Weichmachendes Waschmittel

Abstract

 Das weichmachende Waschmittel der Erfindung mit 5 bis 70 Gew% mindestens eines Tensids, 0,5 bis 50 Gew% mindestens eines Gerüststoffes, 1 bis 20 Gew% mindestens einer kristallinen Schichtkieselsäure und/oder eines entsprechenden Alkalisilikats sowie üblichen Waschhilfsstoffen ist dadurch gekennzeichnet, daß die kristalline Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz die allgemeine Formal M₂Si_xO_2x+1. yH20 hat, worin x>7,0; M = Na, K oder H und = 0 bis 25 bedeuten, und im Röntgenbeugungsdiagramm im Bereich der d-Werte von 3,0 bis 4,0 · 10^-8 cm einen oder mehrere Reflexe aufweist, die nicht Quarz, Tridymit und Cristobalit zugeordnet werden können.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der kristallinen Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalze zum Weichspülen von Textilien.

Beschreibung

[0001] Durch oftmaliges Waschen in Trommelwaschmaschinen-werden besonders weiche und flauschige Wäschestücke mit angenehmem Griff nachteilig beeinflußt; der Griff wird härter, vor allem, wenn wiederholt ruhig hängend getrocknet wird. Dies wird zurückgeführt auf eine beim Trocknen entstehende Faserverklebung, die sogenannte Wasserstarre.

[0002] Diesem Effekt kann durch Einsatz von Avivagemitteln entgegengewirkt werden. Dazu werden bevorzugt kationische Tenside, insbesondere quaternäre Ammoniumverbindungen, eingesetzt. In der Regel ist mit der weichmachenden auch eine antistatische Wirkung auf das Gewebe verbunden. Im folgenden ist unter "Weichmachen" diese Avivage-Wirkung auf die Textilien und nicht etwa ein Weichmachen des Wassers durch Komplexierung der die Wasserhärte verursachenden Calcium- und Magnesiumionen zu verstehen.

[0003] Die kationischen Tenside sind mit den üblicherweise in Waschmitteln eingesetzten anionischen Tensiden nicht verträglich, da schwerlösliche Ausfällungen resultieren, die zu einem teilweisen Verlust von weichmachenden Kationentensiden und waschaktiven Anionentensiden in der Waschflotte und somit zu verringerter Wirksamkeit des Waschmittels führen. Es ist daher bekannt, kationische Reagenzien in einem separaten Spülgang einzusetzen.

[0004] Andererseits sind auch bereits weichmachende Waschmittel bekannt, welche in einem Arbeitsgang reinigende und weichmachende Wirkung entfalten. So beschreibt die DE-PS 23 34 899 den Einsatz von Tonmineralien, und zwar von Saponiten, Hectoriten oder Montmorrilloniten als weichmachende Wirkstoffe in Waschmittelformulierungen. Für den gleichen Zweck werden in der DE-OS 33 12 774 Bentonite zu Waschmitteln zugesetzt.

[0005] Es ist ebenfalls bekannt, Smectite in Gegenwart von weichmachenden Ammoniumverbindungen (kationische Tenside) und/ oder Aminen (z.B. EP 00 76 572, US-PS 4 375 416) in weichmachende Waschmittel einzuarbeiten. Hierdurch soll besonders in Wäschetumblern eine weichmachende und antistatische Wirkung erzielt werden. Da die kationischen Tenside in die Smectite (kristalline Alkalischichtsilikate) eingelagert werden, sind sie auch in Gegenwart anionischer Tenside wirksam. Smectite sind Tonmineralien, die eine Gitterladung tragen, und sich ausdehnen, wenn sie mit Wasser und Alkohol solvatisiert werden. Zur Gruppe der Smectite gehören der Montmorillonit

der Hectorit

und ggf. der Saponit

[0006] Unter Bentoniten versteht man bestimmte montmorrillonithaltige Tonmineralien.

