[0001] Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung umfassend a) mindestens eine Parfümkapsel;
b) mindestens ein aufziehverstärkendes Mittel; und c) mindestens ein Tensid, wobei
die Parfümkapsel für eine Oberfläche, mit welcher sie in Kontakt gebracht wird, eine
Adhäsionskraft von mindestens 1 nN, vorzugsweise 1 bis 1000 nN, gemessen mittels Collodial
Probe AFM, aufweist. Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Wasch- oder Reinigungsmittel,
welches die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst oder daraus besteht, ein Verfahren
zur Reinigung und/oder Beduftung von Oberflächen unter Verwendung der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung bzw. des Wasch- oder Reinigungsmittels und die Verwendung von Parfümkapseln
zur Beduftung von Oberflächen, wobei die Parfümkapsel für eine Oberfläche, mit welcher
sie in Kontakt gebracht wird, eine Adhäsionskraft von mindestens 1 nN, vorzugsweise
1 bis 1000 nN, gemessen mittels Collodial Probe AFM, aufweist.
[0002] Um die Beduftung von Oberflächen wie beispielsweise Textilien zu optimieren, werden
häufig verkapselte Parfümöle eingesetzt. Insbesondere in Wasch- oder Reinigungsmitteln
haben diese den Vorteil, dass die enthaltenen Parfümöle geschützt sind und erst während
des Wasch- oder Reinigungsvorgangs bzw. danach freigesetzt werden. Dadurch erhalten
die behandelten Oberflächen einen langanhaltenden Duft. Es besteht aber nach wie vor
Bedarf an noch effizienteren Mitteln, die die Möglichkeit der Beduftung von Oberflächen
erhöhen oder verbessern.
[0003] Die Erfinder haben überraschenderweise gefunden, dass bestimmte Adhäsionskräfte zwischen
Parfümkapseln und verschiedenen Oberflächen, beispielsweise Textilien, das Aufziehverhalten
der verkapselten Duftstoffe auf die Oberfläche beeinflussen. Durch die konkrete Auswahl
von Kapseln, die die gewünschten Adhäsionskräfte für die gewählte Oberfläche aufweisen,
kann daher eine verbesserte Beduftung dieser Oberflächen hervorgerufen werden kann.
Es wurde weiterhin gefunden, dass dieser Effekt durch die Zugabe von aufziehverstärkenden
Mitteln erhöht werden kann.
[0004] Deshalb betrifft die Erfindung in einem ersten Aspekt eine Zusammensetzung enthaltend
- a) mindestens eine Parfümkapsel;
- b) mindestens ein aufziehverstärkendes Mittel; und
- c) mindestens ein Tensid;
wobei die Parfümkapsel für eine Oberfläche, mit welcher sie in Kontakt gebracht wird,
eine Adhäsionskraft von mindestens 1 nN, vorzugsweise 1 bis 1000 nN, gemessen mittels
Collodial Probe AFM, aufweist.
[0005] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Wasch- oder Reinigungsmittel, insbesondere
ein Waschmittel oder Weichspüler, welches die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst
oder daraus besteht.
[0006] Ferner betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Reinigung und/oder
Beduftung von Oberflächen, wobei in einem Verfahrensschritt eine erfindungsgemäße
Zusammensetzung oder ein erfindungsgemäßes Wasch- oder Reinigungsmittel eingesetzt
wird und die Zusammensetzung oder das Wasch- oder Reinigungsmittel in unverdünnter
oder verdünnter Form auf die Oberfläche aufgebracht wird oder mit dieser in Berührung
kommt.
[0007] Schließlich betrifft die Erfindung in einem weiteren Aspekt die Verwendung von mindestens
einer Parfümkapsel und gegebenenfalls mindestens einem aufziehverstärkenden Mittel
zur Beduftung von Oberflächen, wobei die Parfümkapsel für die Oberflächen eine Adhäsionskraft
von mindestens 1 nN, vorzugsweise 1 bis 1000 nN, gemessen mittels Collodial Probe
AFM, aufweist.
[0008] Diese und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann
aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung und Ansprüche ersichtlich.
Dabei kann jedes Merkmal aus einem Aspekt der Erfindung in jedem anderen Aspekt der
Erfindung eingesetzt werden. Ferner ist es selbstverständlich, dass die hierin enthaltenen
Beispiele die Erfindung beschreiben und veranschaulichen sollen, diese aber nicht
einschränken und insbesondere die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
[0009] Alle Prozentangaben sind, sofern nicht anders angegeben, Gewichts-% (Gew.-%), jeweils
bezogen auf das Gesamtgewicht der entsprechenden Zusammensetzung. Numerische Bereiche,
die in dem Format "von x bis y" angegeben sind, schließen die genannten Werte ein.
Wenn mehrere bevorzugte numerische Bereiche in diesem Format angegeben sind, ist es
selbstverständlich, dass alle Bereiche, die durch die Kombination der verschiedenen
Endpunkte entstehen, ebenfalls erfasst werden.
[0010] "Mindestens ein", wie hierin verwendet, bezieht sich auf 1 oder mehr, beispielsweise
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder mehr.
[0011] Zahlenwerte, die hierin ohne Dezimalstellen angegeben sind, beziehen sich jeweils
auf den vollen angegebenen Wert mit einer Dezimalstelle. So steht beispielsweise "99
%" für "99,0 %".
[0012] Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung enthaltend
- a) mindestens eine Parfümkapsel;
- b) mindestens ein aufziehverstärkendes Mittel; und
- c) mindestens ein Tensid;
wobei die Parfümkapsel für eine Oberfläche, mit welcher sie in Kontakt gebracht wird,
eine Adhäsionskraft von mindestens 1 nN, vorzugsweise 1 bis 1000 nN, gemessen mittels
Collodial Probe AFM, aufweist.
[0013] Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff "Parfüm" oder "Parfümöl"
einzelne Riechstoff- oder Duftstoffverbindungen oder Mischungen mehrerer solcher Verbindungen,
und erfasst damit z.B. synthetische Produkte vom Typ der Ester, Ether, Aldehyde, Ketone,
Alkohole und Kohlenwasserstoffe, sowie natürliche Duftstoffgemische, wie sie aus pflanzlichen
Quellen zugänglich sind.
[0014] Bei einem Duftstoff handelt es sich um eine den Geruchsinn anregende, chemische Substanz.
Um den Geruchssinn anregen zu können, sollte die chemische Substanz zumindest teilweise
in der Luft verteilbar sein, d.h. der Duftstoff sollte bei z.B. 25 °C zumindest in
geringem Maße flüchtig sein. Ist der Duftstoff sehr flüchtig, klingt die Geruchsintensität
schnell wieder ab. Bei einer geringeren Flüchtigkeit ist der Geruchseindruck nachhaltiger,
d.h. er verschwindet nicht so schnell. In einer Ausführungsform weist der Duftstoff
daher einen Schmelzpunkt auf, der im Bereich von -100 °C bis 100 °C, bevorzugt von
-80 °C bis 80 °C, stärker bevorzugt von -20 °C bis 50 °C, insbesondere von -30 °C
bis 20 °C liegt. In einer weiteren Ausführungsform weist der Duftstoff einen Siedepunkt
auf, der im Bereich von 25 °C bis 400 °C, bevorzugt von 50 °C bis 380 °C, stärker
bevorzugt von 75 °C bis 350 °C, insbesondere von 100 °C bis 330 °C liegt.
[0015] Insgesamt sollte eine chemische Substanz eine bestimmte Molekülmasse nicht überschreiten,
um als Duftstoff zu fungieren, da bei zu hoher Molekülmasse die erforderliche Flüchtigkeit
nicht mehr gewährleistet werden kann. In verschiedenen Ausführungsformen weist der
Duftstoff eine Molekülmasse von 40 bis 700 g/mol, bevorzugt von 60 bis 400 g/mol auf.
[0016] Der Geruch eines Duftstoffes wird von den meisten Menschen als angenehm empfunden
und entspricht häufig dem Geruch nach beispielsweise Blüten, Früchten, Gewürzen, Rinde,
Harz, Blättern, Gräsern, Moosen und Wurzeln. So können Duftstoffe auch dazu verwendet
werden, um unangenehme Gerüche zu überlagern oder aber um einen nicht riechenden Stoff
mit einem gewünschten Geruch zu versehen.
