[0001] Die Erfindung betrifft Kombinationen aus Iminodisuccinatderivaten und Polymeren mit
wiederkehrenden Succinyleinheiten sowie diese Kombination enthaltende Wasch- oder
Reinigungsmittel.
[0002] Die Entwicklung neuer Waschmittelbuilder ist in den letzten Jahren durch die zunehmende
Verbreitung phosphatfreier Waschmittel beeinflußt worden. In der Praxis werden als
Phosphatsubstitute vor allem Zeolithe, Schichtsilikate und Mischungen von Zeolith
mit Alkalisilikaten, -Carbonaten und polymeren Polycarboxylaten verwendet. Zusätzlich
werden noch Komplexbildner wie Salze der Nitrilotriessigsäure (NTA), der Ethylendiamintetraessigsäure
(EDTA) und der Phosphonsäuren z.B. HEDP eingesetzt. Diese meist selektiv wirkenden
Komplexbildner haben die Aufgabe, Schwermetallionen, die eine negative Auswirkung
auf den Waschvorgang haben, zu eliminieren (siehe Ullmann 1987, Vol. 8,3 (51-354)
und Inkrustationen sowie Vergrauung des Gewebes, hervorgerufen durch schwerlösliche
Calciumsalze entgegenzuwirken (M. Paladanini, G. Schnorbus, in Seifen-Öle-Fette-Wachse,
115, 508-511 (1989).
[0003] EP-A-291 869 beschreibt phosphatfreie Gerüststoffkombinationen aus polymerem Polycarboxylat,
Aminoalkanpolyphosphonat, 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonat (HEDP) und Zeolith, wobei
durch bestimmte Gewichtsverhältnisse der drei ersten Verbindungen einer synergistische
Verhinderung von Faserinkrustationen erreicht wird.
[0004] DE-A-4 024 552 beschreibt Wasch- oder Reinigungsmittel, die aus einer Kombination
von 3-Hydroxy-2,2'-iminodibernsteinsäure, ihren löslichen Salzen und Zeolith bestehen
und ein hohes Komplexiervermögen für Erdalkali- und Schwermetallionen zeigen sollen.
Die Mittel enthalten 0,01 Gew.-% bis 20 Gew.-% der 3-Hydroxy-2,2'-iminodibernsteinsäure,
5 bis 50 Gew.-% Zeolith sowie 30 % eines polymeren Polycarboxylats. Aus DE-A-311 440
sind ebenfalls phosphatfreie Buildersysteme für Wasch- und Reinigungsmittel bekannt,
welche neben 15 bis 60 Gew.-% Zeolith noch 1 bis 30 Gew.-% 3-Hydroxy-2,2'-iminodibernsteinsäure
oder deren Salze und 1 bis 20 Gew.-% amorphe und/oder kristalline Silikate enthält.
[0005] US-A-3 697 453 beschreibt ein phosphatfreies Wasch- und Reinigungsmittel, welches
als Builder Iminodibernsteinsäure und/oder ein wasserlösliches Salz davon enthält.
Der Anteil Iminodibernsteinsäure im Waschmittel beträgt 10 bis 50 Gew.-%.
[0006] Aus DE-A-3 739 610 ist die Herstellung von 3,3'-Dihydroxy-2,2'-iminodibernsteinsäure
sowie ihre Verwendung als Komplexbildner für Erdalkalimetalle in Wasch- und Reinigungsmitteln
bekannt.
[0007] Aus EP-A-256 366 (= US-A-4 839 461) ist weiterhin bekannt, Polyasparaginsäuren zur
Entfernung und Verhinderung von Verkrustungen durch Härtebildner des Wasser einzusetzen.
[0008] EP-A-454 651 und EP-A-612 842 beschreiben die Verwendung von Polyasparaginsäure in
Buildersystemen von phosphatfreien Waschmitteln in Kombination mit Zeolithen. Polyasparaginsäure
wird hier als Cobuildersubstitut für polymere Polycarboxylate verwendet.
[0009] Im Hinblick auf die ständig steigenden Anforderungen an Wasch- und Reinigungsmitteln
lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Waschmittel und dafür geeignete Substanzen
zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich biologischer Abbaubarkeit und technischer
Leistungsfähigkeit verbessert sind.
[0010] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, enthaltend wenigstens ein
Polymer mit wiederkehrenden Succinyleinheiten und/oder dessen löslichen Salzen und
ein Iminodisuccinat, insbesondere der Formel

worin bedeuten
- R, R1
- unabhängig voneinander H oder OH,
- R2, R3, R4, R5
- unabhängig voneinander ein Kation, Wasserstoff, Alkalimetallionen und Ammoniumionen,
wobei Ammoniumionen der allgemeinen Formel R6R7R8R9N+ entsprechen und R6, R7, R8, R9 unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkylreste mit 1 bis 12 C-Atomen oder hydroxysubstituierte
Alkylreste mit 2 bis 3 C-Atomen bedeuten.