[0007] Bei den o.g. Tonen handelt es sich üblicherweise um natürliche Mineralien, die durch Einschluß von Verunreinigungen mehr oder weniger gefärbt sind; dieser Umstand ist nachteilig für den Einsatz in Waschmitteln. Synthetische Tone können zwar hergestellt werden, sind aber aus Kostengründen nicht wirtschaftlich einsetzbar.

[0008] Es bestand die Aufgabe, weichmachende Wirkstoffe zu finden, die die genannten Nachteile überwinden.

[0009] Überraschenderweise wurde gefunden, daß kristalline Schichtsilikate der Zusammensetzung

x >7; insbesondere 7,5 - 23; y = 0 - 25; M = Na, K, H hervorragende, den Griff verbessernde, antistatische Wirkung aufweisen. Die Verbindungen sind farblos, wirtschaftlich herstellbar, sowie frei von Erdalkali- und Aluminiumionen. Ihr molekularer Aufbau unterscheidet sich grundlegend von dem der o.g. Tone; die erfindungsgemäß einzusetzenden Schichtsilikate können der Gruppe der Phyllosilikate zugerechnet werden und Haft- und/oder Kristallwasser enthalten.

[0010] M ist bevorzugt Natrium, kann in Abhängigkeit des jeweiligen pH-Wertes jedoch auch teilweise durch Protonen ersetzt sein.

[0011] Das Ionenaustauschvermögen der kristallinen Schichtsilikate beträgt 130 - 400 mMol M⁺/100 g wasserfreie Substanz. Die Silikate haben im Röntgenbeugungsdiagramm einen oder mehrere Reflexe im Bereich der d-Werte von 3,0 - 4,0 x 10^-8 cm, die nicht Quarz, Tridymit und Cristobalit zugeordnet werden können.

[0012] Im Rahmen der Erfindung können sowohl natürliche als auch synthetische Alkalisilikate eingesetzt werden. Natürliche Alkalisilikate sind z.B. Magadiit Na₂Si₁₄O₂₉ · 11 H₂0 und Ken^yait Na₂Si₂₂0₄₅ . 10 H₂0 (H.P. Eugster, Science, 157, S. 1177-1180 (1967)).

[0013] Synthetische Produkte haben z.B. die Zusammensetzung Na₂Si₈O₁₇, K₂Si₈O₁₇ oder Na₂Si₁₄O₂₉ (R.K. Iler, J. Colloid Sci. 29, S. 648-657 (1964); DE-PS 27 42 912; G. Lagaly et al.. Am. Mineral. 60, S. 642-649 (1975)).

[0014] Erfindungsgemäß einsetzbare kristalline Schichtkieselsäuren und deren Alkalisalze sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind darüberhinaus in den älteren deutschen Patentanmeldungen P 34 00 130.1 und P 34 00 132.8 beschrieben.

[0015] Die erfindungsgemäß einzusetzenden kristallinen Schichtkieselsäuren oder Alkalischichtsilikate können mittels üblicher Verfahren zur Waschmittelherstellung wie Mischen, Sprühnebelmischverfahren, Sprühtrocknen in Waschmittel eingearbeitet werden. Sie können aber auch getrennt angewendet werden.

[0016] Im einzelnen betrifft die Erfindung nunmehr ein weichmachendes Waschmittel mit 5-70 Gew% mindestens eines Tensids, 0,5 bis 50 Gew% mindestens eines Gerüststoffes, 1 bis'20 Gew% mindestens einer kristallinen Schichtkieselsäure und/ oder eines entsprechenden Alkali-Schichtsilikats sowie üblichen Waschhilfastoffen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die kristalline Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz die allgemeine Formel M₂Si_xO_{2 x+1} · ^{y H}₂^{0 hat,} worin x>7,0; M = Na, K oder H und y = 0 bis 25 bedeuten, und im Röntgenbeugungsdiagramm im Bereich der d-Werte von 3,0 bis 4,0 . 10^-8 cm einen oder mehrere Reflexe aufweist, die nicht Quarz, Tridymit und Cristobalit zugeordnet werden können.