[0017] Gemäß der vorliegenden Erfindung kann es sich bei einem Duftstoff um ein Aldehyd
handeln, bevorzugt ausgewählt aus Adoxal (2,6,10-Trimethyl-9-undecenal), Anisaldehyd
(4-Methoxybenzaldehyd), Cymal (3-(4-Isopropyl-phenyl)-2-methylpropanal), Ethylvanillin,
Florhydral (3-(3-Isopropylphenyl)butanal), Helional (3-(3,4-Methylendioxyphenyl)-2-methylpropanal),
Heliotropin, Hydroxycitronellal, Lauraldehyd, Lyral (3- und 4-(4-Hydroxy-4-methylpentyl)-3-cyclohexen-1-carboxaldehyd),
Methylnonylacetaldehyd, Lilial (3-(4-tert-Butylphenyl)-2-methylpropanal), Phenylacetaldehyd,
Undecylenaldehyd, Vanillin, 2,6,10-Trimethyl-9-undecenal, 3-Dodecen-1-al, alpha-n-Amylzimtaldehyd,
Melonal (2,6-Dimethyl-5-heptenal), 2,4-Di-methyl-3-cyclohexen-1-carboxaldehyd (Triplal),
4-Methoxybenzaldehyd, Benzaldehyd, 3-(4-tert-Butylphenyl)-propanal, 2-Methyl-3-(para-methoxyphenyl)propanal,
2-Methyl-4-(2,6,6-timethyl-2(1)-cyclohexen-1-yl)butanal, 3-Phenyl-2-propenal, cis-/trans-3,7-Dimethyl-2,6-octadien-1-al,
3,7-Dimethyl-6-octen-1-al, [(3,7-Dimethyl-6-octenyl)oxy]acetaldehyd, 4-Isopropylbenzylaldehyd,
1,2,3,4,5,6,7,8-Octahydro-8,8-dimethyl-2-naphthaldehyd, 2,4-Dimethyl-3-cyclohexen-1-carboxaldehyd,
2-Methyl-3-(isopropylphenyl)propanal, 1-Decanal, 2,6-Dimethyl-5-heptenal, 4-(Tricyclo[5.2.1.0(2,6)]-decyliden-8)-butanal,
Octahydro-4,7-methan-1H-indencarboxaldehyd, 3-Ethoxy-4-hydroxybenzaldehyd, para-Ethyl-alpha,alpha-dimethylhydrozimtaldehyd,
alpha-Methyl-3,4-(methylendioxy)-hydrozimtaldehyd, 3,4-Methylendioxybenzaldehyd, alpha-n-Hexylzimtaldehyd,
m-Cymen-7-carboxaldehyd, alpha-Methylphenylacetaldehyd, 7-Hydroxy-3,7-dimethyloctanal,
Undecenal, 2,4,6-Trimethyl-3-cyclohexen-1-carboxaldehyd, 4-(3)(4-Methyl-3-pentenyl)-3-cyclohexencarboxaldehyd,
1-Dodecanal, 2,4-Dimethylcyclohexen-3-carboxaldehyd, 4-(4-Hydroxy-4-methylpentyl)-3-cylohexen-1-carboxaldehyd,
7-Methoxy-3,7-dimethyloctan-1-al, 2-Methylundecanal, 2-Methyldecanal, 1-Nonanal, 1-Octanal,
2,6,10-Trimethyl-5,9-undecadienal, 2-Methyl-3-(4-tert-butyl)propanal, Dihydrozimtaldehyd,
1-Methyl-4-(4-methyl-3-pentenyl)-3-cyclohexen-1-carboxaldehyd, 5- oder 6-Methoxyhexahydro-4,7-methanindan-1-oder
-2-carboxaldehyd, 3,7-Dimethyloctan-1-al, 1-Undecanal, 10-Undecen-1-al, 4-Hydroxy-3-methoxybenzaldehyd,
1-Methyl-3-(4-methylpentyl)-3-cyclohexencarboxaldehyd, 7-Hydroxy-3J-dimethyl-octanal,
trans-4-Decenal, 2,6-Nonadienal, para-Tolylacetaldehyd, 4-Methylphenylacetaldehyd,
2-Methyl-4-(2,6,6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)-2-butenal, ortho-Methoxyzimtaldehyd,
3,5,6-Trimethyl-3-cyclohexen-carboxaldehyd, 3J-Dimethyl-2-methylen-6-octenal, Phenoxyacetaldehyd,
5,9-Dimethyl-4,8-decadienal, Päonienaldehyd (6,10-Dimethyl-3-oxa-5,9-undecadien-1-al),
Hexahydro-4,7-methanindan-1-carboxaldehyd, 2-Methyloctanal, alpha-Methyl-4-(1-methylethyl)benzolacetaldehyd,
6,6-Dimethyl-2-norpinen-2-propionaldehyd, para-Methylphenoxyacetaldehyd, 2-Methyl-3-phenyl-2-propen-1-al,
3,5,5-Trimethylhexanal, Hexahydro-8,8-dimethyl-2-naphthaldehyd, 3-Propyl-bicyclo-[2.2.1]-hept-5-en-2-carbaldehyd,
9-Decenal, 3-Methyl-5-phenyl-1-pentanal, Methylnonylacetaldehyd, Hexanal und/oder
trans-2-Hexenal. Ebenfalls können Gemische der genannten Stoffe verwendet werden.
[0018] In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei einem Duftstoff um ein Keton handeln,
bevorzugt ausgewählt aus Methyl-beta-naphthylketon, Moschusindanon (1,2,3,5,6,7-Hexahydro-1,1,2,3,3-pentamethyl-4H-inden-4-on),
Tonalid (6-Acetyl-1,1,2,4,4,7-hexamethyltetralin), alpha-Damascon, beta-Damascon,
delta-Damascon, iso-Damascon, Damascenon, Methyldihydrojasmonat, Menthon, Carvon,
Kampfer, Koavon (3,4,5,6,6-Pentamethylhept-3-en-2-on), Fenchon, alpha-Ionon, beta-
Ionon, gamma-Methyl-Ionon, Fleuramon (2-heptylcyclopen-tanon), Dihydrojasmon, cis-Jasmon,
iso-E-Super (1-(1,2,3,4,5,6J,8-octahydro-2,3,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl)-ethan-1-on
(und Isomere)), Methylcedrenylketon, Acetophenon, Methylacetophenon, para-Methoxyacetophenon,
Methyl-betanaphtylketon, Benzylaceton, Benzophenon, para-Hydroxyphenylbutanon, Sellerie-
Keton(3-methyl-5-propyl-2-cyclohexenon), 6-Isopropyldecahydro-2-naphton, Dimethyloctenon,
Frescomenthe (2-Butan-2-yl-cyclohexan-1-on), 4-(1-Ethoxyvinyl)-3,3,5,5-tetramethylcyclohexanon,
Methylheptenon, 2-(2-(4-Methyl-3-cyclohexen-1-yl)propyl)cyclopentanon, 1-(p-Menthen-6(2)yl)-1-propanon,
4-(4-Hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-butanon, 2-Acetyl-3,3-dimethylnorbornan, 6,7-Dihydro-1,1,2,3,3-pentamethyl-4(5H)-indanon,
4-Damascol, Dulcinyl(4-(1,3-benzodioxol-5-yl)butan-2-on), Hexalon (1-(2,6,6-trimethyl-2-cyclohexene-1-yl)-1,6-heptadien-3-on),
IsocyclemonE (2-Acetonaphthon-1,2,3,4,5,6,7,8-octahydro-2,3,8,8-tetramethyl), Methylnonylketon,
Methylcyclocitron, Methyllavendelketon, Orivon (4-tert-Amylcyclohexanon), 4-tert-Butylcyclohexanon,
Delphon (2-Pentyl-cyclopentanon), Muscon (
CAS 541-91-3), Neobutenon (1-(5,5-Dimethyl-1-cyclohexenyl)pent-4-en-1-on), Plicaton (
CAS 41724-19-0), Velouton (2,2,5-Trimethyl-5-pentylcyclopentan-1-on), 2,4,4,7-Tetramethyl-oct-6-en-3-on
und/oder Tetrameran (6,10-Dimethylundecen-2-on). Ebenfalls können Gemische der genannten
Stoffe verwendet werden.
