triazinyl-6-amino)stilben-2,2'-disulfonsäure
oder gleichartig aufgebaute Verbindungen, die anstelle der Morpholino-Gruppe eine
Diethanolaminogruppe, eine Methylaminogruppe, eine Anilinogruppe oder eine 2-Methoxyethylaminogruppe
tragen. Weiterhin können Aufheller vom Typ der substituierten Diphenylstyryle anwesend
sein, zum Beispiel die Alkalisalze des 4,4'-Bis(2-sulfostyryl)-diphenyls, 4,4'-Bis(4-chlor-3-sulfostyryl)-diphenyls,
oder 4-(4-Chlorstyryl)-4'-(2-sulfostyryl)-diphenyls. Auch Gemische der vorgenannten
optischen Aufheller können verwendet werden.
[0102] Insbesondere beim Einsatz in maschinellen Verfahren kann es von Vorteil sein, den
Mitteln übliche Schauminhibitoren zuzusetzen. Als Schauminhibitoren eignen sich beispielsweise
Seifen natürlicher oder synthetischer Herkunft, die einen hohen Anteil an C
18-C
24-Fettsäuren aufweisen. Geeignete nichttensidartige Schauminhibitoren sind beispielsweise
Organopolysiloxane und deren Gemische mit mikrofeiner, gegebenenfalls silanierter
Kieselsäure sowie Paraffine, Wachse, Mikrokristallinwachse und deren Gemische mit
silanierter Kieselsäure oder Bisfettsäurealkylendiamiden. Mit Vorteilen werden auch
Gemische aus verschiedenen Schauminhibitoren verwendet, zum Beispiel solche aus Silikonen,
Paraffinen oder Wachsen. Vorzugsweise sind die Schauminhibitoren, insbesondere Silikon-
und/oder Paraffin-haltige Schauminhibitoren, an eine granulare, in Wasser lösliche
beziehungsweise dispergierbare Trägersubstanz gebunden. Insbesondere sind dabei Mischungen
aus Paraffinen und Bistearylethylendiamid bevorzugt.
[0103] Die Herstellung erfindungsgemäßer fester Mittel bietet keine Schwierigkeiten und
kann auf bekannte Weise, zum Beispiel durch Sprühtrocknen oder Granulation, erfolgen,
wobei Enzyme und eventuelle weitere thermisch empfindliche Inhaltsstoffe wie zum Beispiel
Bleichmittel gegebenenfalls später separat zugesetzt werden. Zur Herstellung erfindungsgemäßer
Mittel mit erhöhtem Schüttgewicht, insbesondere im Bereich von 650 g/l bis 950 g/l,
ist ein einen Extrusionsschritt aufweisendes Verfahren bevorzugt.
[0104] Zur Herstellung von erfindungsgemäßen Mitteln in Tablettenform, die einphasig oder
mehrphasig, einfarbig oder mehrfarbig und insbesondere aus einer Schicht oder aus
mehreren, insbesondere aus zwei Schichten bestehen können, geht man vorzugsweise derart
vor, dass man alle Bestandteile - gegebenenfalls je einer Schicht - in einem Mischer
miteinander vermischt und das Gemisch mittels herkömmlicher Tablettenpressen, beispielsweise
Exzenterpressen oder Rundläuferpressen, mit Presskräften im Bereich von etwa 50 bis
100 kN, vorzugsweise bei 60 bis 70 kN verpresst. Insbesondere bei mehrschichtigen
Tabletten kann es von Vorteil sein, wenn mindestens eine Schicht vorverpresst wird.
Dies wird vorzugsweise bei Presskräften zwischen 5 und 20 kN, insbesondere bei 10
bis 15 kN durchgeführt. Man erhält so problemlos bruchfeste und dennoch unter Anwendungsbedingungen
ausreichend schnell lösliche Tabletten mit Bruch- und Biegefestigkeiten von normalerweise
100 bis 200 N, bevorzugt jedoch über 150 N. Vorzugsweise weist eine derart hergestellte
Tablette ein Gewicht von 10 g bis 50 g, insbesondere von 15 g bis 40 g auf. Die Raumform
der Tabletten ist beliebig und kann rund, oval oder eckig sein, wobei auch Zwischenformen
möglich sind. Ecken und Kanten sind vorteilhafterweise abgerundet. Runde Tabletten
weisen vorzugsweise einen Durchmesser von 30 mm bis 40 mm auf. Insbesondere die Größe
von eckig oder quaderförmig gestalteten Tabletten, welche überwiegend über die Dosiervorrichtung
beispielsweise der Geschirrspülmaschine eingebracht werden, ist abhängig von der Geometrie
und dem Volumen dieser Dosiervorrichtung. Beispielhaft bevorzugte Ausführungsformen
weisen eine Grundfläche von (20 bis 30 mm) x (34 bis 40 mm), insbesondere von 26x36
mm oder von 24x38 mm auf.