[0017] Das weichmachende Waschmittel der Erfindung kann weiterhin bevorzugt und wahlweise dadurch gekennzeichnet sein, daß

a) x = 7,5 bis 23;

b) die kristalline Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz im wasserfreien Zustand je 100 g ein Kationenausvermögen von 130 bis 400 mmol M⁺ aufweist

c) für M = H das Röntgenbeugungsdiagramm bei (3,42 ± 0,1) . 1₀-⁸ cm eine sehr starke erste Linie und bei (18 + 4) . 10^-8 cm eine weitere Linie aufweist,deren Intensität höchstens 75 % der Intensität der ersten Linie beträgt;

d) für M = Na das Röntgenbeugungsdiagramm bis (3,42 ± 0,15) . 1₀-⁸ cm zumindest eine sehr starke Linie und bei (20 + 2) . 10^-8 cm eine weitere Linie aufweist, deren Intensität höchstens 75 % der Intensität der ersten Linie beträgt.

[0018] Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer kristallinen Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz zum Weichspülen von Textilien, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die kristalline Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz durch die allgemeine Formel M₂Si_x0_{2 x+1} · ^{y H}₂^0, worin x>7,0, vorzugsweise 7,5 bis 23; M = Na, K oder H und y = 0 bis 25 bedeuten, charakterisiert ist und im Röntgenbeugungsdiagramm im Bereich der d-Werte von 3,0 bis 4,0 . 10^-8 cm einen oder mehrere Reflexe aufweist, die nicht Quarz, Tridymit und Cristobalit zugeordnet werden können.

[0019] Das weichmachende Waschmittel der Erfindung enthält, sofern es granuliert in den Handel gelangt, bevorzugt 5-30 Gew% Tenside, 10-40 Gew% Gerüststoffe und 1-15 Gew% kristalline Schichtkieselsäuren bzw. deren Alkalisalze, Rest Waschhilfsstoffe. Kommt es flüssig in den Handel, so enthält es bevorzugt 10 - 55 Gew% Tenside, 0,5 - 25 Gew% Gerüststoffe und 1-15 Gew% kristalline Schichtkieselsäuren bzw. deren Alkalisalze, Rest Waschhilfsstoffe. Mit dem weichmachenden Waschmittel der Erfindung werden sehr gute Waschergebnisse erzielt. Das weichmachende Waschmittel der Erfindung enthält als Tenside bevorzugt solche anionischer, zwitterionischer (ampholytischer) oder nichtionischer Natur.

[0020] Unter anionischen Tensiden sind die wasserlöslichen Salze - höherer Fettsäuren oder Harzsäuren, wie Natrium- oder Kaliumseifen von Kokos-, Palmkern- oder Rüböl sowie von Talg und Gemischen davon zu verstehen. Weiterhin zählen dazu höhere alkylsubstituierte, aromatische Sulfonate, wie Alkylbenzolsulfonate mit 9 bis 14 C-Atomen im Alkylrest, Alkylnaphthalinsulfonate, Alkyltoluolsulfonate, Alkylxylolsulfonate oder Alkylphenolsulfonate; Fettalkoholsulfate (R-CH₂-O-SO₃Na; R = C_11-17) oder Fettalkoholethersulfate, wie Alkalilaurylsulfat oder Alkalihexadecylsulfat, Triethanolaminlaurylsulfat, Natrium- oder Kaliumoleylsulfat, Natrium- oder Kaliumsalze von mit 2 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxyliertem Laurylsulfat. Weitere geeignete anionische Tenside sind sekundäre lineare Alkansulfonate sowie α-Olefinsulfonate mit einer Kettenlänge von 12 - 20 C-Atomen.