[0011] Bevorzugte Polymere mit wiederkehrenden Succinyleinheiten weisen wenigstens eine
der folgenden gegebenenfalls wiederkehrenden Struktureinheiten auf:

wobei gilt
- R10
- H oder Kation, insbesondere Alkalimetall, Ammonium
- n, m, o
- 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 300,
- p, q
- 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10,
- r
- 0 oder eine ganze Zahl von 1 oder 2,
- s
- 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10,
n + m + o + p + q ≤ 300, wobei die Indices n, m, o, p, q, r und s angeben, wieviele
Einheiten im Polymer, gegebenenfalls statistisch verteilt, enthalten sind.
[0012] Unter den erfindungsgemäß zu verwendenden Polymeren werden die entsprechenden freien
Säuren, ihre Salze aber auch Derivate der Säuren, insbesondere Anhydride, Amide und
Ester verstanden.
[0013] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt die wiederkehrende Einheit B1,
bezogen auf die Summe der Einheiten B1 und A1, zu wenigstens 50 %, insbesondere zu
wenigstens 70 % vor.
[0014] Unter die erfindungsgemäßen Polyasparaginsäuren fallen auch solche, die unter den
gewählten Reaktionsbedingungen gegenüber den entsprechenden Ausgangsverbindungen chemisch
modifiziert wurden.
[0015] Das mittlere Molekulargewicht (Mw) kann sich innerhalb einer breiten Spanne bewegen,
wobei Polyasparaginsäuren mit Molekulargewichten zwischen 500 und 100.000 g/mol einsetzbar
sind, bevorzugt aber sind 1.000 bis 50.000 g/mol oder, noch besser 1.000 bis 30.000
g/mol.
[0016] Die Molekulargewichtsbestimmung erfolgt über Gelpermeationschromatographie (GPC)
an Shodex OH-PAK als stationäre Phase und mit 0,15 m NaCl + 200 ppm NaN
3 als Eluentlösung. Eine Kalibrierung kann am besten mit reiner Polyasparaginsäure,
z.B. Fa. Sigma, deren Molekulargewicht durch eine Absolut-Meßmethode, beispielsweise
LALLS bestimmt wurde, erfolgen.
[0017] Zusätzlich können durch geeignete Reaktionsführung und Wahl der Edukte noch weitere
wiederkehrende Einheiten enthalten sein, z.B.
a) Äpfelsäure-Einheiten der Formeln

und
b) Maleinsäure- und Fumarsäure-Einheiten der Formeln

[0018] Die Erfindung betrifft weiterhin Wasch- und/oder Reinigungsmittel, welche, insbesondere
als Builder, die erfindungsgemäße Kombination aus einem Iminodisuccinatderivat und
einem Polymeren mit wiederkehrenden Succinyleinheiten enthält. Das Gewichtsverhältnis
von Polymeren mit wiederkehrenden Succinyleinheiten zum Iminodisuccinatderivat liegt
vorzugsweise zwischen 1:6 und 2:1.
[0019] Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polymere mit wiederkehrenden Succinyleinheiten
sind in einer bevorzugten Ausführungsform im wesentlichen Polyasparaginsäuren. Die
Polymeren können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise gemäß
US-A 4 839 461, US-A 5 371 180, US-A 5 288 783, J. Org. Chem., 24, p 1662-1666 (1959)
und J. Org. Chem., 26, 1084 (1961).
[0020] Phosphatfreie Wasch- und Reinigungsmittel, welche das erfindungsgemäße Buildersystem
enthalten, zeigen ein gutes Primärwaschvermögen und ein verbessertes Sekundärwaschvermögen
verbunden mit einer geringeren Inkrustation und einem erhöhten Weißgrad des Gewebes.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend auch ein phosphatfreies Wasch- und Reinigungsmittel,
das als Gerüststoffe vorzugsweise 0,5 bis 40 Gew.-% eines Iminodisuccinatderivates
der Struktur A und vorzugsweise 0,5 bis 25 Gew.-% eines Polymeren mit wiederkehrenden
Succinyleinheiten enthält.
[0021] Zusätzlich können gegebenenfalls 1 bis 40 Gew.-% Zeolith und/oder amorphen und/oder
kristallinen Alkalisilikaten enthalten sein.
[0022] Das erfindungsgemäße Buildersystem zeigt ein sehr gutes Komplexierungsvermögen für
Erdalkaliionen und den Waschprozeß störende Schwermetallionen sowie ein hohes Dispergiervermögen
für Schmutzteilchen und eine wachstumshemmende Wirkung auf bereits gebildete Erdalkalisalzmikrokristallite
(Kristallkeime). Diese Eigenschaften wirken sich auch positiv auf die Stabilisierung
von Bleichmitteln und Enzymen aus.
[0023] Neben seinem guten Waschverhalten zeigt das Buildersystem eine leichte biologische
Abbaubarkeit, da es neben anorganischen Bestandteilen nur Iminodisuccinatderivate
der Struktur A und Polyasparaginsäuren, die eine gute biologische Abbaubarkeit gemäß
den OECD-guide lines for testing chemicals (1981) besitzen, enthält.
[0024] Die erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel können zwar noch weitere übliche
Gerüststoffe und Komplexbildner, beispielsweise Phosphonate, die bevorzugt in Form
ihrer Natriumsalze eingesetzten Polycarbonsäuren wie Adipinsäure, Bernsteinsäure,
Glutarsäure, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA), Ethylendiamintetraessigsäure
(EDTA), sofern ein derartiger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden
ist, sowie Mischungen aus diesen und (co-)polymeren Polycarbonsäuren bzw. Polycarboxylaten
enthalten, aber sie sind nicht notwendig, um das Sekundärwaschvermögen zu verbessern.
