Phosphatfreies,flüssiges Waschmittel mit hoher Alkalität

Beschreibung

[0001] In gewerblichen Wäschereien anzuwendende Textilwaschmittel unter­scheiden sich in ihrer ihrer Zusammensetzung erheblich von solchen, die üblicherweise im Haushalt verwendet werden. Einerseits wird in gewerblichen Betrieben regelmäßig mit enthärtetem, d.h. Ca- und Mg-freiem Wasser gearbeitet. Zum anderen enthalten die gewerblich angewendeten Mittel vielfach hochalkalische Buildersalze und Al­kalien, wie Natriummetasilikat und Natriumhydroxid, die zwar vom Fachmann gefahrlos gehandhabt werden können, im Haushalt jedoch aus Sicherheitsgründen unangebracht sind. Diese hochalkalischen Bestandteile können ihrerseits mit den üblicherweise anwesenden Tensiden, insbesondere den Nonionics aus der Klasse der Alkyl­polyglykolether, in Wechselwirkung treten und sie bei längerer gemeinsamer Lagerung mehr oder weniger zersetzen. Diese Probleme existieren insbesondere bei flüssigen Konzentraten und Produkten, die zum Ansetzen konzentrierter Stammlaugen (Stock-solutions) be­stimmt sind und bei denen mangels einer räumlich Trennung von Tensid- und Alakalikomponente der zersetzende Einfluß besonders intensiv ist. Hochalkalische Flüssigprodukte und Stammlaugen haben vor pulverförmigen, gleichartig zusammengesetzten Mitteln den Vorzug, daß sie staubfrei und insbesondere automatisch dosiert werden können und somit keine Bedienungsprobleme aufwerfen.

[0002] Ein weiterer Aspekt ist eine möglichst weitgehende Verwendung von Tensiden, die aus natürlichen, d.h. nahwachsenden Rohstoffen er­hältlich sind und sich durch eine vollständige und schnelle bio­logische Abbaufähigkeit im Abwasser auszeichnen.

[0003] Weiterhin sollen derartige Mittel im a Hauptwaschgang und während des Nachspülens keine störende Schaummengen entwickeln. Da übliche Entschäumer, wie Polysiloxane und Paraffinkohlenwasserstoffe beim Dispergieren in Flüssigwaschmitteln Wirkungsverluste erleiden bzw. im Falle der Polysiloxane durch Alkali zersetzt werden, muß die Tensidkomponente von sich aus schwach schäumend sein.

[0004] Gegenstand der Erfindung, mit der diese Probleme gelöst werden, ist ein flüssiges, wäßriges, phosphatfreies Waschmittelkonzentrat, enthaltend 5 bis 20 Gew.-% einer nichtionischen Tensidkomponente (A), 15 bis 40 Gew.-% einer Builderkomponente (B), bis 3 Gew.-% an sonstigen nicht tensidischen und nicht builderartigen Waschmit­telbestanteilen sowie Wasser (Differenz bis 100 Gew.-%), dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten, bezogen auf das Waschmittel, wie folgt zusammengesetzt sind:

A1) 4 bis 20 Gew.-% eines Alkylglucosids der Formel I
R-O-G_x      (I)
mit R = C₈₋₁₄-Alkylrest, G = Glucoserest und x = Zahlen von 1,2 bis 5,

A2) 0 bis 2 Gew.-% mindestens eines nichtionischen Tensids aus der Klasse der Alkylpolyglykolether mit C₁₂₋₁₈-Alkylgruppen und 5 bis 9 Ethylenglykolethergruppen,

B1) 4 bis 20 Gew.-% Natriumhyroxid,

B2) 0,5 is 12 Gew.-% Natriumsilikat der Zusammensetzung Na₂O : SiO₂ = 1:1 bis 1:3,4

B3) 2 bis 12 Gew.-% Natrium-nitrilotriacetat,

B4) 0 bis 3 Gew.-% Natriumsalz mindestens einer Phosphonsäure, mit der Maßgabe, daß der Anteil der Bestandteile (B3 + B4) 3 bis 12 Gew.-% beträgt.

[0005] Vorzugsweise beträgt der Gehalt der Mittel an den Einzelkomponen­ten

A1) 5 bis 12 Gew.-%

A2) 0,5 bis 1,5 Gew.-%

B1) 6 bis 15 Gew.-%

B2) 0,5 bis 3 Gew.%

B3) 3 bis 10 Gew.-%

B4) 0,2 bis 2 Gew.