[0021] Unter nichtionischen Tensiden sind solche Verbindungen zu verstehen, die eine organische, hydrophobe Gruppe sowie einen hydrophilen Rest aufweisen, z.B. die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen oder höheren Fettalkoholen mit Ethylenoxid, die Kondensationsprodukte von Polypropylenglykol mit Ethylenoxid oder Propylenoxid, die Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit dem Reaktionsprodukt aus Ethylendiamin und Propylenoxid, sowie langkettige tertiäre Aminoxide

[0022] 

Schließlich umfassen Tenside mit zwitterionischem (ampholytischen) Charakter folgende Verbindungen:

Derivate von aliphatischen, sekundären und tertiären Aminen oder quaternären Ammoniumverbindungen mit 8 bis 18 C-Atomen und einer hydrophilen Gruppe im aliphatischen Rest, wie z.B. Natrium-3-dodecylaminopropionat, Natrium-3-dodecyl- aminopropansulfonat, 3-(N,N-Dimethyl-N-hexadecyl-amino)-propan-1-sulfonat oder Fettsäureaminoalkyl-N,N-dimethyl- acetobetain, wobei die Fettsäure 8 bis 18 C-Atome und der Alkylrest 1 - 3 C-Atome enthält.

[0023] Als Gerüstsubstanzen für die Waschmittel gemäß der Erfindung eignen sich schwach sauer, neutral oder alkalisch reagierende anorganische oder organische Salze, insbesondere anorganische oder organische Komplexbildner.

[0024] Brauchbare, schwach sauer, neutral oder alkalisch reagierende Salze sind beispielsweise die Bicarbonate, Carbonate oder Silikate der Alkalien, weiterhin Mono-, Di- oder Trialkaliorthophosphate. Di- oder Tetraalkalipyrophosphate, als Komplexbildner bekannte Metaphosphate, Alkalisulfate sowie die Alkalisalze von organischen, nicht kapillaraktiven, 1 bis 8 C-Atome enthaltenden Sulfonsäuren, Carbonsäuren und Sulfocarbonsäuren: Hierzu gehören beispielsweise wasserlösliche,Salze der Benzol-, Toluol- oder Xylolsulfonsäure, wasserlösliche Salze der Sulfoessigsäure, Sulfobenzoesäure oder Salze von Sulfodicarbonsäuren sowie die Salze der Essigsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Oxydiessigsäure (HOOC-CH₂-O-CH₂-COOH), Oxydibernsteinsäure, 1,2,3,4-Cyclopentantetracarbonsäure, Polyacrylsäure und Polymaleinsäure.

[0025] Als komplexbildende Gerüstsubstanzen eignen sich auch die schwach sauer reagierenden Metaphosphate sowie die" alkalisch reagierenden Polyphosphate; insbesondere das Tripolyphosphat. Sie können ganz oder teilweise durch organische Komplexbildner ersetzt werden. Zu den organischen Komplexbildnern gehören beispielsweise Nitrilotriessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, N-Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure, Polyalkylen-polyamin-N-polycarbonsäuren und andere bekannte organische Komplexbildner, wobei auch Kombinationen verschiedener Komplexbildner eingesetzt werden können.

[0026] Waschhilfsstoffe gemäß der Erfindung umfassen Produkte wie die Alkali- oder Ammoniumsalze der Schwefelsäure, Kieselsäure, Kohlensäure, Borsäure, Alkylen-, Hydroxyalkylen-oder Aminoalkylenphosphonsäure sowie Bleichmittel, Stabilisatoren für Peroxidverbindungen (Bleichmittel) und wasserlösliche organische Komplexbildner.

[0027] Im einzelnen gehören zu den Bleichmitteln Natriumperboratmono- oder tetrahydrat, die Alkalisalze der Peroxomono-oder Peroxodischwefelsäure, die Alkalisalze der Peroxodiphosphorsäure (H₄P₂O₈). Als Stabilisator für diese Bleichmittel fungiert z.B. wasserlösliches, gefälltes Magnesiumsilikat. Organische Komplexbildner sind die Alkalisalze der Iminodiessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Methylendiphosphonsäure, 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure und Nitrilotrismethylenphosphonsäure.

