Gebiet der Erfindung
[0001] Gegenstand der Erfindung sind Waschmittelformulierungen für Textilien enthaltend
Rhamnolipide, wobei der Gehalt an di-Rhamnolipiden überwiegt, sowie die Verwendung
von bestimmten Rhamnolipid-Mischungszusammensetzungen und der vorgenannten Waschmittelformulierungen
zur Beschleunigung von Schaumentstehung und/oder zur Schaumstabilisierung sowie die
Verwendung von Rhamnolipiden zur Verhinderung der Vergrauung eines Textils.
Stand der Technik
[0002] Wässrige Tensidlösungen zeigen in Abhängigkeit ihrer Zusammensetzung unterschiedlich
schnellen Schaumaufbau und eine unterschiedliche Schaumstabilität. Schaumbildung und
-zerfall werden durch die Anwesenheit von Schmutz beeinflusst. Schaumstabilität ist
insbesondere beim Waschen von Wäsche bzw. Gewebe ein für den Verbraucher wichtiges
Qualitätsmerkmal.
Wünschenswert sind Waschmittelformulierungen mit hoher Schaumstabilität.
[0003] Überraschend wurde gefunden, dass Rhamnolipide (RL) mit einem hohen Gehalt an di-
Rhamnolipiden in Waschmittelformulierungen einen stabileren Schaum und/oder mehr Schaumbildung
zeigen als Tenside nach dem Stand der Technik, insbesondere in Gegenwart von hoher
Schmutzlast.
Beschreibung der Erfindung
[0004] Überraschenderweise wurde gefunden, dass die im Folgenden beschriebenen Formulierungen
die der Erfindung gestellt Aufgabe zu lösen vermögen.
[0005] Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Waschmittelformulierungen für Textilien
enthaltend eine Rhamnolipid-Mischungszusammensetzung mit einem erhöhten Anteil an
di-Rhamnolipiden.
[0006] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von bestimmten Rhamnolipid-Mischungszusammensetzungen
und der vorgenannten Waschmittelformulierungen zur Beschleunigung von Schaumentstehung
und/oder zur Schaumstabilisierung sowie die Verwendung von Rhamnolipiden zur Verhinderung
der Vergrauung eines Textils
[0007] Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass die eingesetzten Tenside in der Waschmittelformulierung
biologisch abbaubar sind.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Formulierungen ist deren überragende Schaumstabilität
im Wässrigen.
Noch ein Vorteil der erfindungsgemäßen Formulierungen ist deren überragendes Schaumvolumen
im Wässrigen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Formulierungen ist deren hervorragendes
Anschäumverhalten.
Noch ein Vorteil der erfindungsgemäßen Formulierungen ist deren einfache Formulierbarkeit
in beliebigen wässrigen, tensidischen Systemen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Formulierungen ist deren gute Verdickbarkeit
mit konventionellen Verdickern in Formulierungen.
Noch ein Vorteil ist ihre gute Auswaschbarkeit von Textilien.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Formulierungen ist ihre Mildheit bzw. gute
physiologische Verträglichkeit, insbesondere charakterisiert durch einen hohen Wert
im Red Blood-Cell (RBC) Test.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Formulierungen ist, dass sie einen angenehmen
Weichgriff des Textils nach dem Waschen hinterlassen.
[0008] Unter dem Begriff "Rhamnolipid" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden
insbesondere Verbindungen der allgemeinen Formel (I) oder deren Salze verstanden,

wobei
m = 2, 1 oder 0,
n = 1 oder 0,
R1 und R2 = unabhängig voneinander gleicher oder verschiedener organischer Rest mit 2 bis 24,
bevorzugt 5 bis 13 Kohlenstoffatomen, insbesondere gegebenenfalls verzweigter, gegebenenfalls
substituierter, insbesondere hydroxy-substituierter, gegebenenfalls ungesättigter,
insbesondere gegebenenfalls einfach, zweifach oder dreifach ungesättigter, Alkylrest,
bevorzugt solcher ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pentenyl, Heptenyl, Nonenyl,
Undecenyl und Tridecenyl und (CH2)o-CH3 mit O = 1 bis 23, bevorzugt 4 bis 12.
Unter dem Begriff "di-Rhamnolipid" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
werden Verbindungen der allgemeinen Formel (I) oder deren Salze verstanden, bei denen
n =1.
Unter dem Begriff "mono-Rhamnolipid" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
werden Verbindungen der allgemeinen Formel (I) oder deren Salze verstanden, bei denen
n =0.
Distinkte Rhamnolipide werden gemäß folgender Nomenklatur abgekürzt:
Unter "diRL-CXCY" werden di-Rhamnolipide der allgemeinen Formel (I) verstanden, bei
denen einer der Reste R
1 und R
2 = (CH
2)
o-CH
3 mit o = X-4 und der verbleibende Rest R
1 oder R
2 = (CH
2)
o-CH
3 mit o = Y-4.
Unter "monoRL-CXCY" werden mono-Rhamnolipide der allgemeinen Formel (I) verstanden,
bei denen einer der Reste R
1 und R
2 = (CH
2)
o-CH
3 mit o = X-4 und der verbleibende Rest R
1 oder R
2 = (CH
2)
o-CH
3 mit o = Y-4.
[0009] Die verwendete Nomenklatur unterscheidet somit nicht zwischen "CXCY" und "CYCX".
Für Rhamnolipide mit m=0 wird entsprechend monoRL-CX bzw. diRL-CX verwendet. Ist einer
der oben genannten Indices X und/oder Y mit ,,:Z" versehen, so bedeutet dies, dass
der jeweilige Rest R
1 und/oder R
2 = ein unverzweigter, unsubstituierter Kohlenwasserstoffrest mit X-3 bzw. Y-3 Kohlenstoffatomen
aufweisend Z Doppelbindungen darstellt.
[0010] Der "pH-Wert" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist definiert als der
Wert, welcher für entsprechenden Stoff bei 25 °C nach fünf Minuten Rühren mit einer
gemäß ISO 4319 (1977) kalibrierten pH-Elektrode gemessen wird.
Unter dem Begriff "wässriges" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist eine
Zusammensetzung zu verstehen, die mindestens 5 Gew.-% Wasser, bezogen auf die betrachtete
Gesamtzusammensetzung enthält.
[0011] Alle angegebenen Prozent (%) sind, wenn nicht anders angegeben, Massenprozent. Beansprucht
wird somit eine Waschmittelformulierung für Textilien enthaltend eine mono- und di-Rhamnolipid-Mischungszusammensetzung,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von di-Rhamnolipiden zu mono-Rhamnolipiden
größer als 51:49, bevorzugt größer 75:25, besonders bevorzugt 97:3, insbesondere größer
98:2 ist.