[0019] In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei einem Duftstoff um einen Alkohol
handeln, bevorzugt ausgewählt aus 10-Undecen-1-ol, 2,6-Dimethylheptan-2-ol, 2-Methylbutanol,
2-Methylpentanol, 2-Phenoxyethanol, 2-Phenylpropanol, 2-tert.-Butycyclohexanol, 3,5,5-Trimethylcyclohexanol,
3-Hexanol, 3-Methyl-5-phenyl-pentanol, 3-Octanol, 3-Phenyl-propanol, 4-Heptenol, 4-lsopropylcyclohexanol,
4-tert.-Butycyclohexanol, 6,8-Dimethyl-2-nona-nol, 6-Nonen-1-ol, 9-Decen-1-ol, α -Methylbenzylalkohol,
α-Terpineol, Amylsalicylat, Benzylalkohol, Benzylsalicylat, β-Terpineol, Butylsalicylat,
Citronellol, Cyclohexylsalicylat, Decanol, Dihydromyrcenol, Dimethylbenzylcarbinol,
Dimethylheptanol, Dimethyloctanol, Ethylsalicylat, Ethylvanilin, Eugenol, Farnesol,
Geraniol, Heptanol, Hexylsalicylat, Isoborneol, Isoeugenol, Isopulegol, Linalool,
Menthol, Myrtenol, n-Hexanol, Nerol, Nonanol, Octanol, p-Menthan-7-ol, Phenylethylalkohol,
Phenol, Phenylsalicylat, Tetrahydrogeraniol, Tetrahydrolinalool, Thymol, trans-2-cis-6-Nonadicnol,
trans-2-Nonen-1-ol, trans-2-Octenol, Undecanol, Vanillin, Champiniol, Hexenol und/oder
Zimtalkohol. Ebenfalls können Gemische der genannten Stoffe verwendet werden.
[0020] Duftstoffverbindungen vom Typ der Ester sind z.B. Benzylacetat, Phenoxyethylisobutyrat,
p-tert-Butylcyclohexylacetat, Linalylacetat, Dimethylbenzylcarbinylacetat (DMBCA),
Phenylethylacetat, Benzylacetat, Ethylmethylphenylglycinat, Allylcyclohexylpropionat,
Styrallylpropionat, Benzylsalicylat, Cyclohexylsalicylat, Floramat, Melusat und Jasmacyclat.
Zu den Ethern zählen beispielsweise Benzylethylether und Ambroxan, und zu den Kohlenwasserstoffen
gehören hauptsächlich Terpene wie Limonen und Pinen. Bevorzugt werden jedoch Mischungen
verschiedener Duftstoffe verwendet, die gemeinsam eine ansprechende Duftnote erzeugen.
[0021] In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei einem Duftstoff um ein ätherisches
Öl handeln, wie Angelikawurzelöl, Anisöl, Arnikablütenöl, Basilikumöl, Bayöl, Champacablütenöl,
Citrusöl, Edeltannenöl, Edeltannenzapfenöl, Elemiöl, Eukalyptusöl, Fenchelöl, Fichtennadelöl,
Galbanumöl, Geraniumöl, Gingergrasöl, Guajakholzöl, Gurjunbalsamöl, Helichrysumöl,
Ho-Öl, Ingweröl, Irisöl, jasminöl, Kajeputöl, Kalmusöl, Kamillenöl, Kampferöl, Kanagaöl,
Kardamomenöl, Kassiaöl, Kiefernnadelöl, Kopaivabalsamöl, Korianderöl, Krauseminzeöl,
Kümmelöl, Kuminöl, Labdanumöl, Lavendelöl, Lemongrasöl, Lindenblütenöl, Limettenöl,
Mandarinenöl, Melissenöl, Minzöl, Moschuskörneröl, Muskatelleröl, Myrrhenöl, Nelkenöl,
Neroliöl, Niaouliöl, Olibanumöl, Orangenblütenöl, Orangenschalenöl, Origanumöl, Palmarosaöl,
Patschuliöl, Perubalsamöl, Petitgrainöl, Pfefferöl, Pfefferminzöl, Pimentöl, Pine-ÖI,
Rosenöl, Rosmarinöl, Salbeiöl, Sandelholzöl, Sellerieöl, Spiköl, Sternanisöl, Terpentinöl,
Thujaöl, Thymianöl, Verbenaöl, Vetiveröl, Wacholderbeeröl, Wermutöl, Wintergrünöl,
Ylang-Ylang-Öl, Ysop-Öl, Zimtöl, Zimtblätteröl, Zitronellöl, Zitronenöl sowie Zypressenöl
sowie Ambrettolid, Ambroxan, alpha-Amylzimtaldehyd, Anethol, Anisaldehyd, Anisalkohol,
Anisol, Anthranilsäuremethylester, Acetophenon, Benzylaceton, Benzaldehyd, Benzoesäureethylester,
Benzophenon, Benzylalkohol, Benzylacetat, Benzylbenzoat, Benzylformiat, Benzylvalerianat,
Borneol, Bornylacetat, Boisambrene forte, alpha-Bromstyrol, n-Decylaldehyd, n-Dodecylaldehyd,
Eugenol, Eugenolmethylether, Eukalyptol, Farnesol, Fenchon, Fenchylacetat, Geranylacetat,
Geranylformiat, Heliotropin, Heptincarbonsäuremethylester, Heptaldehyd, Hydrochinon-Dimethylether,
Hydroxyzimtaldehyd, Hydroxyzimtalkohol, Indol, Iron, Isoeugenol, Isoeugenolmethylether,
Isosafrol, Jasmon, Kampfer, Karvakrol, Karvon, p-Kresolmethylether, Cumarin, p-Methoxyacetophenon,
Methyl-n-amylketon, Methylanthranilsäuremethylester, p-Methylacetophenon, Methylchavikol,
p-Methylchinolin, Methyl-beta-naphthylketon, Methyl-n-nonylacetaldehyd, Methyl-n-nonylketon,
Muskon, beta-Naphtholethylether, beta-Naphthol-methylether, Nerol, n-Nonylaldehyd,
Nonylalkohol, n-Octylaldehyd, p-Oxy-Acetophenon, Pentadekanolid, beta-Phenylethylalkohol,
Phenylessigsäure, Pulegon, Safrol, Salicylsäureisoamylester, Salicylsäuremethylester,
Salicylsäurehexylester, Salicylsäurecyclohexylester, Santalol, Sandelice, Skatol,
Terpineol, Thymen, Thymol, Troenan, gamma-Undelacton, Vanillin, Veratrumaldehyd, Zimtaldehyd,
Zimtalkohol, Zimtsäure, Zimtsäureethylester, Zimtsäurebenzylester, Diphenyloxid, Limonen,
Linalool, Linalylacetat und - Propionat, Melusat, Menthol, Menthon, Methyl-n-heptenon,
Pinen, Phenylacetaldehyd, Terpinylacetat, Citral, Citronellal und Mischungen daraus.
Ebenfalls können Gemische der genannten Stoffe verwendet werden.
[0022] Es ist selbstverständlich, dass alle der vorstehend genannten Duftstoffe und Duftstoffgemische
mit jeweils anderen Duftstoffen und/oder Duftstoffgemischen kombiniert werden können,
um die gewünschte Parfümierung zu erhalten.
[0023] Die beschriebenen Duftstoffe bzw. Parfümöle können als "freies Parfümöl" in der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung enthalten sein. Ein "freies Parfümöl" ist ein Parfümöl, welches als
solches in einer Suspension vorliegt, d.h. die einzelnen Bestandteile des Parfümöls
liegen insbesondere nicht verkapselt vor.
[0024] Gemäß der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung mindestens ein verkapseltes
Parfüm oder Parfümöl, d.h. Parfümkapseln.