Im Rahmen dieser Erfindung kann daher auch auf einen Einsatz verzichtet werden.
[0025] Der Zusatz von Polyhydroxycarbonsäuresalzen wie Citronensäure bzw. Citrat unterstutzt
die Entfernung bleichbarer Anschmutzungen. Daher können erfindungsgemäße Wasch- und
Reinigungsmittel gegebenenfalls bis zu 20 Gew.-% Natriumcitrat, insbesondere 0,5 bis
15 Gew.-% Natriumcitrat enthalten.
[0026] Von den in dem erfindungsgemäßen Buildersystem eingesetzten Iminodisuccinylderivaten
werden vorzugsweise die löslichen Salze eingesetzt. Dies sind diejenigen, die als
Kationen solche aus der Gruppe der Ammonium- und Alkalimetallionen enthalten. Dabei
können eine, zwei, drei oder alle vier Carbonsäuregruppen in der Salzform vorliegen.
[0027] Von den erfindungsgemäß einzusetzenden Polymeren sind vorzugsweise die wasserlöslichen
Alkalimetallsalze oder die teilweise mit Alkalimetall hydrolysierten Polysuccinimide
zu verwenden.
[0028] Die gegebenenfalls eingesetzten Zeolithe kommen in der üblichen hydratisierten, feinkristallinen
Form zum Einsatz. Ihr Wassergehalt liegt vorzugsweise zwischen 19 und 22 Gew.-%. Sie
weisen praktisch keine Teilchen größer als 30 µm auf und bestehen vorzugsweise zu
wenigstens 80 % aus Teilchen einer Größe kleiner als 10 µm. Ihr Calciumbindevermögen,
das nach den Angaben der deutschen Patentanmeldung 2 412 837 bestimmt wird, liegt
im Bereich von 100 bis 200 mg CaO/g. Geeignet ist insbesondere der Zeolith NaA, ferner
auch der Zeolith NaX sowie Mischungen aus NaA und NaX. Mengenangaben und Gewichtsverhältnisse,
die den Gerüststoff Zeolith betreffen, werden im Rahmen dieser Erfindung - sofern
nicht anders angegeben - auf wasserfreie Aktivsubstanz bezogen.
[0029] Die festen Silikate können amorph und/oder kristallin sein. Sie können dabei als
Pulver oder als Granulat zum Einsatz kommen. Bevorzugte Alkalisilikate sind die Natriumsilikate,
insbesondere die amorphen Natriumsilikate, mit einem molaren Verhältnis Na
2O:SiO
2 von 1:2 bis 1:2,8. Derartige amorphe Alkalisilikate sind beispielsweise unter dem
Namen Portil (Henkel) im Handel erhältlich. Als kristalline Silikate, die allein oder
im Gemisch mit amorphen Silikaten vorliegen können, werden vorzugsweise kristalline
Schichtsilikate der Formel (I) NaMSixO
2+1xyH
2O eingesetzt, in denen M für Natrium steht, x die Werte 2 oder 3 annimmt und y eine
Zahl von 0 bis 20 ist. Insbesondere bevorzugt sind sowohl β-als auch δ-Natriumdisilikate
Na
2Si
2O
5. Hier wären beispielsweise auch die Schichtsilikate SKS 6 und SKS 7 der Fa. Hoechst
zu nennen. Als Alkalireserve können die erfindungsgemäßen Gerüststoff-Kombinationen
auch noch Natriumcarbonat enthalten. Vorzugsweise kann der Natriumcarbonatanteil jedoch
gegenüber üblichen phosphatfreien Waschmitteln gesenkt werden, da die erfindungsgemäßen
Bestandteile (Polyasparaginsaure/Iminodibernsteinsäurederivate) selbst eine Pufferwirkung
besitzen und daher auch eine gewisse Alkalireserve bilden.
[0030] Die erfindungsgemäßen Kombinationen können noch weitere Bestandteile enthalten, beispielsweise
anorganische, insbesondere neutral reagierende Salze. Insbesondere ist es jedoch bevorzugt,
daß die Kombinationen mit flüssigen bis wachsartigen Komponenten, beispielsweise Silikonölen
und Paraffinölen, vorzugsweise jedoch mit nichtionischen Tensiden besprüht sind.
[0031] Außer den genannten Inhaltsstoffen können die erfindungsgemäßen Mittel bekannte,
in Wasch- und Reinigungsmitteln üblicherweise eingesetzten Zusatzstoffe, bei-spielsweise
Tenside, Bleichmittel und Bleichaktivatoren, in Wasser alkalisch reagierende Salze,
Löslichkeitsverbesserer wie herkömmliche Hydrotrope oder Polyalkylenglykole, beispielsweise
Polyethylenglykole, Schauminhibitoren, optische Aufheller, Enzyme, Enzymstabilisatoren,
geringe Mengen an neutralen Füllsalzen sowie Farb- und Duftstoffe, Trübungsmittel
oder Perlglanzmittel enthalten.