[0105] Flüssige beziehungsweise pastöse erfindungsgemäße Mittel in Form von übliche Lösungsmittel,
insbesondere Wasser, enthaltenden Lösungen werden in der Regel durch einfaches Mischen
der Inhaltsstoffe, die in Substanz oder als Lösung in einen automatischen Mischer
gegeben werden können, hergestellt.
Beispiele
Beispiel 1: Methoden zur Ermittlung analytischer Kennzahlen
a) Bestimmung des Anteils an basischen Aminogruppen in den Polyamiden (AEG)
[0106] Die genau eingewogene Probe wurde in einem Phenol/Methanol-Gemisch gelöst und mit
Salzsäurelösung (0,02 N) potentiometrisch titriert. Aus dem Verbrauch bis zum Wendepunkt
der Titrationskurve und einem entsprechenden Blindwert des reinen Lösemittels wurde
die Anzahl der titrierbaren Aminogruppen berechnet.
b) Bestimmung des Anteils an Carboxylendgruppen in den Polyamiden (CEG)
[0107] In Abhängigkeit von der zu erwartenden Menge an Carboxylendgruppen wurden Proben
von 0,8 bis 2,0 g Polyamid jeweils in 25 ml Benzylalkohol unter Rückfluss aufgelöst.
Nach dem vollständigen Lösen der Proben wurde jeweils 0,5 ml Kresol-Rot zugegeben.
Per visueller Titration mit einer Lösung von Kaliumhydroxid in Ethanol (0,5 N) wurde
die Menge an terminalen Carboxylgruppen bestimmt, wobei zur Endpunktbestimmung der
Farbumschlag von gelb nach violett diente. Zur Korrektur der ermittelten Werte wurde
ein Blindwert analog zu obiger Vorgehensweise bestimmt, mit dem Unterschied, dass
keine Polyamidprobe zugesetzt wurde.
c) Bestimmung der spezifischen BET-Oberflächen
[0108] Die Bestimmungen nach der BET-Methode wurden mit dem Gerät "Autosorb Automated Gas
Sorption" (Quantachrome) durchgeführt, wobei Stickstoff als Adsorbat diente. Die Aktivierungstemperatur
lag im Bereich von 80 bis 120°C und die Adsorption des Stickstoffs erfolgte bei seiner
Siedetemperatur (77 K).
Beispiel 2: Herstellung von Polyamiden
Polymer A:
[0109] Ein Polyamid 6, hergestellt aus Caprolactam, das mit einem Zusatz von Hexamethylendiamin
geregelt ist und für das sich folgende Endgruppenbilanzen ergeben:
AEG = 80 mmol/kg
CEG = 45 mmol/kg
Polymer B:
[0110] Ein Polyamid 6.6, hergestellt aus Adipinsäure und Hexamethylendiamin, das mit einem
Überschuss von Hexamethylendiamin geregelt ist und für das sich folgende Endgruppenbilanzen
ergeben:
AEG = 100 mmol/kg
CEG = 36 mmol/kg
Polymer C:
[0111] 400,0 g Caprolactam, 85,71 g wässrige Hexamethylendiamin-Lösung (71,4 Gew.-%) und
16,0 g Wasser wurden in einen Druckreaktor eingewogen. Der Kessel wurde mehrmals mit
Stickstoff gespült, dann verschlossen und auf 270 °C Außentemperatur aufgeheizt (ca.
260°C Innentemperatur). Die Reaktion wurde bei ca. 260 °C Innentemperatur und 16 bar
für 15 Minuten gehalten, der Druck dann innerhalb einer Stunde auf Umgebungsdruck
entspannt und anschließend 120 Minuten mit Stickstoffstrom-Spülung bei 260 °C Innentemperatur
nachkondensiert. Schließlich wurde das Polymer durch Anlegen eines Stickstoff-Überdrucks
aus dem Reaktor ausgefahren.