Durch den Begriff "mono- und di-Rhamnolipid-Mischungszusammensetzung" im Zusammenhang
mit der vorliegenden Erfindung ist herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Mischungszusammensetzung
mono-Rhamnolipide enthält. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Waschmittelformulierung
bei Raumtemperatur flüssig.
[0012] Erfindungsgemäß bevorzugte Waschmittelformulierung ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Rhamnolipid-Mischungszusammensetzung
51 Gew.-% bis 95 Gew.-%, bevorzugt 70 Gew.-% bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt
75 Gew.-% bis 85 Gew.-%, diRL-C10C10 und
0,5 Gew.-% bis 9 Gew.-%, bevorzugt 0,5 Gew.-% bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt
0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-%, monoRL-C10C10
enthält,
wobei sich die Gewichtsprozente auf die Summe aller enthaltenen Rhamnolipide beziehen,
[0013] Erfindungsgemäß bevorzugte Waschmittelformulierung ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Rhamnolipid-Mischungszusammensetzung neben den oben genannten diRL-C10C10- und
monoRL-C10C10 Gehalten
0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bevorzugt 3 Gew.-% bis 12 Gew.-%, besonders bevorzugt
5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, diRL-C10C12:1
enthält,
wobei sich die Gewichtsprozente auf die Summe aller enthaltenen Rhamnolipide beziehen.
[0014] Erfindungsgemäß bevorzugte Waschmittelformulierung ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Rhamnolipid-Mischungszusammensetzung neben den oben genannten diRL-C10C10- und
monoRL-C10C10 Gehalten
0,5 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 7 Gew.-%
bis 12 Gew.-%, diRL-C10C12
enthält,
wobei sich die Gewichtsprozente auf die Summe aller enthaltenen Rhamnolipide beziehen.
[0015] Erfindungsgemäß bevorzugte Waschmittelformulierung ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Rhamnolipid-Mischungszusammensetzung neben den oben genannten diRL-C10C10- und
monoRL-C10C10 Gehalten
0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,5 Gew.-% bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt
0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-%, monoRL-C10C12 und/oder, bevorzugt und
0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,5 Gew.-% bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt
0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-%, monoRL-C10C12:1,
enthält,
wobei sich die Gewichtsprozente auf die Summe aller enthaltenen Rhamnolipide beziehen.
[0016] Es kann vorteilhaft sein und ist daher bevorzugt, wenn die in der erfindungsgemäßen
Formulierung enthaltene Rhamnolipid-Mischungszusammensetzung neben den oben genannten
diRL-C10C10- und monoRL-C10C10 Gehalten
0,1 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bevorzugt 2 Gew.-% bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt
4 Gew.-% bis 8 Gew.-%, diRL-C8C10,
enthält,
wobei sich die Gewichtsprozente auf die Summe aller enthaltenen Rhamnolipide beziehen.
[0017] Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Waschmittelformulierung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Rhamnolipid-Mischungszusammensetzung neben den oben genannten diRL-C10C10-
und monoRL-C10C10 Gehalten
0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bevorzugt 3 Gew.-% bis 12 Gew.-%, besonders bevorzugt
5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, diRL-C10C12:1,
0,5 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 7 Gew.-%
bis 12 Gew.-%, diRL-C10C12,
0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,5 Gew.-% bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt
0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-%, monoRL-C10C12 und
0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,5 Gew.-% bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt
0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-%, monoRL-C10C12:1,
enthält,
wobei sich die Gewichtsprozente auf die Summe aller enthaltenen Rhamnolipide beziehen.
[0018] Es ist überdies hinaus bevorzugt, wenn die in der erfindungsgemäßen Formulierung
enthaltene Rhamnolipid-Mischungszusammensetzung Rhamnolipide der Formel monoRL-CX
bzw. diRL-CX in nur kleinen Mengen enthält. Insbesondere enthält die erfindungsgemäße
Mischungszusammensetzung bevorzugt
0 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0 Gew.-% bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 Gew.-%
bis 1 Gew.-%, diRLC10, wobei sich die Gewichtsprozente auf die Summe aller enthaltenen
Rhamnolipide beziehen, und unter dem Begriff "0 Gew.-%" keine nachweisbare Menge zu
verstehen ist.
[0019] Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die erfindungsgemäßen Formulierungen im Wesentlichen
frei von fettem Öl (bei 20 °C flüssigen Acylglycerolen) sind und somit insbesondere
weniger als 0,5 Gew.-%, insbesondere weniger als 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt keine
nachweisbaren Mengen fettes Öl bezogen auf die gesamte Mischungszusammensetzung enthalten.
[0021] Insbesondere die im Folgenden beschriebenen Verfahren eignen sich zur Herstellung
von den in den erfindungsgemäßen Formulierungen enthaltenen Mischungszusammensetzungen.
Ein erstes Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:
Ia) Bereitstellen einer Pseudomonas putida Zelle, die derart gentechnisch verändert wurde, dass sie jeweils mindestens ein Gen
der Gruppe rhIA, rhIB und rhIC überexprimiert,
IIa) in Kontakt Bringen der erfindungsgemäßen Zelle mit einem Medium beinhaltend mindestens
eine Kohlenstoffquelle
IIIa) Kultivieren der Zelle unter Bedingungen, die es der Zelle ermöglichen, aus der
Kohlenstoffquelle Rhamnolipid zu bilden und
IVa) gegebenenfalls Isolierung der gebildeten Rhamnolipide,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gen rhIC verglichen zu rhIB stärker, insbesondere
mindestens 1,5-fach, bevorzugt mindestens 2-fach, besonders bevorzugt mindestens 10-fach
stärker, überexprimiert wird.
Die relative Stärke der oben beschriebenen Überexpression lässt sich beispielsweise
mit Hilfe von RT-PCR bestimmen, bei der die Menge an gebildeter mRNA für das jeweilige
Gen bestimmt wird.
Eine Regulierung der Stärke der Expression kann der Fachmann gezielt beispielsweise
durch die Wahl von Promotoren oder durch den Einsatz induzierbarer Promotoren in Kombination
mit Menge an Induktor erreichen oder auch durch Genvervielfachungen. Ein alternatives
Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:
Ib) Bereitstellen einer Pseudomonas putida Zelle, die derart gentechnisch verändert wurde, dass sie jeweils mindestens ein exogenes
Gen der Gruppe rhIA, rhIB und rhIC, von denen mindestens eines unter der Kontrolle
eines induzierbaren Promotors steht, aufweist,
IIb) in Kontakt Bringen und Kultivieren der erfindungsgemäßen Zelle mit einem Medium
beinhaltend mindestens eine Kohlenstoffquelle unter Erreichung einer Zelldichte von
1-30 g Zelltrockenmasse pro L Fermentationsbrühe, bevorzugt 2-20 g Zelltrockenmasse
pro L Fermentationsbrühe, besonders bevorzugt 5-15 g Zelltrockenmasse pro L Fermentationsbrühe,
IIIb) Induzieren des mindestens einen induzierbaren Promotors und Kultivieren der
Zelle unter Bedingungen, die es der Zelle ermöglichen, aus der Kohlenstoffquelle Rhamnolipid
zu bilden und
IVb) gegebenenfalls Isolierung der gebildeten Rhamnolipide.