[0032] Der Gehalt der Mittel an anionischen und nichtionischen Tensiden einschließlich Seife
beträgt vorzugsweise 10 bis 35 Gew.-%, vorteilhafterweise 12 bis 28 Gew.-% und insbesondere
15 bis 25 Gew.-%.
[0033] Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen vorzugsweise C
5-C
13-Alkylbenzolsulfonate, Olefinsulfonate, d.h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten
sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus C
12-C
18-Monoolefinen mit end- oder innenständiger Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem
Schwefeltrioxid und anschließende alkalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte
erhält, in Betracht. Geeignet sind auch Alkansulfonate, die aus C
12-C
18-Alkanen beispielsweise durch Sulfochlorierung oder Sulfoxidation mit anschließender
Hydrolyse bzw. Neutralisation gewonnen werden. Die Sulfonatgruppe ist dabei über die
gesamte Kohlenstoffkette statistisch verteilt, wobei die sekundären Alkansulfonate
überwiegen. Geeignet sind auch die Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonate), z.B.
die α-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren.
Insbesondere kommen Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonate), die durch α-Sulfonierung
der Methylester von Fettsäuren pflanzlichen und/oder tierischen Ursprungs mit 8 bis
20 C-Atomen im Fettsäuremolekül und nachfolgende Neutralisation zu wasserlöslichen
Mono-Salzen hergestellt werden, in Betracht. Vorzugsweise handelt es sich hierbei
um die α-sulfonierten Ester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren,
wobei auch Sulfonierungsprodukte von ungesättigten Fettsäuren, beispielsweise Ölsäure,
in geringen Mengen, vorzugsweise in Mengen nicht oberhalb etwa 2 bis 3 Gew.-%, vorhanden
sein können. Insbesondere sind α-Sulfofettsäurealkylester bevorzugt, die eine Alkylkette
mit nicht mehr als 4 C-Atomen in der Estergruppe aufweisen, beispielsweise Methylester,
Ethylester, Propylester und Butylester. Mit besonderem Vorteil werden die Methylester
der α-Sulfofettsäuren (MES) eingesetzt. Weitere geeignete Aniontenside sind die durch
Esterspaltung der α-Sulfofettsäurealkylester erhältlichen α-Sulfofettsäuren bzw. ihre
Di-Salze. Die Mono-Salze der α-Sulfofettsäurealkylester fallen schon bei ihrer großtechnischen
Herstellung als wäßrige Mischung mit begrenzten Mengen an Di-Salzen an. Der Di-SalzGehalt
solcher Tenside liegt üblicherweise unter 50 Gew.-% des Aniontensidgemisches, beispielsweise
bis etwa 30 Gew.-%. Auch Mischungen von Mono-Salzen und Di-Salzen mit weiteren Tensiden,
beispielsweise mit Alkylbenzolsulfonat oder Alkylsulfaten, sind bevorzugt.
[0034] Weitere geeignete Aniontenside sind sulfierte Fettsäureglycerinester. Unter Fettsäureglycerinestern
sind die Mono-, Di- und Triester sowie deren Gemische zu verstehen, wie sie bei der
Herstellung durch Veresterung von Glycerin mit 1 bis 3 Mol Fettsäure oder bei der
Umsetzung von Triglyceriden mit 0,3 bis 2 Mol Glycerin erhalten werden. Bevorzugte
sulfierte Fettsäureglycerinester sind dabei die Sulfierprodukte von gesättigten Fettsäuren
mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise der Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure,
Myristinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Sterarinsäure oder Behensäure. Geht man
dabei von Fetten und Ölen, also natürlichen Gemischen unterschiedlicher Fettsäureglycerinester
aus, so ist es erforderlich, die Einsatzprodukte vor der Sulfierung in an sich bekannter
Weise mit Wasserstoff weitgehend abzusättigen, d.h. auf Iodzahlen kleiner 5, vorteilhafterweise
kleiner 2 zu härten. Typische Beispiele geeigneter Einsatzstoffe sind Palmöl, Palmkernöl,
Palmstearin, Olivenöl, Rüböl, Korianderöl, Sonnenblumenöl, Baumwollsaatöl, Erdnußöl,
Leinöl, Lardöl oder Schweineschmalz. Aufgrund ihres hohen natürlichen Anteils an gesättigten
Fettsäuren hat es sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, von Kokosöl, Palmkernöl
oder Rindertalg auszugehen. Die Sulfierung der gesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22
Kohlenstoffatomen oder der Mischungen aus Fettsäureglycerinestern mit Iodzahlen kleiner
5, die Fettsäure mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen enthalten, erfolgt vorzugsweise durch
Umsetzung mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließender Neutralisierung mit wäßrigen
Basen, wie sie in der internationalen Patentanmeldung WO 91/9009 angegeben ist.
[0035] Die Sulfierprodukte stellen ein komplexes Gemisch dar, das Mono-, Di- und Triglyceridsulfonate
mit α-ständiger und/oder innenständiger Sulfonsäuregruppierung enthält. Als Nebenprodukte
bilden sich sulfonierte Fettsäuresalze, Glyceridsulfate, Glycerinsulfate, Glycerin
und Seifen. Geht man bei der Sulfierung von gesättigten Fettsäuren oder gehärteten
Fettsäureglycerinestergmeischen aus, so kann der Anteil der α-sulfonierten Fettsäure-Disalze
je nach Verfahrensführung durchaus bis etwa 60 Gew.-% betragen.