AEG = 1700 mmol/kg
CEG = 9 mmol/kg
Polymer D:
[0112] Ein Polyamid 6.6, hergestellt aus Adipinsäure und Hexamethylendiamin, wobei die Komponenten
im äquimolaren Verhältnis eingesetzt wurden, das folgende Endgruppenbilanzen aufweist:
AEG = 43 mmol/kg
CEG = 45 mmol/kg
Beispiel 3: Herstellung von Polyamidpartikeln
[0113] Die Herstellung der Polyamidpartikel erfolgte durch Kryomahlung der im Vakuum bei
80°C für 3 Tage getrockneten Polymere A, B, C bzw. D in einer Laborzentrifugalmühle.
Die mittlere Partikelgröße (Gewichtsmittel des Partikeldurchmessers) der dabei erhaltenen
Polyamidpulver lag bei etwa 220 µm.
[0114] Poröse Partikel des Polymers E (= Polyamid 12, Vestamid® L1670 der Fa. Evonik) wurden
durch Fällung hergestellt (siehe
WO2009/127587). Polyamid 12 wurde dazu in Phenol gelöst und durch intensives Mischen aus Ethanol/Ethylenglykol/Glycerin
(analog der Beschreibung der
WO2009/127587) gefällt. Die Analyse der Endgruppenbilanz ergab:
AEG = 40 mmol/kg
CEG = 35 mmol/kg
[0115] Die mittlere Teilchengröße der porösen Partikel des Polymers E wurde zu 26 µm bestimmt,
die BET-Oberfläche lag bei 9 m
2/g.
Beispiel 4: Herstellung von Polyamid-Vliesen
a) Vlies aus Polymer A (= FA)
[0116] Für die Herstellung des Vlieses wurde eine Lösung von 6,02 g Polymer A in 264 g Ameisensäure
(98-100%, p.a.) verwendet (2,2 Gew.-%ige Lösung). Das eingesetzte Polymer A hatte
einen Anteil an AEG von 87 mmol/kg und einen Anteil an CEG von 48 meq/kg.
[0117] Die Lösung des Polymer A wurde mit der Nanospider-Apparatur der Firma Elmarco nach
der vorgenannten Variante 2 versponnen. Die eingesetzte Lösung befand sich in einem
Behälter, in dem eine Spinnelektrode (Walze) permanent rotierte. Die Spinnelektrode
war in diesem Fall eine Elektrode auf Basis von Metalldrähten. Dabei befand sich ein
Teil der Formulierung beständig auf der Oberfläche der Drähte. Das elektrische Feld
zwischen der Walze und der Gegenelektrode (oberhalb der Walze) bewirkte, dass sich
aus der Formulierung erst flüssige Jets ausbildeten, die dann auf dem Weg zur Gegenelektrode
vorhandenes Lösungsmittel verlieren bzw. erstarren. Das gewünschte Vlies aus Polyamid-Nanofasern
entstand auf einem Polypropylen-Träger, der zwischen den beiden Elektroden vorbeizog.
[0118] Folgende Parameter wurden benutzt:
Temperatur: 24°C
Rel. Luftfeuchte: 28 %
Spannung: 82 kV
Spinnelektrode: 12-Draht-Elektrode
Elektrodenabstand: 20 cm
Elektroden-Spin: 23 Hz
Vorschub des Trägersubstrats: 19 Hz
[0119] Es wurde auf dem Polypropylen-Träger ein aus Polymer A bestehendes Vlies hergestellt.
Die elektronenmikroskopische Analyse des Vlieses ergab, dass es aus Fasern mit einem
mittleren Durchmesser von 160 ± 30 nm aufgebaut war.
b) Vlies aus Polymer B (= FB), Vlies aus Polymer D (= FD)
[0120] Für die Herstellung des Vlieses wurde eine Lösung von 6,02 g Polymer B bzw. von 6,05
g Polymer D in 264 g Ameisensäure (98-100%, p.a.) verwendet (2,2 Gew.-%ige Lösung).