[0006] Die Komponente (A1) besteht aus Alkylglucosiden bzw. Alkyloligo­glucosiden, wie sie beispielsweise aus den US-Patentschriften 35 47 828, 37 72 269 und 38 39 318 bekannt sind. Sie sind durch Umsetzung von Glucose oder depolymeriserter Stärke und Alkoholen mit C₈₋₁₄-Alkylresten, ohne oder in Gegenwart von niederen Alko­holen oder Glykolen, wie Butanol der Propylenglykol, sowie von sauren Acetalisierungs-Katalysatoren erhältlich. Als Fettalkohole werden bevorzugt aus nativen Fetten, wie Kokos- oder Palmkernfett, gewonnene Alkohole oder Alkoholgemische eingesetzt. Beispeile sind Octyl-, Decyl-, Lauryl- und Myristylalkohol sowie deren Gemische. Alternativ hierzu können auch Alkylglucoside eingesetzt werden, die sich von Oxoalkoholen ableiten und neben linearen Alkoholen auch in 2-Stellung methylverzweigte Alkohole im Gemisch enthalten bzw. eine gerade und/oder ungerade Anzahl von C-Atomen in der Al­kylkette aufweisen.

[0007] Beispiele hierfür sind Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecyl- und Tridecylalkohol sowie deren Gemische untereinander. Vozugs­weise steht R für einen C₈₋₁₂-Alkylrest, insbesondere für einen C₈₋₁₀-Alkylrest. Bei der Umsetzung der Glucose oder glucosehal­tigen Stärkeabbauprodukte mit den Alkoholen kommt es in Gegenwart saurer Acetalisierungs-Katalysatoren zu einer teilweisen Oligo­merisierung der Glucose, wobei sich Gemische aus Alkylmonogluco­siden und Alkyloligogucosiden bilden. Der Parameter x gemäß For­mel I bezeichnet somit einen mittleren Oligomerisierungsgrad. Dieser soll vorzugsweise 1,3 bis 3 betragen. Derartige Gemische sind gemeint, wenn im Zusammenhang mit der Erfindung allgemein von Alkylglucosiden die Rede ist.

[0008] Von ihrer Herstellung her können die Alkylglucoside noch geringe Mengen an freiem Fettalkohol und Glucose enthalten. Vorzugsweise werden solche Alkylglucoside eingesetzt, deren Gehalt an Fettal­koholen weniger als 5 Gew.-%, insbesondere weniger als 2 Gew.-% (bezogen auf Alkylglucosid) beträgt.

[0009] Fakultativ können die Mittel außer den Alkylglucosiden als Kom­ponente (A2) noch nichtionische Tenside vom Typ der ethoxylierten Fettalkohole und Oxoalkohole mit 12 bis 18 C-Atomen und 5 bis 10 Ethylenpolykolethergruppen (EO) enthalten. Geeignet sind z.B. von Kokos-, Talg- oder Palmkernfettalkoholen abgeleitete Ethoxylate mit einem HLB-Wert von mehr als 12, beispielsweise von 13 bis 18, sowie entsprechende Ethoxylate von Oxoalkoholen mit 12 bis 16 C-­Atomen und 6 bis 8 EO-Gruppen.

[0010] Die Builderkomponente besteht aus Natriumhydroxid (Bestandteil B1), Natriumsilikat (Bestandteil B2) und sequestrierend wirkenden polyanionischen Salzen, abgeleitet von Nitrilotriessigsäure (NTA) und ggf. Phosphonsäuren (Bestandteil B3 und B4).

[0011] Im Natriumsilikat kann das Na₂O : SiO₂-Verhältnis 1:1 (Metasili­kat) bis 1:3,4 (Wasserglas) betragen. In Mitteln mit geringeren Anteilen an Natriumhydroxid wird im Interesse einer hohen Alkalität bevorzugt Metasilikat eingesetzt, während in Mitteln mit höheren Natriumhydroxid-Gehalten das Natriumsilikat überwiegend oder vollständig aus Wasserglas bestehen kann.

[0012] Das NTA liegt als Trinatriumsalz vor und wird auch in dieser Form der Mengenberechnung zugrunde gelegt. Insbesondere beträgt sein Anteil 5 bis 10 Gew.-%.