Unter dem Begriff "induzierbarer Promotor" ist im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung ein Promotor zu verstehen, der durch eine Veränderung des die Zelle umgebenden
Mediums seine Aktivität ändert. Veränderungen können zum Beispiel Temperaturänderungen
und Konzentrationsänderungen von bestimmten Substanzen umfassen.
Unter dem Begriff "Induzieren des mindestens einen induzierbaren Promotors" ist im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass die Aktivität des induzierbaren
Promotors durch eine Veränderung des die Zelle umgebenden Mediums erhöht wird.
Geeignete induzierbare Promotoren im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sind
beispielsweise Promotoren, die durch Zugabe chemischer Induktoren (etwa Laktose, IPTG,
Dicyclopropylketon, Tetracyclin, Doxycyclin, Propionat, Cumat, Benzoat, Arabinose,
Rhamnose, Nikotinsäure, etc.) induziert werden, die durch veränderte Umweltbedingungen
(etwa auftretender Phosphat- oder Schwefelmangel, veränderte Temperaturen oder pH,
etc.) induziert werden, oder die durch bestimmte physiologische Zustände (etwa bestimmte
Zelldichten oder Wachstumsraten bzw. - phasen) induziert werden.
Insbesondere bevorzugt in dem Verfahren eingesetzte induzierbare Promotoren sind ausgewählt
aus der Gruppe der durch Dicyclopropylketon, Tetracyclin, Doxycyclin, Propionat, Cumat,
Benzoat, Phosphatmangel, Schwefelmangel oder eine verminderte Wachstumsrate induzierbaren
Promotoren.
Die Gene rhIA, rhIB und rhIC sind in beiden oben beschriebenen Verfahren bevorzugt
ausgewählt aus denen aus
P. aeruginosa.
[0022] Bevorzugte erfindungsgemäße Formulierungen enthalten neben der Rhamnolipid-Mischungszusammensetzung
mindestens ein weiteres Tensid, wobei beispielsweise anionische, nichtionische, kationische
und/oder amphotere Tenside eingesetzt werden können, wobei anionische Tenside bevorzugt
sind.
[0023] Bevorzugt sind aus anwendungstechnischer Sicht Mischungen aus anionischen und nichtionischen
Tensiden in den erfindungsgemäßen Formulierungen enthalten.
Der Gesamttensidgehalt der erfindungsgemäßen Formulierung beträgt vorzugsweise 5 bis
40 Gew.-% und besonders bevorzugt 9 bis 35 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Formulierung.
[0024] 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 bzw. 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, zum Beispiel aus Kokos-, Palm-, Talgfett- oder Oleylalkohol,
und durchschnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den bevorzugten ethoxylierten
Alkoholen gehören beispielsweise C12-C14-Alkohole mit 3 EO, 4 EO oder 7 EO, C9-C11-Alkohol
mit 7 EO, C13-C15- Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C12-C18-Alkohole mit 3
EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C12-C14-Alkohol mit
3 EO und C12-C18-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. Zusätzlich zu diesen nichtionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr
als 12 EO eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Talgfettalkohol mit 14 EO, 25
EO, 30 EO oder 40 EO. Auch nichtionische Tenside, die EO- und PO(Propylenoxid)-Gruppen
zusammen im Molekül enthalten, sind einsetzbar. Hierbei können Blockcopolymere mit
EO-PO-Blockeinheiten bzw. PO-EO-Blockeinheiten eingesetzt werden, aber auch EO-PO-EO-Copolymere
bzw. PO-EO-PO-Copolymere.
Selbstverständlich sind auch gemischt alkoxylierte nichtionische Tenside einsetzbar,
in denen EO-und PO-Einheiten nicht blockweise, sondern statistisch verteilt sind.
Solche Produkte sind durch gleichzeitige Einwirkung von Ethylen- und Propylenoxid
auf Fettalkohole erhältlich.
Außerdem können als weitere nichtionische Tenside auch Alkylglykoside eingesetzt werden.
Eine weitere Klasse bevorzugt eingesetzter nichtionischer Tenside, die entweder als
alleiniges nichtionisches Tensid oder in Kombination mit anderen nichtionischen Tensiden
eingesetzt werden, sind alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder ethoxylierte
und propoxylierte Fettsaurealkylester, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
in der Alkylkette, insbesondere Fettsäuremethylester, wie sie beispielsweise in der
japanischen Patentanmeldung
JP 58/217598 beschrieben sind oder die vorzugsweise nach dem in der internationalen Patentanmeldung
WO-A-90/13533 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
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.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide; bei den Polyhydroxyfettsäureamiden
handelt es sich um Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden
Zuckers mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylierung
mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten
werden können.
[0025] Der Gehalt an nichtionischen Tensiden beträgt in den erfindungsgemäßen Formulierungen
bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 20 Gew.-% und insbesondere 9 bis 15
Gew.-%, jeweils bezogen auf die gesamte Formulierung.
[0026] Als anionische Tenside werden beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate und Sulfate
eingesetzt. Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen dabei vorzugsweise C9-C13-Alkylbenzolsulfonate,
Olefinsulfonate, d.h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten sowie Disulfonaten,
wie man sie beispielsweise aus C12-C18-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 C12-C18-Alkanen beispielsweise durch Sulfochlorierung oder
Sulfoxidation mit anschließender Hydrolyse bzw. Neutralisation gewonnen werden. Ebenso
sind auch die Ester von α -Sulfofettsäuren (Estersulfonate), zum Beispiel die α-sulfonierten
Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren geeignet.
Weitere geeignete anionische Tenside sind sulfierte Fettsäureglycerinester. Unter
Fettsäureglycerinestern sind die Mono-, Di- und Triester sowie deren Gemische zu verstehen,
wie sie bei der Herstellung durch Veresterung von einem Monoglycerin mit 1 bis 3 Mol
Fettsäure oder bei der Umesterung 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, Stearinsäure
oder Behensäure.
Als Alk(en)ylsulfate werden die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze der Schwefelsäurehalbester
der C12-C18-Fettalkohole, beispielsweise aus Kokosfettalkohol, Talgfettalkohol, Lauryl-,
Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol oder der C10-C20-Oxoalkohole und diejenigen
Halbester sekundärer Alkohole dieser Kettenlängen 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 der Basis von fettchemischen Rohstoffen.