[0121] Die Lösung des Polymers wurde mit der Nanospider-Apparatur der Firma Elmarco nach
der vorgenannten Variante 2 versponnen. Die eingesetzte Lösung befand sich in einem
Behälter, in dem eine Spinnelektrode (Walze) permanent rotierte. Die Spinnelektrode
war in diesem Fall eine Elektrode auf Basis von Metalldrähten. Dabei befand sich ein
Teil der Formulierung beständig auf der Oberfläche der Drähte. Das elektrische Feld
zwischen der Walze und der Gegenelektrode (oberhalb der Walze) bewirkte, dass sich
aus der Formulierung erst flüssige Jets ausbildeten, die dann auf dem Weg zur Gegenelektrode
vorhandenes Lösungsmittel verlieren bzw. erstarren. Das gewünschte Vlies aus Polyamid-Nanofasern
entstand auf einem Polypropylen-Träger, der zwischen den beiden Elektroden vorbeizog.
[0122] Folgende Parameter wurden benutzt:
Temperatur: 24°C
Rel. Luftfeuchte: 30 %
Spannung: 82 kV
Spinnelektrode: 12-Draht-Elektrode
Elektrodenabstand: 20 cm
Elektroden-Spin: 24 Hz
Vorschub des Trägersubstrats: 19 Hz
[0123] Es wurde auf dem Polypropylen-Träger ein aus dem entsprechenden Polymer bestehendes
Vlies hergestellt. Die elektronenmikroskopische Analyse des Vlieses ergab, dass es
in beiden Fällen aus Fasern mit einem mittleren Durchmesser von 140 ± 40 nm aufgebaut
war.
c) Vlies aus Fasern bestehend aus einer Mischung von Polymer B und Polymer C (= FC)
[0124] Zunächst wurden jeweils 20-Gew.-%ige Lösungen in Ameisensäure (98-100%, p.a.) von
dem zuvor beschriebenen Polymer B und Polymer C angefertigt. Für die Herstellung des
Vlieses wurde eine Mischung aus 225 g der Polymer-B-Lösung und 25 g der Polymer-C-Lösung
(Gewichtsverhältnis von Polymer B zu Polymer C von 9:1) verwendet.
[0125] Die Mischung wurde mit der Nanospider-Apparatur der Firma Elmarco wie vorhergehend
beschrieben versponnen.
[0126] Folgende Parameter wurden benutzt:
Temperatur: 24°C
Rel. Luftfeuchte: 35 %
Spannung: 82 kV
Spinnelektrode: 6-Draht-Elektrode
Elektrodenabstand: 25 cm
Elektroden-Spin: 47 Hz
Vorschub des Trägersubstrats: manuell
[0127] Das so hergestellte Vlies (= FC), das sich auf dem Polypropylensubstrat befand, wies
eine BET-Oberfläche von 7 m
2/g auf. Die elektronenmikroskopische Analyse des Vlieses ergab, dass es aus Fasern
mit einem mittleren Durchmesser von 140 ± 30 nm aufgebaut war.
d) Vlies aus Polymer E (= FE)
[0128] Für die Herstellung des Vlieses wurde eine Lösung von 6,02 g Polymer E in 264 g Ameisensäure
(98-100%, p.a.) verwendet (2,2 Gew.-%ige Lösung).
[0129] Die Lösung von Polymer E wurde mit der Nanospider-Apparatur der Firma Elmarco nach
der vorgenannten Variante 2 versponnen. Die eingesetzte Lösung befand sich in einem
Behälter, in dem eine Spinnelektrode (Walze) permanent rotierte. Die Spinnelektrode
war in diesem Fall eine Elektrode auf Basis von Metalldrähten. Dabei befand sich ein
Teil der Formulierung beständig auf der Oberfläche der Drähte. Das elektrische Feld
zwischen der Walze und der Gegenelektrode (oberhalb der Walze) bewirkte, dass sich
aus der Formulierung erst flüssige Jets ausbildeten, die dann auf dem Weg zur Gegenelektrode
vorhandenes Lösungsmittel verlieren bzw. erstarren. Das gewünschte Vlies aus Polyamid-Nanofasern
entstand auf einem Polypropylen-Träger, der zwischen den beiden Elektroden vorbeizog.
[0130] Folgende Parameter wurden benutzt:
Temperatur: 24°C
Rel. Luftfeuchte: 31 %
Spannung: 82 kV
Spinnelektrode: 12-Draht-Elektrode
Elektrodenabstand: 20 cm
Elektroden-Spin: 23 Hz
Vorschub des Trägersubstrats: 19 Hz
[0131] Es wurde auf dem Polypropylen-Träger ein aus Polymer E bestehendes Vlies hergestellt.