[0025] Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff "verkapseltes Parfümöl"
oder "Parfümkapsel" ein Parfüm, welches im Innern einer Kapsel vorliegt, d.h. es handelt
sich nicht um ein "freies Parfümöl". Dabei kann das mindestens eine entsprechend verkapselte
Parfüm ein Parfüm oder Parfümöl wie voranstehend definiert sein und kann ein oder
mehrere der vorgenannten Duftstoffe umfassen.
[0026] Eine "Kapsel" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist typischerweise aus einer Hülle
und einem Kern aufgebaut, d.h. hat eine Kern-Schale-Morphologie, wobei insbesondere
im Kern mindestens ein Parfümöl, wie vorangehend definiert, enthalten ist. Der Kern
kann ferner wahlweise weitere Vorteilsmittel, beispielsweise Textilpflegemittel, Behandlungsmittel,
hautpflegende Mittel oder Geruchsneutralisierer enthalten. Generell kann der Kern
eine feste Form aufweisen, flüssig oder viskos sein, d.h. beispielsweise auch als
Schmelze vorliegen oder eine wachsartige Struktur besitzen. Die Erfindung erfasst
sowohl Kapseln, in denen das mindestens eine Parfümöl und, optional, das/die weitere(n)
Vorteilsmittel, im Wesentlichen in Reinsubstanz enthalten ist/sind, als auch Kapseln,
in denen der Kern durch ein mit dem mindestens einen Parfümöl und, optional dem/den
weiteren Vorteilsmittel(n), vermischten oder imprägnierten Träger gebildet wird. Vorzugsweise
ist der Kern der Kapseln bei Temperaturen unter 120 °C, vorzugsweise unterhalb 80
°C, insbesondere unterhalb 40 °C flüssig, viskos oder zumindest schmelzbar.
[0027] Als Kapseln sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere solche bevorzugt,
die einen mittleren Durchmesser d
50 von < 250 µm, vorzugsweise 1 bis 100 µm, bevorzugt von 5 bis 80 µm, besonders bevorzugt
von 10 bis 50 µm und insbesondere von 15 bis 40 µm, beispielsweise 20, 25, 30, 35
oder 40 µm, aufweisen. Der dso-Wert gibt dabei den Durchmesser an, der sich ergibt,
wenn 50 Gew.-% der Kapseln einen geringeren Durchmesser und 50 Gew.-% der Kapseln
einen größeren Durchmesser als der festgestellte dso-Wert aufweisen. Es ist weiterhin
bevorzugt, dass der d
90-Wert der Teilchengrößenverteilung der Mikrokapseln < 70 µm, bevorzugt < 60 µm, besonders
bevorzugt < 50 µm beträgt. Der d
90-Wert der Teilchengrößenverteilung ist der Wert, bei dem 90 % aller Teilchen kleiner
und 10 % der Teilchen größer als dieser Wert sind.
[0028] Die Bestimmung der Durchmesser der Kapseln bzw. der Teilchengröße der Mikrokapseln
kann über übliche Methoden erfolgen. Sie kann beispielsweise mit Hilfe dynamischer
Lichtstreuung bestimmt werden, die üblicherweise an verdünnten Suspensionen, die z.B.
0,01 bis 1 Gew.-% Kapseln enthalten, durchgeführt werden kann. Sie kann auch durch
die Auswertung lichtmikroskopischer oder elektronenmikroskopischer Aufnahmen von Kapseln
erfolgen.
[0029] Als Materialien für die Kapselwand kommen üblicherweise hochmolekulare Verbindungen,
insbesondere Polymere, in Frage, wie z.B. Proteine (z. B. Gelatine, Albumin, Casein
und andere), Cellulose-Derivate (z.B. Methylcellulose, Ethylcellulose, Celluloseacetat,
Cellulosenitrat, Carboxymethylcellulose und andere) sowie vor allem synthetische Polymere
(z.B. Polyamide, Polyethylenglykole, Polyurethane, Epoxidharze und andere). Bevorzugt
können beispielsweise Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harze oder Melamin-Formaldehyd-Harze
oder Harnstoff-Formaldehyd-Harze als Kapselwandmaterialien eingesetzt werden.
[0030] Die Kapseln können die Duftstoffe über verschiedene Mechanismen freisetzen. Es sind
z.B. Kapseln einsetzbar, die eine mechanisch stabile Kapselhülle aufweisen, die aber
dann aufgrund eines oder mehrerer Umwelteinflüsse, wie mechanischer Beanspruchung,
wie z.B. Scherung oder der lonenstärke oder des pH-Wertes des umgebenden Mediums,
für die enthaltenen Mittel durchlässig wird. Möglich sind auch stabile Kapselwandmaterialien,
durch die das mindestens eine Parfümöl sowie das oder die weiteren Vorteilsmittel
mit der Zeit hindurchdiffundieren kann/können. Die Kapseln können das mindestens eine
enthaltene Parfümöl sowie das oder die weiteren Vorteilsmittel vorzugsweise bei Änderung
des pH-Wertes oder der lonenstärke der Umgebung, bei Änderung der Temperatur, bei
Einwirkung von Licht, durch Diffusion und/oder bei mechanischer Beanspruchung freisetzen.
[0031] In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Kapseln
fragil, das heißt, sie können eingeschlossenes Mittel aufgrund mechanischer Beanspruchung
wie Reibung, Druck oder Scherbeanspruchung, welche die Hülle der Kapseln aufbricht,
freigeben.
[0032] Bei den erfindungsgemäß einsetzbaren Kapseln handelt es sich um wasserunlösliche
Kapseln. Die Wasserunlöslichkeit der Kapseln hat den Vorteil, dass diese Wasch-, Reinigungs-
oder andere Behandlungsanwendungen überdauern können und so in der Lage sind, das
mindestens eine Parfümöl sowie andere Vorteilsmittel erst im Anschluss an den wässrigen
Wasch-, Reinigungs- oder Behandlungsprozess abzugeben, wie beispielsweise beim Trocknen
durch Reibung der Oberfläche.
[0033] Besonders bevorzugt sind wasserunlösliche Kapseln, die durch Reibung aufgebrochen
werden Dabei kann das Wandmaterial beispielsweise Melamin-Formaldehydharze, Polyurethane,
Polyolefine, Polyamide, Polyharnstoffe, Polyester, Polysaccharide, Epoxidharze, Silikonharze
und/oder Polykondensationsprodukte aus Carbonyl-Verbindungen und NH-Gruppen enthaltenden
Verbindungen umfasst.
[0034] Der Begriff "aufreibbare" oder "durch Reibung aufbrechbare" Kapseln, meint insbesondere
solche Kapseln, welche, wenn sie an einer damit behandelten Oberfläche (z.B. einer
textilen Oberfläche) haften, durch mechanisches Reiben oder durch Druck geöffnet bzw.
aufgebrochen werden können, so dass eine Inhaltsfreisetzung erst als Resultat einer
mechanischen Einwirkung resultiert, z.B. wenn man sich mit einem Handtuch, auf welchem
solche Kapseln abgelagert sind, die Hände abtrocknet. Bevorzugt einsetzbare, aufreibbare
Kapseln weisen mittlere Durchmesser d
50 im Bereich von 1 bis 100 µm auf, vorzugsweise zwischen 3 und 80 µm, insbesondere
zwischen 5 und 60 µm, z.B. zwischen 10 und 50 µm, beispielsweise zwischen 15 und 40
µm. Die den Kern bzw. (gefüllten) Hohlraum umschließende Schale der Kapseln hat vorzugsweise
eine durchschnittliche Dicke im Bereich zwischen rund 10 nm und 500 nm, vorzugsweise
zwischen rund 30 nm und etwa 450 nm, insbesondere zwischen rund 50 nm und etwa 400
nm. In verschiedenen Ausführungsformen kann es bevorzugt sein, dass die Schalendicke
weniger als 300 nm beträgt, beispielsweise 250 nm und weniger.
[0035] Verfahren zur Mikrokapselbildung sind bekannt und beispielsweise in
US 20030004226 A1 (BASF) beschrieben, auf welche hiermit Bezug genommen wird.