Aus waschtechnischem Interesse sind die C12-C16-Alkylsulfate und C12-C18-Alkylsulfate
sowie C14-C18-Alkylsulfate bevorzugt. Auch 2,3-Alkylsulfate, welche beispielsweise
gemäß den
US-Patentschriften 3,234,258 oder
5,075,041 hergestellt werden und als Handelsprodukte der Shell Oil Company unter dem Namen
DAN® erhalten werden können, sind geeignete anionische Tenside.
Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradkettigen
oder verzweigten C7-C20-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C9-C11-Alkohole mit im Durchschnitt
3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C12-C18-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind geeignet.
Sie werden in Reinigungsmitteln aufgrund ihres hohen Schaumverhaltens nur in relativ
geringen Mengen, beispielsweise in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, eingesetzt.
Weitere geeignete anionische Tenside 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 C8-C18-Fettalkoholreste
oder Mischungen aus diesen. Insbesondere bevorzugte Sulfosuccinate enthalten einen
Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fettalkoholen ableitet. Dabei sind wiederum
Sulfosuccinate, deren Fettalkohol-Reste sich von ethoxylierten Fettalkoholen mit enger
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. Insbesondere bevorzugte anionische Tenside sind Seifen. Geeignet sind
gesättigte und ungesättigte Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure,
Palmitinsäure, Stearinsäure, (hydrierten) Erucasäure und Behensäure sowie insbesondere
aus natürlichen Fettsäuren, zum Beispiel Kokos-, Palmkern-, Olivenöl- oder Talgfettsäuren,
abgeleitete Seifengemische.
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.
[0027] Der Gehalt an anionischen Tensiden der erfindungsgemäßen Formulierung beträgt vorzugsweise
2 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 25 Gew.-% und insbesondere 5 bis 22 Gew.-% bezogen
auf die gesamte Formulierung.
[0028] Als amhpotere Tenside können erfindungsgemäß solche oberflächenaktiven Verbindungen
eingesetzt werden, die im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens
eine -COO-- oder -SO
3- -Gruppe tragen. Besonders bevorzugte amphotere Tenside sind in diesem Zusammenhang
Betain-Tenside wie Alkyl- oder Alkylamidopropylbetaine. Insbesondere sind hier Betaine
wie die N-Alkyl-N,N-dimethylammonium-glycinate, z. B. das Kokosalkyl-dimethylammoniumglycinat,
N-Acyl-aminopropyl-N,N-dimethylammoniumglycinate, z. B. das Kokosacylaminopropyldimethylammoniumglycinat,
das C12-C18-Alkyl-dimethyl-acetobetain, das Kokosamidopropyl-dimethyl-acetobetain,
2-Alkyl-3-carboxymethyl-3-hydroxyethyl-imidazoline und Sulfobetaine mit jeweils 8
bis 18 C-Atomen in der Alkyl-oder Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethylglycinat
bevorzugt. Ein besonders bevorzugtes zwitterionisches Tensid ist das unter der INCI-Bezeichnung
Cocamidopropyl Betaine bekannte N,N-Dimethyl-N-(lauroylamidopropyl)ammoniumacetobetain.
Weitere geeignete amphotere Tenside bildet die Gruppe der Amphoacetate und Amphodiacetate,
insbesondere beispielsweise Kokos- oder Laurylamphoacetate oder-diacetate, die Gruppe
der Amphopropionate und Amphodipropionate sowie die Gruppe der aminosäurebasierten
Tenside wie Acylglutamate, insbesondere Disodium Cocoyl Glutamate und Sodium Cocoyl
Glutamate, Acylglycinate, insbesondere Cocoyl Glycinate, und Acylsarcosinate, insbesondere
Ammonium Lauroyl Sarcosinate und Sodium Cocoyl Sarcosinate.
[0029] Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Waschmittelformulierungen sind dadurch gekennzeichnet,
dass das Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe der Sulfonate und Sulfate, bevorzugt
der linearen Alkyl-Benzol-Sulfonate, insbesondere aus der Gruppe der C
9 - C
13 Alkyl-Benzol-Sulfonate, ganz besonders bevorzugt Natrium-(n-C
10-C
13)-Alkyl-Benzol-Sulfonat.
[0030] Zusätzlich zu den Tensiden können die Waschmittelformulierungen weitere Inhaltsstoffe
enthalten, die die anwendungstechnischen und/oder ästhetischen Eigenschaften der Waschmittelformulierung
weiter verbessern. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthalten bevorzugte Waschmittelformulierungen
zusätzlich einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Gerüststoffe, Bleichmittel,
Bleichaktivatoren, Enzyme, Parfüme, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren,
Silikonöle, Antiredepositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren,
Einlaufverhinderer, Knitterschutzmittel, Farbübertragungsinhibitoren, antimikrobiellen
Wirkstoffe, Germizide, Fungizide, Antioxidantien, Konservierungsmittel, Korrosionsinhibitoren,
Antistatika, Bittermittel, Bügelhilfsmittel, Phobier- und Imprägniermittel, Quell-und
Schiebefestmittel, neutrale Füllsalze sowie UV-Absorber.
[0031] Beispiele für Gerüststoffe, Builder, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Bleichkatalysatoren
und Enzymen werden in der
WO 2007/115872, Seite 22, Zeile 7 bis Seite 25, Zeile 26 beschrieben, deren diesbezüglicher expliziter
Offenbarungsgehalt durch diese Bezugnahme Teil dieser Offenbarung wird. Antiredepositionsmittel,
optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Farbübertragungsinhibitoren werden beispielhaft
in der
WO 2007/115872 auf Seite 26, Zeile 15 bis Seite 28, Zeile 2 beschrieben, deren diesbezüglicher expliziter
Offenbarungsgehalt durch diese Bezugnahme Teil dieser Offenbarung wird. Beispiele
von Knitterschutzmittel, antimikrobiellen Wirkstoffe, Germizide, Fungizide, Antioxidantien,
Konservierungs-mittel, Antistatika, Bügelhilfsmittel, UV-Absorber werden in der
WO 2007/115872 auf den Seiten 28, Zeile 14 bis Seite 30, Zeile 22 beispielhaft beschrieben, deren
diesbezüglicher expliziter Offenbarungsgehalt durch diese Bezugnahme Teil dieser Offenbarung
wird.
[0032] Insbesondere können die Waschmittelformulierungen zwischen 0,001 und 90, besonders
bevorzugt 0,01 bis 45 Gew.-% eines oder mehrerer der hier genannten weiteren Inhaltsstoffe
enthalten, wobei sich die Gew.-% auf die gesamte Waschmittelformulierung beziehen.