Die elektronenmikroskopische Analyse des Vlieses ergab, dass es aus Fasern mit einem
mittleren Durchmesser von 135 ± 35 nm aufgebaut war.
Beispiel 4: Farbübertragungsinhibierung
[0132] Aus einem farbübertragungsinhibitorfreien flüssigen Waschmittel W1 (5 g/l) wurde
eine Waschlauge erzeugt, der die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Farbtextilien
zugesetzt wurden und mit der weiße Textilstücke (6 cm x 16 cm) aus Baumwolle (Krefelder
Standard) oder Polyamid (EMPA 406) bei 60 °C 30 Minuten lang behandelt wurden. Außerdem
wurden ansonsten gleiche Waschlaugen, die zusätzlich zum Mittel W1 die wie oben beschrieben
hergestellten Polyamidfaservliese FA, FB, FC, FD oder FE (jeweils 2,5 g/l) oder zum
Vergleich die wie oben beschrieben hergestellten teilchenförmigen Polyamide A, B,
C, D oder E in gleicher Menge enthielten, unter den gleichen Bedingungen getestet.
Das Anbluten der weißen Begleittextilien wurde gemäß der DIN EN ISO 105-A04 auf einer
Skala von 1 (starkes Anfärben) bis 5 (kein Anfärben) bewertet. In der nachfolgenden
Tabelle sind die Ergebnisse angegeben.
Basispolymer |
|
W11) |
+ FE |
+ E1) |
+ FA |
+ A1) |
AEG / mmol/kg |
|
- |
40 |
40 |
80 |
80 |
CEG / mmol/kg |
|
- |
35 |
35 |
45 |
45 |
BET / m2/g |
|
- |
8 |
9 |
19 |
16 |
Waschversuche |
Farbtextil |
|
Baumwolle |
0,5 g EMPA 134 |
2,0 |
2,5 |
2,2 |
2,8 |
2,0 |
Baumwolle |
0,3 g EMPA 131 |
4,3 |
4,5 |
4,4 |
4,8 |
4,4 |
Polyamid |
0,5 g EMPA 134 |
3,0 |
3,6 |
3,2 |
4,4 |
3,5 |
Polyamid |
0,3 g EMPA 131 |
1,8 |
2,2 |
2,1 |
2,9 |
1,9 |
Polyamid |
1 g AISE 41-30 |
3,4 |
3,5 |
3,5 |
3,9 |
3,5 |
Basis-polymer |
|
+ FD |
+ D1) |
+ FB |
+ B1) |
+ FC |
+ C1) |
AEG / mmol/kg |
|
43 |
43 |
100 |
100 |
ca. 260 |
1700 |
CEG / mmol/kg |
|
45 |
45 |
36 |
36 |
ca. 33 |
9 |
BET / m2/g |
|
n. b. |
n. b. |
15 |
13 |
7 |
n. b. |
Waschversuche |
Farbtextil |
|
Baumwolle |
0,5 g EMPA 134 |
2,6 |
2,0 |
2,9 |
1,9 |
4,4 |
3,6 |
Baumwolle |
0,3 g EMPA 131 |
4,6 |
4,3 |
4,9 |
4,3 |
4,9 |
4,5 |
Polyamid |
0,5 g EMPA 134 |
3,9 |
3,2 |
4,3 |
3,3 |
4,6 |
4,0 |
Polyamid |
0,3 g EMPA 131 |
3,0 |
1,8 |
3,6 |
1,8 |
4,3 |
3,1 |
Polyamid |
1 g AISE 41-30 |
3,9 |
3,5 |
4,1 |
3,6 |
4,6 |
3,8 |
1) = Vergleichsbeispiel
n. b. = nicht bestimmt |
[0133] Man erkennt, dass im Vergleich zum Waschmittel ohne Zusatz der Polyamide und zum
Waschmittel mit Zusatz von Polyamiden in Teilchenform die weißen Textilien beim Waschen
mit dem Zusatz der Polyamidvliese weniger angefärbt wurden. Dieser Effekt wird verstärkt,
wenn Polyamidvliese eingesetzt werden, die einen höheren Anteil an Aminoendgruppen
besitzen.