[0036] Geeignete Tenside vom Sulfat-Typ sind die Schwefelsäuremonoester aus primären Alkoholen
natürlichen und synthetischen Ursprungs. Als Alk(en)ylsulfate werden die Schwefelsäurehalbester
der C
12-C
18-Fettalkohole beispielsweise aus Kokosfettalkohol, Talgfettalkohol, Lauryl-, Myristyl-,
Cetyl- oder Stearylalkohol oder den C
10-C
20-Oxaalkoholen, und diejenigen sekundärer Alkohole dieser Kettenlänge bevorzugt. Weiterhin
bevorzugt sind Alk(en)ylsulfate der genannten Kettenlänge, welche einen synthetischen,
auf petrochemischer Basis hergestellten geradkettigen Alkylrest enthalten, die ein
analoges Abbauverhalten besitzen wie die adäquaten Verbindungen auf Basis von fettchemischen
Rohstoffen. Aus waschtechnischem Interesse sind C
16-C
18-Alk(en)ylsulfate insbesondere bevorzugt. Dabei kann es auch von besonderem Vorteil
und insbesondere für maschinelle Waschmittel von Vorteil sein, C
16-C
18-Alk(en)ylsulfate in Kombination mit niedriger schmelzenden Aniontensiden und insbesondere
mit solchen Aniontensiden, die einen niedrigeren Krafft-Punkt aufweisen und bei relativ
niedrigen Waschtemperaturen von beispielsweise Raumtemperatur bis 40°C eine geringe
Kristallisationsneigung zeigen, einzusetzen. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthalten die Mittel daher Mischungen aus kurzkettigen und langkettigen
Fettalkylsulfaten, vorzugsweise Mischungen aus C
12-C
14-Fettalkylsulfaten oder C
12-C
16-Fettalkylsulfaten mit C
16-C
18-Fettalkylsulfaten. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
jedoch nicht nur gesättigte Alkylsulfate, sondern auch ungesättigte Alkenylsulfate
mit einer Alkenylkettenlänge von vorzugsweise C
16-C
22 eingesetzt. Dabei sind insbesondere Mischungen aus gesättigten, überwiegend aus C
16 bestehenden sulfierten Fettalkoholen und ungesättigten, überwiegend aus C
18 bestehenden sulfierten Fettalkoholen bevorzugt. Dabei sind Gewichtsverhältnisse von
Alkylsulfaten zu Alkenylsulfaten von 10:1 bis 1:2 und insbesondere von etwa 5:1 bis
1:1 bevorzugt.
[0037] Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 9 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradkettigen
oder verzweigten C
7-C
21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C
9-C
11-Alkohole mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C
12-C
18-Fettalkohole mit 2 bis 4 EO, sind geeignet. Sie werden in Waschmitteln aufgrund ihres
hohen Schaumverhaltens nur in relativ geringen Mengen, beispielsweise in Mengen von
1 bis 5 Gew.-%, eingesetzt.
[0038] Bevorzugte Aniontenside sind 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 darstellen. Bevorzugte Sulfosuccinate
enthalten C
8-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 (Beschreibung siehe unten).
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.
[0039] Bevorzugte granulare Wasch- oder Reinigungsmittel enthalten als anionische Tenside
Alkylbenzolsulfonate und/oder Alkylsulfat, vorzugsweise Fettalkylsulfat, und/oder
sulfierte Fettsäureglycerinester, wobei das Gewichtsverhältnis sulfierte Fettsäureglycerinester
zu Alkylbenzolsulfonat und/oder Alkylsulfat 1:9 bis 4:1 und insbesondere 2:5 bis 2:1
beträgt.
[0040] Als weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen, vorzugsweise in Mengen
von 0,2 bis 8 und insbesondere von 0,5 bis 5 Gew.-%, in Betracht. Geeignet sind gesättigte
Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure oder
Stearinsäure, sowie insbesondere aus natürlichen Fettsäuren, z.B. Kokos-, Palmkern-
oder Talgfettsäuren, abgeleitete Seifengemische. Insbesondere sind solche Seifengemische
bevorzugt, die zu 50 bis 100 Gew.-% aus gesättigten C
12-C
18-Fettsäureseifen und zu 0 bis 50 Gew.-% aus Ölsäureseife zusammengesetzt sind.
[0041] Die anionischen Tenside 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.
[0042] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die granularen Wasch- oder
Reinigungsmittel zusätzlich zu den anionischen Tensiden auch nichtionische Tenside,
vorzugsweise in Mengen von 1 bis 15 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 2 bis 12 Gew.-%.
[0043] Als nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise flüssige
ethoxylierte, insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 9 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, bzw.
lineare und methylverzweigte Rest 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 bevorzugt, z.B. aus
Kokos-, Talgfett- oder Oleylalkohol, und durchschnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol
bevorzugt. Zu den bevorzuten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C
12-C
14-Alkohole mit 3 EO oder 4 EO, C
9-C
11-Alkhol 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-Alkhol mit 5 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.
[0044] Außerdem können als weitere nichtionische Tenside auch Alkylglykoside eingesetzt
werden.