[0033] Die erfindungsgemäßen Waschmittelformulierungen lassen sich vorteilhaft zur Beschleunigung
von Schaumentstehung und/oder zur Schaumstabilisierung verwenden. Bevorzugt werden
die erfindungsgemäßen Waschmittelformulierungen zur Schaumstabilisierung verwendet,
wobei diese erfindungsgemäße Verwendung insbesondere in Gegenwart von Schmutz durchgeführt
wird.
Im Rahmen der vorgenannten erfindungsgemäßen Verwendung zur Beschleunigung von Schaumentstehung
und/oder zur Schaumstabilisierung werden bevorzugt die Waschmittelformulierungen verwendet,
die oben als bevorzugte Waschmittelformulierungen genannt sind.
[0034] Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der in den erfindungsgemäßen
Waschmittelformulierungen enthaltenen Rhamnolipid-Mischungszusammensetzungen zur Beschleunigung
von Schaumentstehung und/oder zur Schaumstabilisierung. Bevorzugt werden die in den
erfindungsgemäßen Waschmittelformulierungen enthaltenen Rhamnolipid-Mischungszusammensetzungen
zur Schaumstabilisierung verwendet, wobei diese erfindungsgemäße Verwendung insbesondere
in Gegenwart von Schmutz durchgeführt wird.
Im Rahmen der vorgenannten erfindungsgemäßen Verwendung zur Beschleunigung von Schaumentstehung
und/oder zur Schaumstabilisierung werden bevorzugt die Rhamnolipid-Mischungszusammensetzungen
verwendet, die in den oben als bevorzugt genannten Waschmittelformulierungen enthalten
sind.
[0035] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen
Waschmittelformulierung zur Verhinderung der Vergrauung eines Textils und/oder als
Antiredepositionsmittel.
Im Rahmen der vorgenannten erfindungsgemäßen Verwendung zur Verhinderung der Vergrauung
eines Textils und/oder als Antiredepositionsmittel werden bevorzugt die Waschmittelformulierungen
verwendet, die oben als bevorzugte Waschmittelformulierungen genannt sind.
[0036] Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung mindestens eines
Rhamnolipides zur Verhinderung der Vergrauung eines Textils und/oder als Antiredepositionsmittel,
wobei bevorzugt die in den erfindungsgemäßen Waschmittelformulierungen enthaltenen
Rhamnolipid-Mischungszusammensetzungen verwendet werden. Besonders bevorzugt werden
im Rahmen der vorgenannten erfindungsgemäßen Verwendung zur Verhinderung der Vergrauung
eines Textils und/oder als Antiredepositionsmittel bevorzugt die Rhamnolipid-Mischungszusammensetzungen
verwendet, die in den oben als bevorzugt genannten Waschmittelformulierungen enthalten
sind
[0037] In den nachfolgend aufgeführten Beispielen wird die vorliegende Erfindung beispielhaft
beschrieben, ohne dass die Erfindung, deren Anwendungsbreite sich aus der gesamten
Beschreibung und den Ansprüchen ergibt, auf die in den Beispielen genannten Ausführungsformen
beschränkt sein soll.
Beispiele:
Beispiel 1: Herstellung von Rhamnolipiden mit rhIABC aus P. aeruginosa PAO1 in P.
putida, wobei die Expression des für die Rhamnosyltransferase RHIC kodierenden Gens
vielfach stärker ist, als die des für die Rhamnosyltransferase RhIB kodierenden Gens
rnI6
[0038] Um Rhamnolipide mit
rhIABC aus
P. aeruginosa PAO1 in einem
P. putida-Stamm herzustellen, in dem die Expression des für die Rhamnosyltransferase RHIC kodierenden
Gens vielfach stärker erfolgt, als die des für die Rhamnosyltransferase RhIB kodierenden
Gens rhIB, wird das Plasmid pBBR1 MCS2-Plac-rhIABC-T-Ptac-rhIC-T (Seq ID Nr. 1) konstruiert.
Dazu wurden folgende DNA-Fragmente synthetisiert:
P. aeruginosa PAO1-Gene
rhIA, rhIB und
rhIC, gefolgt von einem Terminator, gefolgt vom synthetischen
tac-Promoter, gefolgt vom
P. aeruginosa PAO1-Gene
rhIC und einem Terminator, flankiert von einer
HindIII- (5'-Ende) bzw.
Bsu36I-Schnittstelle (3'-Ende) (Seq ID Nr. 2).
Die vom DNA-Synthese-Provider gelieferten Vektoren, die das synthetisierte DNA Fragment
enthalten, werden mit
HindIII und
Bsu36I geschnitten und in den ebenfalls mit
HindIII und
Bsu36I geschnittenen Vektor pBBR1 MCS-2 (Seq ID 3) mittels Fast Link Ligation Kit (Epicentre
Technologies; Madison, WI, USA) ligiert. Der erhaltene Zielvektor pBBR1 MCS2-Plac-rhIABC-T-Ptac-rhIC-T
(pBBR1 MCS-2 mit synthetisiertem Fragment Seq ID Nr. 2) hat eine Größe von 9336 Basenpaaren.
Die Transformation von
Pseudomonas putida KT2440 mit dem Vektor pBBR1 MCS2-Plac-rhIABC-T-Ptac-rhIC-T (Seq ID Nr. 1) erfolgt
wie vorbeschrieben (
Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58(5):851-854). Die Plasmid-DNA von je 10 Klonen wird isoliert und analysiert. Der erhaltene, das
Plasmid tragende Stamm wird
P. putida KT2440 pBBR1 MCS2-Plac-rhIABC-T-Ptac-rhIC-T genannt.
[0039] Der rekombinante Stamm
P. putida KT2440 pBBR1 MCS2-Plac-rhIABC-T-Ptac-rhIC-T wird auf LB-Agar-Kanamycin (50 pg/ml)-Platten
kultiviert.
Zur Produktion der Rhamnolipide wird das im Folgenden als M9-Medium bezeichnete Medium
verwendet. Dieses Medium besteht aus 2 % (w/v) Glukose, 0,3 % (w/v) KH
2PO
4, 0,679 % Na
2HPO
4, 0,05 % (w/v) NaCl, 0,2 % (w/v) NH
4Cl, 0,049 % (w/v) MgSO
4 x 7 H
2O und 0,1 % (v/v) einer Spurenelementlösung. Diese besteht aus 1,78 % (w/v) FeSO
4 x 7 H
2O, 0,191 % (w/v) MnCl
2 x 7 H
2O, 3,65 % (w/v) HCl, 0,187 % (w/v) ZnSO
4 x 7 H
2O, 0,084 % (v/v) Na-EDTA x 2 H
2O, 0,03 % (v/v) H
3BO
3, 0,025 % (w/v) Na
2MoO
4 x 2 H
2O und 0,47 % (w/v) CaCl
2 x 2 H
2O. Der pH-Wert des Mediums wird mit NH
4OH auf 7,4 eingestellt und das Medium folgend mittels Autoklav (121 °C, 20 min) sterilisiert.