[0036] Gewöhnlich wird bei der Herstellung das Kernmaterial, d.h. das mindestens eine Parfümöl
sowie ggf. weitere Vorteilsmittel, in einer wässrigen Lösung eines Schutzkolloids,
die vorzugsweise einen sauren pH-Wert aufweist, zu feinen Tröpfchen emulgiert. Zu
der resultierenden Emulsion wird dann unter Durchmischung z.B. die wässrige Lösung
eines Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates oder Melamin und Formaldehyd einzeln zur
in-situ Polymerisation zugegeben. Dabei bilden sich Mikrokapseln aus. Nach Abschluss
der Zugabe wird die Kondensation zu Ende geführt. Man kann die Kapseln, was bevorzugt
ist, aber auch präformieren und anschließend vorzugsweise durch Temperaturerhöhung
(z.B. Temperatur von mindestens ca. 40 °C, vorzugsweise ca. 75 bis 95 °C) die Kapselwand
härten.
[0037] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße
Kapseldispersion wasserunlösliche Mikrokapseln, vorzugsweise Kern-Schale-Mikrokapseln,
wobei die Kapselwände insbesondere Melamin-Formaldehyd-Harze umfassen. Diese Mikrokapseln
können neben dem mindestens einen Parfümöl weitere Flüssigkeiten, aber ohne weiteres
auch Feststoffe enthalten.
[0038] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung können die Kapseln neben dem mindestens
einen Parfümöl zumindest ein Vorteilsmittel umfassen, wie insbesondere Hautpflegemittel,
Textilpflegemittel und/oder Geruchsneutralisierer. Unter dem Begriff Vorteilsmittel
werden insbesondere
- Texilpflegemittel wie Weichmacher, Phobier- und Imprägniermittel gegen Wasser und
Wiederanschmutzungen, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Enzyme, Silikonöle, Antiredepositionsmittel,
optische Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Einlaufverhinderer, Knitterschutzmittel,
Farbübertragungsinhibitoren, antimikrobiellen Wirkstoffe, Germizide, Fungizide, Antioxidantien,
Antistatika, Bügelhilfsmittel, Quell- und Schiebefestmittel, UV- Absorber, kationische
Polymere,
- Behandlungsmittel für harte Oberflächen wie Desinfektionsmittel, Imprägnierungen gegen
Wasser und Wiederanschmutzungen, Glanzförderer oder -Verhinderer, Hydrophobier- oder
Hydrophiliermittel, Filmbildner,
- Hautpflegemittel (wie z.B. Vitamin E, natürliche Öle, Aloe- Vera-Extrakt, Grüner-Tee-
Extrakt, D-Panthenol, Plankton Extrakt, Vitamin C, Harnstoff und/oder Glycin)
- Geruchsneutralisierer (z.B. umfassend Cyclodextrine, Cyclodextrin-Derivate, Triethylenglykol
und/oder Natriumhydrogencarbonat)
- bakterienhemmende Wirkstoffe
verstanden.
[0039] Die hautpflegende Verbindung (Hautpflegemittel) ist vorzugsweise hydrophob, kann
flüssig oder fest sein. Die hautpflegende Verbindung kann beispielsweise
- a) Wachse wie Carnauba, Spermaceti, Bienenwachs, Lanolin, Derivate davon sowie Mischungen
daraus;
- b) Pflanzenextrakte, zum Beispiel pflanzliche Öle wie Avokadoöl, Olivenöl, Palmöl,
Palmkernöl, Rapsöl, Leinöl, Sojaöl, Erdnussöl, Korianderöl, Ricinusöl, Mohnöl, Kakaoöl,
Kokosnussöl, Kürbiskernöl, Weizenkeimöl, Sesamöl, Sonnenblumenöl, Mandelöl, Ma- cadamianussöl,
Aprikosenkernöl, Haselnussöl, Jojobaöl oder Canolaöl, Kamille, Aloe Vera oder auch
Grüner-Tee- oder Plankton-Extrakt sowie Mischungen daraus;
- c) höhere Fettsäuren wie Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure,
Behensäure, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Isostearinsäure oder mehrfach ungesättigte
Fettsäuren;
- d) höhere Fettalkohole wie Laurylalkohol, Cetylalkohol, Stearylalkohol, Oleylalkohol,
Be- henylalkohol oder 2-Hexadecanol,
- e) Ester wie Cetyloctanoat, Lauryllactat, Myristyllactat, Cetyllactat, Isopropylmyristat,
Myristylmyristat, Isopropylpalmitat, Isopropyladipat, Butylstearat, Decyloleat, Cholesterolisostearat,
Glycerolmonostearat, Glyceroldistearat, Glyceroltristearat, Alkyllactat, Alkylcitrat
oder Alkyltartrat;
- f) Kohlenwasserstoffe wie Paraffine, Mineralöle, Squalan oder Squalen;
- g) Lipide;
- h) Vitamine wie Vitamin A, C oder E oder Vitaminalkylester;
- i) Phospholipide;
- j) Sonnenschutzmittel wie Octylmethoxylcinnamat und Butylmethoxybenzoylmethan;
- k) Silikonöle wie lineare oder cyclische Polydimethylsiloxane, Amino-, Alkyl-, Alkylaryl-
oder Aryl-substituierte Silikonöle und
- l) Mischungen daraus
umfassen.
[0040] Die eingesetzten Parfümmikrokapseln weisen für eine Oberfläche, mit welcher sie in
Kontakt gebracht werden, eine Adhäsionskraft von mindestens 1 nN, vorzugsweise 1 bis
1000 nN, noch bevorzugter 1 bis 500 oder 1 bis 250 nN, gemessen mittels Collodial
Probe AFM, auf. Zur Bestimmung der Adhäsionskräfte von Mikrokapseln wird, sofern nicht
anders angegeben, ein Rasterkraftmikroskop (Atomic Force Microscope, AFM) MFP 3D von
Asylum Research verwendet. Dieses Gerät erlaubt Manipulationen von einzelnen Mikrokapseln
auf der Nanometerskala. Es wurde ein Colloidal Probe-AFM Aufbau ausgewählt, bei dem
eine sphärische Messsonde verwendet wird, die an der Balkenfeder (Cantilever) fixiert
ist (
Butt, H.-J. Measuring electrostatic, van der Waals, and hydration forces in electrolyte
solutions with an atomic forcemicroscope. Biophys. J. 1991, 60(6), 1438-1444;
Ducker, W. A., et al. Direct measurement of colloidal forces using an atomic force
microscope. Nature. 1991, 353(6341), 239-241; Neubauer, M. P., et al. Microcapsulemechanics: From stability to function. Adv.
Colloid Interface Sci. 2014, 207, 65-80;
Kappl, M., Butt, H.-J. The Colloidal Probe Technique and its Application to Adhesion
Force Measurements. Part. Part. Syst. Charact. 2002, 19(3), 129-143).
[0041] In bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beträgt die
Adhäsionskraft zwischen der Parfümkapsel und einer, insbesondere zu waschenden oder
zu reinigenden, Oberfläche 1 bis 500 nN, gemessen mittels Collodial Probe AFM.
[0042] Bevorzugt ist die Oberfläche ein natürliches oder synthetisches Gewebe, stärker bevorzugt
ein Textil, insbesondere ein Textil aus Baumwolle, Polyamid, Polyester oder eine Mischung
davon.
[0043] In verschiedenen Ausführungsformen ist die Oberfläche ein Textil aus Baumwolle und
die Parfümkapsel weist eine Adhäsionskraft zu dem Baumwolltextil von 1 bis 1000 nN,
bevorzugt von 1 bis 500 nN, beispielsweise von 10 bis 200 nN auf.
[0044] In anderen Ausführungsformen ist die Oberfläche ein Textil aus Polyester, bevorzugt
mit einer Adhäsionskraft zwischen der Parfümkapsel und dem Polyestertextil von 1 bis
300 nN, stärker bevorzugt von 1 bis 250 nN, beispielsweise von 10 bis 200 nN.
[0045] Es wurde gefunden, dass die Adhäsionskraft unter anderem von der Wandstärke und damit
verbundenen auch der Steifigkeit der Kapselhülle abhängt. Es hat sich herausgestellt,
dass flexiblere und weniger steife und damit leichter deformierbare Kapseln generell
höhere Adhäsionskräfte für die untersuchten Oberflächen aufweisen, als Kapseln mit
steiferen Kapselhüllen. Die Steifigkeit und Wanddicke lassen sich bei der Herstellung
der Kapseln steuern, u.a. durch die Menge an eingesetztem Wandmaterial und den Vernetzungsgrad.