[0045] Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H
2O
2 liefernden Verbindungen haben das Natriumperborattetrahydrat und das Natriumperboratmonohydrat
besondere Bedeutung. Weitere brauchbare Bleichmittel sind beispielsweise Natriumpercarbonat,
Peroxypyrophosphate, Citratperhydrate sowie H
2O
2 liefernde persaure Salze oder Persäuren, wie Perbenzoate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure
oder Diperdodecandisäure. Der Gehalt der Mittel an Bleichmitteln beträgt vorzugsweise
5 bis 25 Gew.-% und insbesondere 10 bis 20 Gew.-%, wobei vorteilhafterweise Perboratmonohydrat
eingesetzt wird.
[0046] Um beim Waschen bei Temperaturen von 60°C und darunter eine verbesserte Bleichwirkung
zu erreichen, können Bleichaktivatoren in die Präparate eingearbeitet werden. Beispiele
hierfür sind mit H
2O
2 organische Persäuren bildende N-Acyl- bzw. O-Acyl-Verbindungen, vorzugsweise N,N'-tetraacylierte
Diamine, ferner Carbonsäureanhydride und Ester von Polyolen wie Glucosepentaacetat.
Der Gehalt der bleichmittelhaltigen Mittel an Bleichaktivatoren liegt in dem üblichen
Bereich, vorzugsweise zwischen 1 und 10 Gew.-% und insbesondere zwischen 3 und 8 Gew.-%.
Besonders bevorzugte Bleichaktivatoren sind N,N,N',N'-Tetraacetylethylendiamin und
1,5-Diacetyl-2,4-dioxo-hexahydro-1,3,5-triazin.
[0047] Vergrauungsinhibitoren haben die Aufgabe, den von der Faser abgelösten Schmutz in
der Flotte suspendiert zu halten, und so das Vergrauen zu verhindern. Hierzu sind
wasserlösliche Kolloide meist organischer Natur geeignet, beispielsweise die wasserlöslichen
Salze polymerer Carbonsäuren, 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 lösliche Stärkepräparate und andere als
die obengenannten Stärkeprodukte verwenden, z.B. abgebaute Stärke, Aldehydstärken
usw. Auch Polyvinylpyrrolidon ist brauchbar. Bevorzugt werden jedoch Celluloseether,
wie Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Hydroxyalkylcellulose und Mischether,
wie Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxyporpylcellulose, Methylcarboxymethylcellulose
und deren Gemische eingesetzt, beispielsweise in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen
auf die Mittel, eingesetzt.
[0048] Das Schäumvermögen der Tenside läßt sich durch Kombination geeigneter Tensidtypen
steigern oder verringern; eine Verringerung läßt sich ebenfalls durch Zusätze nichttensidartiger
Substanzen erreichen. Beim Einsatz in maschinellen Waschverfahren 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 Bistearylethylendiamid. Mit Vorteilen werden auch Gemische
aus verschiedenen Schauminhibitoren verwendet, z.B. solche aus Silikonen, Paraffinen
oder Wachsen. Vorzugsweise sind die Schauminhibitoren, insbesondere Silikon- oder
Paraffin-haltige Schauminhibitoren, an eine granulare, in Wasser lösliche bzw. dispergierbare
Trägersubstanz gebunden.
[0049] Als Enzyme kommen solche aus der Klasse der Proteasen, Lipassen, Amylasen, Cellulasen
bzw. deren Gemische in Frage. Besonders gut geeignet sind aus Bakterienstämmen oder
Pilzen, wie Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis und Streptomyces griseus gewonnene
enzymatische Wirkstoffe. Vorzugsweise werden Proteasen vom Subtilisin-Typ und insbesondere
Proteasen, die aus Bacillus lentus gewonnen werden, eingesetzt. Dabei sind Enzymmischungen,
beispielsweise aus Protease und Amylase oder Protease und Lipase oder Protease und
Cellulase oder Protease, Amylase und Lipase oder Protease, Lipase und Cellulase, von
besonderem Interesse. Auch Oxidasen haben sich in einigen Fällen als geeignet erwiesen.
Die Enzyme können an Trägerstoffen adsorbiert und/oder in Hüllsubstanzen eingebettet
sein, um sie gegen vorzeitige Zersetzung zu schützen. Der Anteil der Enzyme, Enzymmischungen
oder Enzymgranulate kann beispielsweise etwa 0,2 bis etwa 2 Gew.-% betragen.
[0050] Zusätzlich können die Mittel Enzymstabilisatoren enthalten. Beispielsweise können
0,5 bis 1 Gew.-% Natriumformiat eingesetzt werden. Möglich ist auch der Einsatz von
Proteasen, die mit löslichen Calciumsalzen und einem Calciumgehalt von vorzugsweise
etwa 1,2 Gew.-%, bezogen auf das Enzym, stabilisiert sind. Besonders vorteilhaft ist
jedoch der Einsatz von Borverbindungen, beispielsweise von Borsäure, Boroxid, Borax
und anderen Alkalimetallboraten wie den Salzen der Orthoborsäure (H
3BO
3) der Metaborsäure (HBO
2) und der Pyroborsäure (Tetraborsäure H
2B
4O
7).