Ein Einstellen des pH-Wertes während der Kultivierung ist nicht nötig.
[0040] Zur Untersuchung der Rhamnolipidproduktion im Schüttelkolben wird zunächst eine Vorkultur
angesetzt. Hierzu wird eine Kolonie eines frisch auf LB-Agar-Platte ausgestrichenen
Stammes verwendet und 10 ml LB-Medium in einem 100 ml Erlenmeyerkolben beimpft. Alle
rekombinanten
P. putida-Stämme werden im LB-Medium, dem 50 µg/ml Kanamycin zugesetzt wird, kultiviert. Die Kultivierung
der
P. putida-Stämme erfolgt bei 30 °C und 200 rpm über Nacht.
Die Vorkulturen werden verwendet, um 50 ml M9-Medium (+ 50 µg/ml Kanamycin) im 250
ml Erlenmeyerkolben zu beimpfen (Start-OD
600 0,1). Die Kulturen werden bei 200 rpm und 30 °C kultiviert. Nach 24 h wird eine Probe
von 1 ml Kulturbrühe dem Kulturkolben entnommen.
Fermentation und Aufreinigung
[0041] Für die Hauptkultur kommt ebenfalls ein Mineralmedium (M9) zum Einsatz. Die Fermentation
nach Animpfen mit 10 vol. % Vorkultur und Verbrauch der vorgelegten Glucose erfolgt
kohlenstofflimitiert über eine Glukosezufütterung in einem 2 Liter Fermenter mit einem
Arbeitsvolumen von 1,2 L . Die Glukosezufütterung erfolgt anhand des Gelöstsauerstoffsignals.
Der Gelöstsauerstoff wird bei 20 % Sättigung über die Rührerdrehzahl reguliert. Der
pH Wert wird über eine pH Elektrode und Zugabe von NH
4SO
4 auf 7 reguliert. Die Fermentation wird über 4 Tage bis zu einer Biotrockenmasse von
15 g/l geführt. Die Rhamnolipidkonzentration wird über HPLC ermittelt und beträgt
9,8 g/l. Nach Abtrennen der Zellen mittels Zentrifugation bei 10.000 g wird die Fermentationsbrühe
durch Zugabe konzentrierter HCl auf einen pH-Wert von 4,0 eingestellt. Anschließend
wird mit gleichem Volumen Ethylacetat extrahiert. Die rhamnolipidhaltige organische
Phase wird abgetrennt und weiter verarbeitet. Durch Zugabe von 50 Gew %iger KOH (aq)
wird der pH-Wert der Lösung auf pH 7 eingestellt. Hierbei kommt es zur Bildung zweier
flüssiger Phasen. Die untere Phase enthält die von lipophilen und hydrophilen Verunreinigungen
befreiten Rhamnolipide in hoher Reinheit. Die Zusammensetzung der Rhamnolipid-Mischung
wird hierdurch nicht beeinflusst. Die untere Phase wird abgenommen und das Lösungsmittel
am Rotationsverdampfer weitestgehend entfernt. Dann wird erneut Wasser zugegeben und
die wässrige Rhamnolipid Lösung gefriergetrocknet. Das erhaltene Pulver wird mittels
HPLC analysiert und anwendungstechnisch charakterisiert.
Quantifizierung von Rhamnolipiden
[0042] Die Probenvorbereitung für die nachfolgenden chromatographischen Analysen erfolgt
folgendermaßen Mit einer Verdrängerpipette (Combitip) wird in einem 2 ml-Reaktionsgefäß
1 ml Aceton vorgelegt und das Reaktionsgefäß zur Minimierung von Verdunstung unmittelbar
verschlossen. Es folgt die Zugabe von 1 ml Kulturbrühe. Nach Vortexen des Kulturbrühe/Acetongemisches
wird dieses für 3 min bei 13.000 rpm abzentrifugiert, und 800 µl des Überstands in
ein HPLC-Gefäß überführt.
Zum Nachweis und zur Quantifizierung von Rhamnolipiden wird ein Evaporative Light
Scattering Detektor (Sedex LT-ELSD Model 85LT) benutzt. Die eigentliche Messung wird
mittels Agilent Technologies 1200 Series (Santa Clara, Kalifornien) und der Zorbax
SB-C8 Rapid Resolution Säule (4,6 x 150 mm, 3,5 µm, Agilent) durchgeführt. Das Injektionsvolumen
beträgt 5 µl und die Laufzeit der Methode 20 min. Als mobile Phase wird wässrige 0,1
% TFA (Trifluor-Essigsäure, Lösung A) und Methanol (Lösung B) verwendet. Die Säulentemperatur
beträgt 40 °C. Als Detektoren dienen der ELSD (Detektortemperatur 60 °C) und der DAD
(Diodenarray, 210 nm). Der in der Methode verwendete Gradient ist:
t [min] |
Lösung B vol.-% |
Fluss [ml/min] |
0,00 |
70% |
1,00 |
15,00 |
100% |
1,00 |
15,01 |
70% |
1,00 |
20,00 |
70% |
1,00 |
[0043] Die mit oben beschriebenem Verfahren erhaltene Rhamnolipidzusammensetzung aus
P. putida KT2440 pBBR1 MCS2-Plac-rhIABC-T-Ptac-rhIC-T enthält:
diRL-C10C10 |
81 Gew.-% |
diRL-C10C12 |
10 Gew.-% |
diRL-C10C12:1 |
8 Gew.-% |
monoRL-C10C10 |
1 Gew.-% |
woraus ein Gewichtsverhältnis von di-Rhamnolipiden zu mono-Rhamnolipiden von 99:1
resultiert.
Beispiel 2: Anwendungstechnische Austestung - Beschreibung der Methode:
[0044] Das Rührwerk mit einer Halterung für 4 verschließbare Zylinder mit einem Volumen
von 300 ml wird im Winkel von 90° platziert. Die 300 ml Messzylinder mit Verschluss
sind so angeordnet, dass die Drehung der Zylinder horizontal erfolgt. Vor der eigentlichen
Messung werden die Messzylinder mit der Tensidlösung benetzt. Diese Lösung wird anschließend
verworfen.
In jeden Messzylinder werden möglichst schaumfrei je 60 ml zu prüfende Tensidlösung
eingefüllt. Die verschlossenen Messzylinder werden in den entsprechenden Halterungen
befestigt und das Mischgerät mit 20 U/min gestartet. Zeitgleich wird eine Stoppuhr
betätigt. Um die Schaumhöhen in Abhängigkeit der Zeit zu messen wird nach entsprechenden
Zeitabständen das Mischwerk angehalten, 30 Sekunden gewartet, und die Schaumhöhe notiert.