[0046] Bevorzugt wir durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung aufgrund
der beschriebenen Adhäsionskräfte zwischen der Parfümkapsel und der (zu reinigenden
oder zu waschenden) Oberfläche ein verbesserter geruchlicher Effekt der Oberfläche
hervorgerufen, da das Aufziehen der Kapseln auf das Textil verbessert wird.
[0047] Die Parfümkapseln können in Form einer (Kapsel-)Slurry bereitgestellt werden, d.h.
einer Aufschlämmung der Kapseln in einem flüssigen Medium.
[0048] Der Begriff "Slurry" bezeichnet im Kontext der vorliegenden Erfindung eine, typischerweise
wässrige, Aufschlämmung der Parfümkapseln, wie voranstehend definiert. Das flüssige
Medium besteht vorzugsweise zum überwiegenden Anteil, d.h. zu mehr als 50 Gew.-% aus
Wasser, kann aber auch vollständig, d.h. zu 100 % aus Wasser bestehen. Der Slurry
ist vorzugsweise gießbar, d.h. er lässt sich aus einem Gefäß durch Neigen des Gefäßes
ausgießen. Unter einem gießbaren Slurry wird insbesondere ein Kapsel-Flüssigkeitsgemisch
verstanden, welches insbesondere bei der Verarbeitungstemperatur, vorzugsweise bei
maximal 40 °C, insbesondere bei maximal 20 °C eine Viskosität unterhalb von 10-10
4 mPas (Brookfield- Rotationsviskosimeter; Spindel 2, 20 U/min.) aufweist.
[0049] Der Slurry kann weitere Hilfsstoffe enthalten, beispielsweise solche, die eine bestimmte
Haltbarkeit oder Stabilität sicherstellen. Häufig verwendete Hilfsstoffe schließen
beispielsweise Tenside, insbesondere anionische und/oder nichtionische Tenside ein.
Entsprechende Kapselslurries sind kommerziell erhältlich und dem Fachmann als solches
bekannt.
[0050] In verschiedenen Ausführungsformen sind die vorangehend beschriebenen Kapseln in
einer Menge von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 48 Gew.-%, insbesondere 35 bis
45 Gew.-% in dem Slurry enthalten.
[0051] Wie bereits oben erwähnt, können die Kapseln in der Zusammensetzung vorzugsweise
in Form einer Suspension, insbesondere in einer kontinuierlichen, flüssigen Phase,
vorliegen. Die Suspension ist vorzugsweise stabil, d.h. es kommt auch nach längeren
Lagerungszeiträumen von beispielsweise mehreren Tagen bis Wochen bei üblichen Temperaturen
im Bereich bis 40 °C, beispielsweise 4 Wochen bei einer Temperatur zwischen >0 und
40 °C, nicht zu einer Agglomeration, Sedimentation und/oder Aufschwimmen der Kapseln
oder einer sonstigen Phasenseparation. In verschiedenen Ausführungsformen enthält
die Zusammensetzung Wasser, welches beispielsweise über die Kapsel-Slurry eingetragen
wird. Der Wassergehalt kann dabei, in verschiedenen Ausführungsformen von ungefähr
0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-% betragen. In derartigen Ausführungsformen
kann Wasser die kontinuierliche Phase bilden, in welcher die Kapseln und ggf. auch
das Parfümöl (stabil) dispergiert sind, d.h. die Suspension ist eine wässrige Suspension.
Es ist hierbei zu erwähnen, dass selbst in Ausführungsformen in denen die Wasserphase
nicht den Hauptanteil der flüssigen Phase bildet, beispielweise kann das Parfümöl
in vergleichsweise größerer Menge enthalten sein, die Wasserphase die kontinuierliche
Phase bilden kann, in welcher die andere Phase suspendiert bzw. emulgiert sind.
[0052] In bevorzugten Ausführungsformen umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung die
Parfümkapseln in einer Menge von 0,01 bis 50 Gew.-%, bevorzugt von 0,05 bis 20 Gew.-%,
stärker bevorzugt von 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere von 0,2 bis 5 Gew.-%, beispielsweise
0,3 Gew.-%, 0,4 Gew.-%, oder 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung;
und/oder die Parfümkapseln weisen bevorzugt einen mittleren Durchmesser d
50 von < 250 µm auf, vorzugsweise 1 bis 100 µm, bevorzugt 5 bis 80 µm, besonders bevorzugt
10 bis 50 µm und insbesondere 15 bis 40 µm, beispielsweise 20, 25, 30, 35 oder 40
µm.
[0053] Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält ferner mindestens ein aufziehverstärkendes
Mittel.
[0054] Der Begriff "aufziehverstärkendes Mittel" bezieht sich im Rahmen dieser Erfindung
auf Mittel oder Verbindungen, die das Aufziehen eines verkapselten oder freien Duft-
oder Riechstoffes auf eine Oberfläche, beispielsweise ein Textil bewirken, verbessern
oder verstärken. Aufziehen bezieht sich hierbei auf die Wechselwirkung der Parfümkapsel
mit der Oberfläche nach dem Inkontaktbringen und umfasst beispielsweise ein Anhaften
der Mikrokapsel auf der Oberfläche. Dabei können verschiedene physikalische oder chemische
Wechselwirkungen bzw. Bindungen zwischen dem aufziehenden Stoff und der Oberfläche
auftreten.
[0055] Bevorzugt werden aufziehverstärkende Mittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
kationischen Tensiden, insbesondere Esterquats, und anderen Tensiden mit aufziehverstärkender
Wirkung, Polymeren, optischen Aufhellern, und Mischungen davon eingesetzt, ohne darauf
beschränkt zu sein.
[0056] In bevorzugten Ausführungsformen wird das mindestens eine aufziehverstärkende Mittel
in einer Menge von 0,5 bis 50 Gew.-%, bevorzugt von 0,6 bis 40 Gew.-%, stärker bevorzugt
von 0,7 bis 30 Gew.-%, noch stärker bevorzugt von 0,8 bis 20 Gew.-%, insbesondere
von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, in dieser
eingesetzt.
[0057] Geeignete optische Aufheller schließen ein, ohne darauf beschränkt zu sein, Derivate
von Diaminostilbensulfonsäure oder die korrespondierenden Salze, insbesondere Alkalimetallsalze.
Beispiele für solche optischen Aufheller sind Salze von 4,4'-Bis-(2-anilino-4-morpholino-1,3,5-triazinyl-6-amino)stilben-2,2'-disulfonsäure
oder Verbindungen ähnlicher Struktur, die eine Diethanolaminogruppe, eine Methylaminogruppe,
eine Anilinogruppe oder eine 2-Methoxyethylaminogruppe anstelle der Morpholinogruppe
enthalten. Weitere geeignete Aufheller von Typ der substituierten Diphenylstyrole
sind beispielsweise die Alkalimetallsalze von 4,4'-bis-(2-sulfostyryl)diphenyl, 4,4'-bis(4-chloro-3-sulfostyryl)diphenyl
oder 4-(4-chlorostyryl)-4'-(2-sulfostyryl)diphenyl. Mischungen der vorgenannten Aufheller
können ebenfalls verwendet warden.
[0058] Ferner enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung mindestens ein Tensid. Das mindestens
eine Tensid kann ein Tensid mit oder ohne aufziehverstärkende Wirkung sein. In verschiedenen
Ausführungsformen umfassen die beschriebenen Zusammensetzungen mindestens ein Tensid
welches von dem aufziehverstärkenden Mittel verschieden ist. Im Folgenden sind alle
Tenside, die nicht explizit als aufziehverstärkend angegeben sind, solche, die nicht
aufziehverstärkend wirken. Insbesondere sind anionische Tenside im Allgemeinen nicht
aufziehverstärkend.