[0013] Als Phosphonat kommt in erster Linie das Natriumsalz der 1-­Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure (HEDP) in Frage. Der Mengenbe­rechnung wird das Tetranatriumsalz zugrunde gelegt. Brauchbar sind auch die Natriumsalze der Aminotrimethylenphosphonsäure (ATMP), Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure (EDTMP), Diethylentria­minpentamethylenphosphonsäure (DTPMP) und deren höhere Homologen, jedoch ist EDTMP wegen ihrer z.Zt. ungeklärten Funktion im Abwas­ser weniger bevorzugt. Ihre Mengenberechnung basiert auf neutral reagierenden Natriumsalzen (Na₃-Salz bei ATMP, Na₅-Salz bei EDTMP, Na₆-Salz bei DTPMP). Die Summe der Komponenten B3 + B4 beträgt 3 bis 12 Gew.-%, vorzugsweise 6 bis 11 Gew.-%.

[0014] Neben den vorgenannten Bestandteilen können die Mittel noch üb­liche, nicht als Tenside und Builder wirkende Waschmittelbestand­teile enthalten. Hierzu zählen optische Aufheller in Anteilen bis zu 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 0,3 Gew.-%. Beispiele hierfür sind Derivate der Bis-(triazinylamino)-stilbendisulfonsäure, bei­ spielsweise das Natriumsalz der 4,4′-Bis-(2-anilino-4-morpho­lino-1,3,5-triazin-6-yl-amino)-stilben-2,2′-disulfonsäure sowie der chlorierten Diphenyldistyryl-sulfonsäuren.

[0015] Weitere fakultative Bestandteile sind Enzyme, Duftstoffe, Farb­stoffe, Hydrotrope und mit Wasser mischbare Lösungsmittel. Als Hydrotrope eignen sich z.B. Toluolsulfonat, Xylolsulfonat und Cumolsulfonat, jeweils in Form der Natriumsalze. Brauchbare Lö­sungsmittel sind beispielsweise Ethanol, Propanol, Isopropanol sowie Etheralkohole, wie Diglykol und C₁₋₃-Monoalkylether von C₂₋₄-Diolen. Die Hydrotrope können in Anteilen bis 6 Gew.-%, die Alkohole bzw. Etheralkohole in Anteilen bis 10 Gew.-% anwesend sein. Ferner können die Mittel Neutralsalze, wie Natriumsulfat und Natriumchlorid, als Begleitstoffe der eingesetzten Rohstoffe in untergeordneter Menge enthalten. Die Differenz bis 100 Gew.-% ent­fällt im wesentlichen auf Wasser.

[0016] Die Mittel sind haltbare, gießbare Flüssigkeiten, die sich sowohl zur automatischen Dosierung als auch zum Ansetzen von Vorratslö­sungen (Stammlaugen) eignen. Die Konzentrate sind bis zu Tempera­turen von -10 °C noch flüssig und gegen Entmischen beständig. Ihre Anwendungskonzentration beträgt im allgemeinen 2 bis 10, vorzugs­weise 3 bis 7 g/l.

Beispiele

[0017] Es wurden Waschmittel folgender Zusammensetzung hergestellt. Im Alkylglucosid war R ein Gemisch von C₈₋₁₀-Alkylgruppen und x = 1,8, hergestellt nach der Methode der Direktsynthese.

Tabelle 1

Bestandteil	Beispiel
	1	2	3	4	5
	(Mengenangaben in Gew.-%)
Alkylglucosid	6	6	8	6	7
C12-15-Alkohol + 7EO	1	1	-	1	1
NaOH	10	12,5	15	6	13
Na₂-SiO₃ 1:3,3	2	2	2	0,7	2,5
NTA (Na₃-Salz)	8	8	8	6	5
HEDP (Na-Salz)	2	-	1	1	2,5
EDTMP (Na-Salz)	-	1	-	-	-
DTPMP (Na-Salz)	-	-	1	-	1
opt. Aufheller	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Na-Cumolsulfonat	-	-	-	4	-
Isopropanol	-	-	-	5	-
Wasser	Rest	Rest	Rest	Rest	Rest

[0018] Eine Waschmaschine (Typ Frista ^(R)) wurde mit leicht verschmutzter Füllwäsche (einmal benutzte Bett- und Tischwäsche) und Testlappen mit folgenden Anschmutzungen beladen:

A1 Staub-Wollfett auf Baumwolle,

A2 Blut-Milch-Tusche auf Baumwolle,

A3 Blut auf Baumwolle,

A4 Milchkakao auf Baumwolle,

A5 Staub-Hautfett auf veredelter Baumwolle,

A6 Staub-Hautfett auf Mischgewebe aus veredelter Baumwolle und

Polyester,

A7 Staub-Wollfett auf Mischgewebe (wie A6).