Soll das Schaumverhalten unter Schmutzbelastung beobachtet werden, so erfolgt die
Schmutzzugabe zu definierten Zeitpunkten.
[0045] Die Konzentration des Tensids beträgt in allen Fällen 0,4 g Aktivsubstanz pro Liter
Lösung.
Die Lösung wurde jeweils 2 min ohne Zugabe von Schmutz im Zylinder geschüttelt. Anschließend
erfolgte die Zugabe der ersten Portion Schmutz, dann wurde weitere 10 min geschüttelt.
Nach dem Ablesen der Schaumhöhe erfolgte die zweite Zugabe einer definierten Schmutzmenge
und es wurden nochmals 10 min geschüttelt. Nach dem Ablesen der Schaumhöhe erfolgte
die dritte Zugabe einer definierten Schmutzmenge und es wurde nochmals 10 min geschüttelt
und die Schaumhöhe gemessen.
[0046] Die gemessenen Schaumhöhen stellen Mittelwerte aus 4 Einzelmessungen dar.
[0047] Als Schmutz wurde Standardschmutzgewebe SBL 2004 der Firma wfk Testgewebe GmbH aus
Krefeld benutzt. Die Schmutzbeladung des Gewebes beträgt 8g Schmutz pro Gewebestück
(zertifiziert von der Firma wfk Testgewebe GmbH aus Krefeld). SBL 2004 ist ein weit
verbreiteter Industrieschmutzstanddard, um die Waschleitung von Waschmitteln in Gegenwart
von Schmutz zu untersuchen.
Die typische Zusammensetzung des Standardschmutze ist nach Angaben der Firma wfk Testgewebe
GmbH wie folgt:
18,4 % Olivenöl (Olio Extra Vergine di Oliva)
18,4 % Synthetisches Sebum nach Bey
9,4 % Kaolin
9,2 % Protein (aus Eiweißpulver)
8,0 % Bleach consuming agent
6,9 % Stärke
6,9 % Salz
6,9 % Mineralöl
6,9 % Lanolin
2,8 % Emulgator (Uniperol ® Dispergiermittel Handelsname der, BASF SE)
2,3 % Harnstoff (synthetic)
2,0 % Quartz
1,8 % Calciumchlorid
0,075 % Ruß
0,025 % Eisenoxid
Beispiel 3: Schaumvermögen ohne Schmutzzugabe
Bedingungen:
[0048]
Wasserhärte: Gemessen in Grad deutscher Härte °dH, Verhältnis von Ca und Mg = 2:1
molarM
Wasser 5° dH,
0,4 g/L Aktivkonzentration an Tensid.
Messwerte Schaumhöhe nach angegebener Minutenzahl:
Tensid |
°dH |
2 Min |
5 Min |
10 Min |
15 Min |
20 Min |
25 Min |
30 Min |
LAS |
5 |
185 |
200 |
225 |
230 |
235 |
235 |
235 |
Bsp. 1 |
5 |
162 |
200 |
227 |
227 |
227 |
227 |
227 |
Jeneil |
5 |
152 |
198 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
Eingesetzte Tenside:
[0049] LAS = MARLON ARL
© der Firma Sasol, Natrium-(n-C
10-C
13)-alkylbenzolsulphonat mit einem Aktivgehalt von 80 Gew.-%, ist ein bekanntes, stark
schäumendes Anionentensid, welches breite Verwendung in Waschmittelformulierungen
findet.
Jeneil: Kommerzielle Probe mit einem hohen mono-Rhamnolipid-Anteil
[0050] Die Zusammensetzung des Beispiels 1 zeigt ein etwas langsameres Anschäumverhalten,
erreicht aber nach 10 min ein ähnlich gutes Niveau, wie das Aniontensid LAS. Jeneil
mit seinem hohen monoRL Anteil und geringem diRL Anteil zeigt ein langsameres Anschäumverhalten
als Beispiel 1, welches einen geringen monoRL Anteil und einen hohen diRL Anteil aufweist,
und erreicht am Ende auch nur ein deutlich kleineres Schaumniveau als LAS oder das
Beispiel 1.
Beispiel 4: Schaumverhalten in Gegenwart von Schmutz:
[0051] Bei dreimaliger Zugabe (vgl. Beispiel 2) von je 76 mg Schmutz in einen Zylinder zeigt
die Zusammensetzung des Beispiels 1 im Vergleich zu LAS nach 15 min eine etwas höhere
Schaumbildung als LAS. Nach der dritten Schmutzzugabe (nach 20 min) ist die Schaumhöhe
immer noch stabil und deutlich höher als bei LAS. Die kommerzielle Probe von Jeneil
zeigt bereits ohne Schmutzzugabe eine verringertes Anschäumverhalten als LAS oder
die Zusammensetzung des Beispiels 1 (= Schaumhöhe bei 2 min)
Messwerte Schaumhöhe nach angegebener Minutenzahl:
Tensid |
°dH |
2 Min |
5 Min |
10 Min |
15 Min |
20 Min |
25 Min |
30 Min |
LAS |
5 |
165 |
20 |
18 |
9 |
7 |
4 |
4 |
Bsp. 1 |
5 |
162 |
17 |
17 |
10 |
10 |
10 |
10 |
Jeneil |
5 |
132 |
20 |
20 |
10 |
10 |
10 |
10 |
Beispiel 5: Schaumverhalten von Mischungen von LAS und Rhamnolipiden:
[0052] Schmutzbelastung: 3 x 76 mg bei 0,4 g/L Aktivsubstanz Tensid. Es wurden Mischungen
von LAS und Zusammensetzung des Beispiels 1 in den angegebenen Gewichtsverhältnissen
eingesetzt.
Messwerte Schaumhöhe nach angegebener Minutenzahl:
Tensid |
°dH |
2 Min |
5 Min |
10 Min |
15 Min |
LAS |
5 |
165 |
20 |
18 |
9 |
Bsp. 1 |
5 |
162 |
17 |
17 |
10 |
LAS/Bsp. 1 75:25 |
5 |
167 |
20 |
18 |
10 |
LAS/Bsp. 1 50:50 |
5 |
193 |
34 |
22 |
12 |
LAS/Bsp. 1 25:75 |
5 |
182 |
41 |
25 |
12 |
[0053] Ohne Schmutzzugabe im Anschäumverhalten, d. h. im Aufbau von Schaum, zeigen Mischungen
von LAS und der Zusammensetzung des Beispiels 1 eine deutlich höheres Schaumvolumen
als die jeweilige Komponente alleine. Nach der ersten Schmutzzugabe (bei t = 2 min)
zeigen die Mischungen von LAS und der Zusammensetzung des Beispiels 1 im Verhältnis
50:50 (w/w) und 25:75 (w/w) ein deutlich höheres Schaumvolumen und eine verstärkt
Schaumstabilität als die jeweilige Komponente alleine.