[0059] Als Tenside (ohne aufziehverstärkende Wirkung) können anionische, nichtionische,
zwitterionische und/oder amphotere Tenside in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
eingesetzt werden. Anionische Tenside sind beispielsweise wichtige Bestandteile von
Wasch- oder Reinigungsmitteln, weil sie eine Vielzahl von Textilanschmutzungen entfernen
und insbesondere bei fetthaltigen Verschmutzungen wirksam sind. Sie sind kommerziell
breit verfügbar und weisen eine gute Reinigungsleistung an verschmutzten Oberflächen
auf. Die einsetzbaren Tenside können petrochemischem, pflanzlichem oder mikrobiologischem
Ursprung sein.
[0060] In bevorzugten Ausführungsformen ist das mindestens eine Tensid in einer Menge von
0,5 bis 50 Gew.-%, bevorzugt von 0,6 bis 40 Gew.-%, stärker bevorzugt von 0,7 bis
30 Gew.-%, noch stärker bevorzugt von 0,8 bis 20 Gew.-%, noch stärker bevorzugt von
1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, in der Zusammensetzung
enthalten.
[0061] Bevorzugt umfasst das mindestens eine Tensid ein anionisches Tensid, insbesondere
vom Sulfat- oder Sulfonat-Typ, beispielsweise ein lineares oder verzweigtes Alkylbenzolsulfonat
und/oder ein Alkylethersulfat und/oder ein alpha-Olefinsulfonat.
[0062] Als Aniontenside vom Sulfonat-Typ kommen generell C9-C13-Alkylbenzolsulfonate, und
Olefinsulfonate, das heißt 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.
[0063] 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 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.
[0064] 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-C15-Alkylsulfate
sowie C14-C15-Alkylsulfate bevorzugt. Auch 2,3-Alkylsulfate sind geeignete Aniontenside.
[0065] Weiterhin sind insbesondere auch die Alkylethersulfate einsetzbar, insbesondere ethoxylierte
Alkylsulfate, wie beispielsweise Laurylethersulfat mit 2 EO. Generell kann der Ethoxylierungsgrad
in verschiedenen Ausführungsformen 1 bis 20, beispielsweise 2 bis 10 betragen. In
verschiedenen Ausführungsformen umfassen geeignete anionische Tenside daher die Schwefelsäuremonoester
der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradkettigen oder verzweigten C7-C21-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.
[0066] Weitere geeignete 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, bevorzugt 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 bevorzugt 8 bis 18 Kohlenstoffatomen
in der Alk(en)ylkette oder deren Salze einzusetzen.
[0067] Falls eine Fettsäureseife in der Zusammensetzung enthalten ist, eignen sich 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.
[0068] Die anionischen Tenside einschließlich der Seifen, falls vorhanden, können bevorzugt
in Form ihrer Natrium-, Kalium- oder Magnesiumsalze vorliegen. Bevorzugt liegen die
anionischen Tenside in Form ihrer Natriumsalze vor.
[0069] In verschiedenen anderen Ausführungsformen kann das mindestens eine Tensid ein nichtionisches
Tensid umfassen, bevorzugt ein nichtionisches Tensid aus der Gruppe der alkoxylierten
Fettalkohole, alkoxylierten Fettsäurealkylester, Fettsäureamide, alkoxylierten Fettsäureamide,
Polyhydroxyfettsäureamide, Alkylphenolpolyglycolether, Aminoxide, Alkylpolyglucoside
und Mischungen daraus, stärker bevorzugt aus der Gruppe der Alkoholethoxylate, noch
stärker bevorzugt ein C12-18-Alkoholethoxylat mit 7 EO Einheiten.
[0070] Als nichtionische Tenside werden bevorzugt alkoxylierte, vorteilhafterweise ethoxylierte,
insbesondere primäre Alkohole mit bevorzugt 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 enge Homologenverteilung auf
(narrow range ethoxylates, NRE). 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-Gruppen
zusammen im Molekül enthalten, sind erfindungsgemäß 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 Niotenside
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.
[0071] Außerdem können als weitere nichtionische Tenside auch Alkylglucoside der allgemeinen
Formel RO(G)
x eingesetzt werden, in der R einen primären geradkettigen oder methylverzweigten,
insbesondere in 2-Stellung methylverzweigten, aliphatischen Rest mit 8 bis 22, bevorzugt
12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glycosideinheit mit
5 oder 6 C-Atomen, bevorzugt für Glucose, steht. Der Oligomerisierungsgrad x, der
die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist eine beliebige Zahl
zwischen 1 und 10; bevorzugt liegt x bei 1,2 bis 1,4.
[0072] Eine weitere Klasse bevorzugter nichtionischer Tenside, die entweder als alleiniges
nichtionisches Tensid oder in Kombination mit anderen nichtionischen Tensiden eingesetzt
werden, sind alkoxylierte, bevorzugt ethoxylierte oder ethoxylierte und propoxylierte
Fettsäurealkylester, bevorzugt mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, insbesondere
Fettsäuremethylester.
[0073] Auch nichtionische Tenside vom Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N-dimethyl-aminoxid
und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid, und der Fettsäurealkanolamide können geeignet
sein. Die Menge dieser nichtionischen Tenside beträgt bevorzugt nicht mehr als die
der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere nicht mehr als die Hälfte davon.
[0074] Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel (I),

in der RCO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R
1 für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
und [T] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen
und 3 bis 10 Hydroxylgruppen steht. Bei den Polyhydroxyfettsäureamiden handelt es
sich um bekannte Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden
Zuckers mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgender Acylierung
mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten
werden können.
[0075] Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide gehören auch Verbindungen der Formel (II),

in der R für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12
Kohlenstoffatomen, R
1 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest mit
2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R
2 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest oder
einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, wobei C1-C4-Alkyl- oder Phenylreste
bevorzugt sind und [T] für einen linearen Polyhydroxyalkylrest steht, dessen Alkylkette
mit mindestens zwei Hydroxylgruppen substituiert ist, oder alkoxylierte, bevorzugt
ethoxylierte oder propoxylierte Derivate dieses Restes. [T] wird bevorzugt durch reduktive
Aminierung eines Zuckers erhalten, beispielsweise Glucose, Fructose, Maltose, Lactose,
Galactose, Mannose oder Xylose. Die N-Alkoxy- oder N-Aryloxysubstituierten Verbindungen
können dann durch Umsetzung mit Fettsäuremethylestern in Gegenwart eines Alkoxids
als Katalysator in die gewünschten Polyhydroxyfettsäureamide überführt werden.
[0076] Es kann allerdings bevorzugt sein, dass die Zusammensetzung eine rein auf nichtionischen
Tensiden basierende Matrix aufweist. Insbesondere kann es im Hinblick auf die Umweltfreundlichkeit
bevorzugt sein, dass die Zusammensetzung überwiegend Tenside aus nachwachsenden Rohstoffen
enthält und der Anteil an synthetischen Tensiden möglichst gering ist oder bei null
liegt.
[0077] Geeignete Amphotenside (zwitterionische Tenside) sind beispielsweise Betaine, Alkylamidoalkylamine,
alkylsubstituierte Aminosäuren, acylierte Aminosäuren bzw. Biotenside, von denen die
Betaine im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre bevorzugt werden.
[0078] Geeignete Kationtenside sind u.a. die bereits oben als aufziehverstärkende Mittel
genannten Esterquats sowie allgemein quartäre Ammoniumverbindungen der Formel (R
i)(R
ii)(R
iii)(R
iv)N
+X
-, in der R
i bis R
iv für vier gleich- oder verschiedenartige, insbesondere zwei lang- und zwei kurzkettige,
Alkylreste und X
- für ein Anion, insbesondere ein Halogenidion, stehen, beispielsweise Didecyldimethylammoniumchlorid,
Alkylbenzyldidecylammoniumchlorid, Alkyldimethyl-hydroxyethylammoniumchlorid, -bromid
oder -methylsulfat, insbesondere mit C
12-Alkyl, und deren Mischungen. Geeignete Esterquats, die generell aufziehverstärkend
wirken, schließen solche ein, die durch Veresterung von Triethanol-MethylAmmonium-
oder Diethanol-Dimethyl-Ammonium mit mittel- und langkettigen Fettsäuren, wie beispielsweise
Palmitin- oder Stearinsäure, erhältlich sind.