[0051] Die Mittel können als optische Aufheller Derivate dere Diaminostilbendisulfonsäure
bzw. deren Alkalimetallsalze enthalten. Geeignet sind z.B. 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, z.B. 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
Aufheller können verwendet werden.
[0052] Die erfindungsgemäßen granularen Wasch- oder Reinigungsmittel können ein Schüttgewicht
zwischen etwa 300 und 1100 g/l aufweisen. Dabei werden Granulate bevorzugt, die ein
Schüttgewicht oberhalb 450 g/l, insbesondere zwischen 500 und 1100 g/l aufweisen.
[0053] Sowohl die erfindungsgemäßen Kombinationen als auch die erfindungsgemäßen Wasch-
oder Reinigungsmittel können in an sich üblicher Weise, beispielsweise durch Mischen,
Granulieren, Extrudieren und/oder durch Sprühtrocknung einer wäßrigen Aufschlämmung
und gegebenenfalls anschließende Zumischung von temperaturempfindlichen Komponenten
hergestellt werden. Im Falle der Wasch- oder Reinigungsmittel können dabei separat
hergestellte Gerüststoffkombinationen in Form eines sprühgetrockneten oder granulierten
Compounds als Zumischkomponente zu anderen granularen Bestandteilen des Wasch- oder
Reinigungsmittels eingesetzt werden. Ebenso ist es möglich die Gerüststoffe und Komplexbildner
einzeln in an sich üblicher Weise und beliebiger Reihenfolge in die Mittel einzuarbeiten.
Beispiel
Vergleich des Waschvermögens
[0054]
Waschmittelzusammensetzung |
Gew.-% |
|
Waschmittel erfindungsgemäß |
Vergleich |
C5-C11-Alkylbenzolsulfonsäure-Natriumsalz |
7,5 |
7,5 |
Talgfettalkoholsulfat |
4 |
4 |
C13-C15-Ethoxylierte Fettalkohole (7 EO) |
4 |
4 |
C14-C18-Fettsäure-Natriumsalz |
2,8 |
2,8 |
Entschäumergranulat |
0,4 |
0,4 |
Zeolith A |
- |
25 |
Natriumsilikat (SiO2:Na2O = 3,3:1) |
2,6 |
2,6 |
Natriumcarbonat |
9,1 |
9,1 |
Acrylsäure/Maleinsäure Copolymer |
- |
5,5 |
Carboxymethylcellulose |
1 |
1 |
EDTA-Tetranatriumsalz |
- |
0,4 |
Phosphonat (HEDP) |
- |
0,5 |
optischer Aufheller (Trimopal DMS-X) |
0,2 |
0,2 |
Natriumsulfat |
5,7 |
5,7 |
Natriumperborattetrahydrat |
20 |
20 |
Tetraacetylethylendiamin |
3 |
3 |
Enzymgranulat |
0,5 |
0,5 |
Iminodibernsteinsäure-Tetranatriumsalz |
23 |
- |
Polyasparaginsäure-Natriumsalz Mw 3000 |
6 |
- |
Wasser |
ad 100 % |
ad 100 % |
Versuchsbedingungen
[0055]
Waschgerät: |
Miele W 811 |
Waschverfahren: |
Einlaugenverfahren |
Beladung: |
3,5 kg Füllwäsche incl. Testgewebe |
Beladung: Flotte: |
1 : 5,7 |
Temperatur: |
90°C Kochwaschprogramm |
Wasserhärte: |
18°d (= 320 ppm CaCO3 mit Ca:Mg = 5:1) |
Dosierung: |
105 g / Maschine |
[0056] Aus den flüssigen Bestandteilen wird eine Stammlösung hergestellt. Die pulverförmigen
Bestandteile werden für jeden Waschversuch abgewogen und der Stammlösung zu Beginn
des Waschvorgangs zugesetzt.
[0057] Die im folgenden Gewebetypen*) sind erhältlich und beschrieben vom Waschmittelforschungsinstitut
Krefeld (WFK). Die hinter dem Gewebetyp aufgeführten Artikelnummern beziehen sich
auf die Registrierung des Gewebetyps beim WFK.
[0058] Folgende Kriterien für die Waschwirksamkeit dieser Produkte sollten erfaßt werden:
- -
- Primärwaschwirkung an Testgeweben unterschiedlicher Anschmutzungen
- -
- Vergrauung nach 25 Waschzyklen an weißen Testgeweben
- -
- Farbvergrauung (Redeposition) nach 25 Wäschen an CO 11 A*
- -
- Anorganische und organische Inkrustierung nach 25 Waschzyklen an CO 11 A*
- -
- Schädigungsfaktor nach 25 Wäschen an CO 11 A* (Standard-Baumwolle nach DIN 53 919, IEC 2267)
[0059] Die Bestimmung der Waschwirkung erfolgte an unter Beiladung von durchschnittlich
verschmutzter Haushaltswäsche mitgewaschenen Testgeweben. Als Testgewebe wurden eingesetzt:
- Waschgangskontrollstreifen Gewebe 53 919 G nach DIN 53 919-T2 (Art.-Nr. 11A)
[0060] Daran wird nach 25 Wäschen die Vergrauung (einschließlich Farbvergrauung), die anorganische
und organische Inkrustierung gemessen.