Es konnte damit gezeigt werden, dass Mischungen von LAS und Rhamnolipiden sich im
Schaumverhalten positiv synergistisch verhalten.
Beispiel 6: Waschleistung
[0054] Die Wirksamkeit der Fleckentfernung wird in einem Liniwaschgerät (Prinzip: geschlossene
Metallgefäße, die in einem temperierten Wasserbad um eine horizontale Achse bewegt
werden) an verschiedenen, künstlich angeschmutzten Testgeweben ermittelt.
Verwendete Schmutzarten (flächig angeschmutztes Baumwollgewebe):
Anschmutzung |
Hersteller / Lieferant |
Bestellnr. |
Soja |
wfk |
10080 |
Curry |
wfk |
10075 |
Ruß |
EMPA |
114 |
Hautfett |
wfk |
10013 |
Milch/Kakao |
wfk |
10017 |
wfk = wfk Testgewebe GmbH, Krefeld
EMPA = Eidgenössische Materialprüfanstalt |
[0055] Mit einem Spektralphotometer der Marke Datacolor Elrepho SF450 mit Auswertesoftware
ColorTools wird die Reflexion der Testgewebe vor und nach dem Waschen gemessen. Dabei
werden unter Zuhilfenahme der CIE-Lab Farbraumklassifikation die Helligkeit L*, der
Wert a* auf der rot - grün Farbachse und der Wert b* auf der gelb- blau Farbachse
vor und nach dem Waschen gemessen. Die Änderung des Farbwertes (ΔE-Wert) ist dabei
ein Maß für den erzielten Reinigungseffekt.
Der ΔE-Wert ist definiert als und wird errechnet, wobei die Errechnung automatisch
über die Auswertesoftware ColorTools erfolgt, über folgende Formel

[0056] d.h. je besser die Schmutzentfernung ist, desto größer wird der ΔE-Wert.
Für die Effizienz der Fleckentfernung kann folgende Einteilung verwendet werden:
ΔE-Wert |
Beschreibung |
>2 |
Visuell feststellbarer Verringerung der Verschmutzung |
4-10 |
Mittelmäßige Fleckentfernung |
10-20 |
Signifikante Fleckentfernung |
>20 |
Vollständige Fleckentfernung |
[0057] Die Bedingungen der Waschversuche waren wie folgt:
Waschflotte: |
Zusammensetzung vgl. Tabelle unten |
Wasserhärte: |
16 °dH |
Flottenvolumen: |
200 ml |
Waschbehälter: |
500 ml |
Gewebebeladung pro Waschbehälter: |
3 Anschmutzungen einer Sorte (10 x 10 cm) und 1 weißes Baumwollgewebe (10 x 20 cm).
Die Größe der Läppchen sollte so angepasst werden, dass sie zusammen mit dem weißen
Baumwollgewebe etwa 10 g wiegen. (Flottenverhältnis 1:20) |
Waschmechanik: |
10 Stahlkugeln Ø 6 mm |
Waschtemperatur: |
25°C |
Waschzeit: |
30 min |
Spülen: |
3 x 30 s mit Leitungswasser (ca. 5° dH) |
[0058] Um gesicherte Messergebnisse zu erhalten, werden die Waschgänge mit jeder Waschmittelformulierung
an jeder Anschmutzung 3x durchgeführt. D.h. es werden pro Waschmittelformulierung
9 Testgewebe jeder Schmutz-Sorte gewaschen.
Waschmittelformulierung A:
|
Konzentration Gew.-% (100 % aktiv Basis) |
Bsp. 1 |
37,60 |
Glycerin |
5 |
Propylenglykol |
9 |
Triethanolamin |
11,05 |
Zitronensäure |
1,71 |
Wasser |
Rest |
[0059] Die Waschmittelformulierungen wurden mit Natronlauge auf pH 8.2 eingestellt.
Als Vergleich wurde ein käufliches Persil
© Universal Gel der Firma Henkel verwendet. Persil Universal Gel wurde nach Dosierungsempfehlung
40 ml/ 10L eingesetzt. Bei der Waschmittelformulierung A betrug die Gesamttensidkonzentration
in der Waschflotte 0,5 g/L.
Resultate der Fleckentfernung:
|
ΔE-Werte |
Fleck |
Soja |
Curry |
Ruß |
Hautfett |
Milch/Kakao |
Persil© |
23,98 |
3,7 |
3,97 |
4,57 |
13,11 |
A |
24,69 |
3,34 |
3,48 |
3,67 |
11,14 |
[0060] Eine Waschmittelformulierung enthaltend als wirksames Tensid ausschließlich eine
Zusammensetzung des Beispiels 1 ist in Bezug auf die Fleckentfernung von Soja, Curry,
Ruß und Hautfett genau so effektiv wie ein kommerzielles Flüssigwaschmittel auf der
Basis eines optimierten Tensid-Verhältnisses von LAS, weiteren Anionentensiden und
nichtionischen Tensiden.
Beispiel 7: Vergrauungsinhibierung / Antiredeposition von Schmutz
Messung der Vergrauung bzw. Antiredeposition von Schmutz:
[0061] Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Reinigung von Textilien ist, dass einmal in
der Waschflotte dispergierter, gelöster oder emulgierter Schmutz sich nicht wieder
auf sauberes Gewebe ablagert. Dieser unerwünschte Ablagerungseffekt ist als Vergrauung
bekannt.
Um diesen Effekt messen zu können, wurde bei allen Waschversuchen ein sauberer weißer
Baumwolllappen mitgewaschen (s.o.) und anschließend ebenfalls der ΔE-Wert von diesem
gemessen. In diesem Fall liefert der reziproke ΔE-Wert ein Maß für die Vergrauung;
je niedriger der reziproke ΔE-Wert desto geringer die Vergrauung.
|
1/ΔE-Werte |
Fleck |
Soja |
Curry |
Ruß |
Hautfett |
Milch/Kakao |
Persil© |
0,14 |
0,12 |
0,18 |
0,28 |
0,30 |
A |
0,15 |
0,10 |
0,15 |
0,35 |
0,22 |
[0062] Es ist deutlich zu sehen, dass Rhamnolipide der spezifischen Zusammensetzung des
Beispiels 1 einen geringeren Vergrauungseffekt zeigen bei Curry, Ruß, Milch/Kakao
als das kommerzielle, auf LAS-Basis aufgebaute Flüssigwaschmittel und somit als Antiredepositionsmittel
wirken.