[0019] Die Wäschemenge betrug 7,5 kg, die Wasserhärte 0 °dH, Normalpro­gramm (ohne Vorwäsche), Waschmittelkonzentration 4 g/l, 5 Minuten bei 40 °C und 15 Minuten bei 90 °C, dreimaliges Nachspülen, ge­ringe Schaumentwicklung.

[0020] Die prozentuale Remission (gegen Weißstandard) wurde photometrisch ausgewertet. Die Zahlenwerte sind Mittelwerte aus 3 Parallelbe­stimmungen (Streuung 2 %). De Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengestellt. Zum Vergleich V wurde ein ähnlich zu­sammengesetztes Mittel des Handels (ohne Glucosid) herangezogen. Vergleichbar gute Waschergebnisse wurden auch erhalten, wenn an­stelle des Alkylglucosids mit x = 1,8 solche mit x = 1,4 und x = 2,2 eingesetzt wurden.

Tabelle 2

Anschmutzung	% Remission
	1	2	3	5	V
A1	75,9	73,2	73,1	73,8	71,5
A2	40,2	37,8	37,6	39,2	35,2
A3	83,5	82,4	82,6	82,7	78,2
A4	75,7	72,5	77,9	78,1	74,4
A5	58,6	54,6	52,0	53,8	48,1
A6	72,0	69,1	69,7	71,0	64,5
A7	58,9	56,0	53,6	58,1	49,3

Ansprüche

1. Flüssiges, wäßriges, phosphatfreies Waschmittelkonzentrat enthaltend 5 bis 20 Gew.-% einer nichtionischen Tensidkompo­nente (A), 15 bis 40 Gew.-% einer Builderkomponente (B), bis 3 Gew.-% an sonstigen nicht tensidischen und nicht builderartigen Waschmittelbestandteilen sowie Wasser (Diffe­renz bis 100 Gew.-%), dadurch gekennzeichnet, daß die Kompo­nenten, bezogen auf das Waschmittel, wie folgt zusammenge­setzt sind:

A1) 4 bis 20 Gew.-% eines Alkylglucosids der Formel I
R-O-G_x      (I)
mit R = C₈₋₁₄-Alkylrest, G = Glucoserest und x = Zahlen von 1,2 bis 5,

A2) 0 bis 2 Gew.-% mindestens eines nichtionischen Tensids aus der Klasse der Alkylpolyglykolether mit C₁₂₋₁₈-
Alkylgruppen und 5 bis 9 Ethylenglykolethergruppen,

B1) 4 bis 20 Gew.-% Natriumhydroxid,

B2) 0,5 bis 12 Gew.-% Natriumsilikat der Zusammensetzung Na₂O : SiO₂ = 1:1 bis 1:3,4

B3) 2 bis 12 Gew.-% Natrium-nitrilotriacetat,

B4) 0 bis 3 Gew.-% Natriumsalz mindestens einer Phosphon­säure, mit der Maßgabe, daß der Anteil der Bestandteile (B3 + B4) 3 bis 12 Gew.-% beträgt.

2. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an den Einzelkomponenten:

A1) 5 bis 12 Gew.-%

A2) 0,5 bis 1,5 Gew.-%

B1) 6 bis 15 Gew.-%

B2) 0,5 bis 3 Gew.-%

B3) 3 bis 10 Gew.-%

B4) 0,2 bis 2 Gew.-%

3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (1) R = C₈₋₁₂-Alkylreste und x Zahlen von 1,3 bis 3 bedeuten.

4. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, daß das nichtionische Tensid gemäß Komponente (A2) einen HLB-Wert von 12 bis 18 aufweist.

5. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da­durch gekennzeichnet, daß die Komponente (B4) aus dem Natri­umsalz der 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure besteht.

6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kom­ponente (B4) zusätzlich das Natriumsalz der Diethylentriamin­pentamethylenphosphonsäure enthält.

7. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Komponente (B3) 5 bis 10 Gew.-% beträgt.

8. Mittel nach Anspruch 5 bis 7, daß die Summe der Komponenten (B3 + B4) 6 bis 11 Gew.-% beträgt.