[0061] Für die Vergrauungsmessung werden zusätzlich als Testgewebe eingesetzt:
- wfk - CO-Frottiergewebe (Art.-Nr. 12 A)
- wfk - PES/CO-Gewebe (Art.-Nr. 20 A)
[0062] Diese Gewebearten wurden 25 mal mitgewaschen und anschließend über Remissionsmessungen
in Anlehnung an DIN 44 983-T21 ausgewertet.
[0063] Die Bleichwirkung wird anhand der Bleichintensität BI an dem Bleichtestgewebe nach
25 Wäschen nach Pkt. 4.2 der DIN 44 983-T21 bestimmt.
- wfk - Bleichtestgewebe (Art.-Nr. 10 E)
[0064] Sie wurden nach folgender Formel berechnet:
- a =
- Remissionswert des ungefärbten, weißen Ausgangsgewebes
- b =
- Mittelwert aus 4 Messungen des ungewaschenen wfk-Bleichtestgewebes
- c =
- Mittelwert aus 4 Messungen des 25 mal gewaschenen wfk-Bleichtestgewebes
[0065] Die Gewebeasche, die Auskunft über Ablagerungen auf dem Gewebe während des Waschens
gibt, wird an Baumwoll-Standardgewebe nach DIN 53 919-T01 nach 25 Waschzyklen entsprechend
DIN 44 983 E-T21 (= anorganische Inkrustation) ermittelt. Zusätzlich wird die organische
Inkrustation durch Extraktion mit Methanol bestimmt.
[0066] Je Waschvorgang wurden fernerhin 4 Trägergewebe 40 * 50 cm
2 aus PES/CO zugesetzt, auf die zur Beurteilung der Schmutzentfernung folgende Gewebeprüflinge
von 10 * 10 cm
2 aufgenäht wurden:
- wfk-CO-Pigment/Hautfett nach Bey (Art.-Nr. 10 C)
- wfk-PES/CO-Pigment/Hautfett nach Bey (Art.-Nr. 20 C)
- CFT-CO-Pigment/Öl (Art.-Nr. AS-8)
- wfk-CO-Kakao (Art.-Nr. 10-F)
- CFT-CO-Tee (Art.-Nr. BC-1)
- CFT-CO-Blut (Art.-Nr. CS-1)
- CFT-CO-Pigment/Öl/Milch (Art.-Nr. AS-10)
[0067] Die Schmutztestgewebe-Prüflinge wurden einmal gewaschen, getrocknet und auf der nicht
zu messenden linken Seite vorsichtig glatt gebügelt. Die Reinigungswirkung wurde in
Anlehnung an DIN 44 983-T21 Pkt. 4.1 durch Messung der Remission an den gewaschenen
Schmutzgeweben ermittelt. Aus den insgesamt gemessenen Remissionseinzelwerten wurde
je Gewebetyp der Mittelwert und der entsprechende Vertrauensbereich für 95 %ige statistische
Sicherheit errechnet.
4. Ergebnisse der Untersuchung
4.1 Ergebnisse bei einer Wasserhärte von 3,2 mmol/l (18°d)
[0068] Die Ergebnisse der Waschwirkung bei 3,2 mmol/l (18°d) Wasserhärte sind in den Tabellen
1 und 2 dargestellt.
Tabelle 1
Primärwaschergebnisse (Remissionswerte) |
|
Produkt |
Testgewebe |
erfindungsgemäße Waschmittelformulierung |
Vergleich |
wfk-10 C |
61,9 ± 0,5 |
61,1 ± 1,8 |
wfk-20 C |
58,5 ± 0,7 |
57,8 ± 0,6 |
wfk-10 F |
74,5 ± 0,7 |
73,6 ± 0,4 |
CFT-CS-1 |
53,7 ± 0,5 |
52,1 ± 0,6 |
CFT-AS-10 |
79,5 ± 0,3 |
77,4 ± 0,1 |
CFT-BC-1 |
68,6 ± 0,4 |
66,3 ± 0,3 |
CFT-AS-8 |
68,4 ± 0,4 |
69,0 ± 0,3 |
Tabelle 2
Ergebnisse der Sekundärwaschwirkung |
|
Produkt |
Testgewebe |
Erfindungsgemäße Waschmittelformulierung |
Vergleich |
Bleichintensität (BI) |
86 |
83 |
Vergrauung (ΔR) an folgenden Geweben: |
|
|
CO (11A) |
2,7 |
2,7 |
CO (12A) |
1,5 |
1,5 |
PES/CO (20A) |
7,7 |
8,0 |
Farbvergrauung (ΔR) an CO(11A): |
1,5 |
1,5 |
Asche (%) |
2,0 |
3,4 |
Schädigungsfaktor (s) |
0,6 |
0,7 |
org. Inkrustierung (%) |
0,42 |
0,51 |
[0069] Obwohl im erfindungsgemäßen Waschmittel auf die Verwendung von EDTA-Tetranatriumsalz
und Phosphonat zur Bleichmittelstabilisierung verzichtet wurde, wurden bei der Primärwaschwirkung
gleich gute bis tendenziell bessere Ergebnisse, verglichen mit dem Standardwaschmittel,
erzielt. Gleiches gilt für die Bleichintensität und die Farbvergrauung.