[0028] Waschhilfsstoffe, die das Schmutztragevermögen von Waschflotten erhöhen, wie Carboxymethylcellulose, Carboxymethylstärke, Methylcellulose oder Copolymere von Maleinsäureanhydrid mit Methylvinylether, Schaumregulatoren, wie Mono-und Dialkylphosphorsäureester mit 16 bis 20 C-Atomen im Alkylrest sowie optische Aufheller, Desinfizienzien und/ oder proteolytische Enzyme können ebenfalls zusätzliche Bestandteile des weichmachenden Waschmittels sein.

Beispiel

[0029] Frotteegewebe wurde je 5x mit einer der beiden folgenden Waschmittelzusammensetzungen gewaschen (Angaben in Gew%):

[0030] Bei Waschmittel A handelt es sich um ein handelsübliches Waschmittel, das im Mischer erfindungsgemäß mit dem schichtförmigen kristallinen Natriumsilikat der Formel Na₂Si₂₂0₄₅ (Glühverlust 4 % (5 h/360°C)) vermengt worden war; Waschmittel B ist ein handelsübliches Waschmittel, das kristalline, schichtförmige Alkalialuminiumsilikate und kationische Tenside enthält und dessen griffverbessernde Wirkung in der Werbung herausgestellt wird.

[0031] Die Griffbeurteilung durch ein Gremium von Experten ergab eine vollkommen vergleichbare griffverbessernde Wirkung. Auch wurden in beiden Fällen sehr gute Waschergebnisse erzielt.

Ansprüche

1. Weichmachendes Waschmittel mit 5 bis 7o Gew% mindestens eines Tensids, 0,5 bis 50 Gew% mindestens eines Gerüststoffes, 1 bis 20 Gew% mindestens einer kristallinen Schichtkieselsäure und/oder eines entsprechenden Alkalisilikats sowie üblichen Waschhilfsstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die kristalline Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz die allgemeine Formel M₂Si_xO_2x+1 · yH₂O hat, worin x>7,0; M = Na, K oder H und y = 0 bis 25 bedeuten, und im Röntgenbeugungsdiagramm im Bereich der d-Werte von 3,0 bis 4, 0 · 10^-8 cm einen oder mehrere Reflexe aufweist, die nicht Quarz, Tridymit und Cristobalit zugeordnet werden können.

2. Weichmachendes Waschmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß x = 7,5 bis 23 bedeutet.

3. Weichmachendes Waschmittel gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kristalline Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz im wasserfreien Zustand je 100 g ein Kationenaustauschvermögen von 130 bis 400 mmol M⁺ aufweist.

4. Weichmachendes Waschmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für M = H das Röntgenbeugungsdiagramm bei (3,42 + 0,1) · 10^-8 cm eine sehr starke erste Linie und bei (18±4) · 10^-8 cm eine weitere Linie aufweist, deren Intensität höchstens 75 % der Intensität der ersten Linie beträgt.

5. Weichmachendes Wachmittel gemäß einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß für M = Na das Röntgenbeugungsdiagramm bei (3,42 ± 0,15) · 10^-8 cm zumindest eine sehr starke Linie und bei (20 ± 2) · 10^-8 cm eine weitere Linie aufweist, deren Intensität höchstens 75 % der Intensität der ersten Linie beträgt.

6. Verwendung einer kristallinen Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz zum Weichspülen von Textilien, dadurch gekennzeichnet, daß die kristalline Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz durch die allgemeine Formel M₂Si_xO_2x+1 · yH20, worin x>7,0, vorzugsweise 7,5 bis 23; M = Na, K oder H und y = 0 bis 25 bedeuten, charakterisiert ist und im Röntgenbeugungsdiagramm im Bereich der d-Werte von 3,0 bis 4,0 · ₁₀-⁸ cm einen oder mehrere Reflexe aufweist, die nicht Quarz, Tridymit und Cristobalit zugeordnet werden können.