[0079] In verschiedenen Ausführungsformen wird das mindestens eine Tensid ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus anionischen, nichtionischen, zwitterionischen und/oder amphoteren
Tensiden (ohne aufziehverstärkende Wirkung).
[0080] In verschiedenen Ausführungsformen wird das mindestens eine Tensid in einer Menge
von 0,1 bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 0,3 bis 60 Gew.-%, stärker bevorzugt von 0,5
bis 50 Gew.-%, noch stärker bevorzugt von 0,8 bis 40 Gew.-%, insbesondere von 1 bis
15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eingesetzt.
[0081] Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann ferner einen oder mehrere Builder enthalten.
[0082] In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung
wasserlöslichen und/oder wasserunlöslichen Builder, insbesondere ausgewählt aus Alkalialumosilikat,
kristallinem Alkalisilikat mit Modul über 1, monomerem Polycarboxylat, polymerem Polycarboxylat
und deren Mischungen, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 30 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
[0083] Zu den wasserlöslichen organischen Buildersubstanzen gehören insbesondere solche
aus der Klasse der Polycarbonsäuren, insbesondere Citronensäure und Zuckersäuren,
Aminocarbonsäuren, insbesondere MGDA und GLDA, sowie der polymeren (Poly-)carbonsäuren,
insbesondere die durch Oxidation von Polysacchariden zugänglichen Polycarboxylate,
polymere Acrylsäuren, Methacrylsäuren, Maleinsäuren und Mischpolymere aus diesen,
die auch geringe Anteile polymerisierbarer Substanzen ohne Carbonsäurefunktionalität
einpolymerisiert enthalten können. Die relative Molekülmasse der Homopolymeren ungesättigter
Carbonsäuren liegt im allgemeinen zwischen 5000 g/mol und 200000 g/mol, die der Copolymeren
zwischen 2000 g/mol und 200000 g/mol, bevorzugt 50000 g/mol bis 120000 g/mol, bezogen
auf freie Säure. Ein besonders bevorzugtes Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymer weist
eine relative Molekülmasse von 50000 g/mol bis 100000 g/mol auf. Geeignete, wenn auch
weniger bevorzugte Verbindungen dieser Klasse sind Copolymere der Acrylsäure oder
Methacrylsäure mit Vinylethern, wie Vinylmethylethern, Vinylester, Ethylen, Propylen
und Styrol, in denen der Anteil der Säure mindestens 50 Gew.-% beträgt.
[0084] Als wasserlösliche organische Buildersubstanzen können auch Terpolymere eingesetzt
werden, die als Monomere zwei Carbonsäuren und/oder deren Salze sowie als drittes
Monomer Vinylalkohol und/oder ein Vinylalkohol-Derivat oder ein Kohlenhydrat enthalten.
Das erste saure Monomer oder dessen Salz leitet sich von einer monoethylenisch ungesättigten
C
3-C
8-Carbonsäure und bevorzugt von einer C
3-C
4-Monocarbonsäure, insbesondere von (Meth-)acrylsäure ab. Das zweite saure Monomer
oder dessen Salz kann ein Derivat einer C
4-C
8-Dicarbonsäure sein, wobei Maleinsäure besonders bevorzugt ist. Die dritte monomere
Einheit wird in diesem Fall von Vinylalkohol und/oder bevorzugt einem veresterten
Vinylalkohol gebildet. Insbesondere sind Vinylalkohol-Derivate bevorzugt, welche einen
Ester aus kurzkettigen Carbonsäuren, beispielsweise von C
1-C
4-Carbonsäuren, mit Vinylalkohol darstellen. Bevorzugte Terpolymere enthalten dabei
60 Gew.-% bis 95 Gew.-%, insbesondere 70 Gew.-% bis 90 Gew.-% (Meth)acrylsäure und/oder
(Meth)acrylat, stärker bevorzugt Acrylsäure und/oder Acrylat, und Maleinsäure und/oder
Maleinat sowie 5 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bevorzugt 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% Vinylalkohol
und/oder Vinylacetat. Ganz besonders bevorzugt sind dabei Terpolymere, in denen das
Gewichtsverhältnis (Meth)acrylsäure und/oder (Meth)acrylat zu Maleinsäure und/oder
Maleat zwischen 1:1 und 4:1, bevorzugt zwischen 2:1 und 3:1 und insbesondere 2:1 und
2,5:1 liegt. Dabei sind sowohl die Mengen als auch die Gewichtsverhältnisse auf die
Säuren bezogen. Das zweite saure Monomer oder dessen Salz kann auch ein Derivat einer
Allylsulfonsäure sein, die in 2-Stellung mit einem Alkylrest, bevorzugt mit einem
C
1-C
4-Alkylrest, oder einem aromatischen Rest, der sich bevorzugt von Benzol oder Benzol-Derivaten
ableitet, substituiert ist. Bevorzugte Terpolymere enthalten dabei 40 Gew.-% bis 60
Gew.-%, insbesondere 45 bis 55 Gew.-% (Meth)acrylsäure und/oder (Meth)acrylat, stärker
bevorzugt Acrylsäure und/oder Acrylat, 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bevorzugt 15 Gew.-%
bis 25 Gew.-% Methallylsulfonsäure und/oder Methallylsulfonat und als drittes Monomer
15 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% bis 40 Gew.-% eines Kohlenhydrats. Dieses
Kohlenhydrat kann dabei beispielsweise ein Mono-, Di-, Oligo- oder Polysaccharid sein,
wobei Mono-, Di- oder Oligosaccharide bevorzugt sind, besonders bevorzugt ist Saccharose.
Durch den Einsatz des dritten Monomers werden vermutlich Sollbruchstellen in dem Polymer
eingebaut, die für die gute biologische Abbaubarkeit des Polymers verantwortlich sind.
Diese Terpolymere weisen im Allgemeinen eine relative Molekülmasse zwischen 1000 g/mol
und 200000 g/mol, bevorzugt zwischen 2000 g/mol und 50000 g/mol und insbesondere zwischen
3000 g/mol und 10000 g/mol auf. Sie können, insbesondere zur Herstellung flüssiger
Zusammensetzungen, in Form wässriger Lösungen, bevorzugt in Form 30- bis 50-gewichtsprozentiger
wässriger Lösungen eingesetzt werden. Alle genannten Polycarbonsäuren werden in der
Regel in Form ihrer wasserlöslichen Salze, insbesondere ihre Alkalisalze, eingesetzt.
[0085] Als wasserunlösliche, wasserdispergierbare anorganische Buildermaterialien können
beispielsweise kristalline oder amorphe Alkalialumosilikate, in Mengen von bis zu
30 Gew.-%, bevorzugt nicht über 25 Gew.-% und in flüssigen Zusammensetzungen insbesondere
von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, eingesetzt werden. Unter diesen sind die kristallinen Alumosilikate
in Waschmittelqualität, insbesondere Zeolith NaA und gegebenenfalls NaX, bevorzugt.
Mengen nahe der genannten Obergrenze werden bevorzugt in festen, teilchenförmigen
Zusammensetzungen eingesetzt. Geeignete Alumosilikate weisen insbesondere keine Teilchen
mit einer Korngröße über 30 µm auf und bestehen bevorzugt zu wenigstens 80 Gew.-%
aus Teilchen mit einer Größe unter 10 µm. Ihr Calciumbindevermögen, das nach den Angaben
der
deutschen Patentschrift DE 24 12 837 A1 bestimmt werden kann, liegt im Bereich von 100 bis 200 mg CaO pro Gramm. Geeignete
Substitute oder Teilsubstitute für das genannte Alumosilikat sind kristalline Alkalisilikate,
die allein oder im Gemisch mit amorphen Silikaten vorliegen können. Die in den Mitteln
als Builder (Gerüststoffe) brauchbaren Alkalisilikate weisen bevorzugt ein molares
Verhältnis von Alkalioxid zu SiO
2 unter 0,95, insbesondere von 1:1,1 bis 1:12 auf und können amorph oder kristallin
vorliegen. Bevorzugte Alkalisilikate sind die Natriumsilikate, insbesondere die amorphen
Natriumsilikate, mit einem molaren Verhältnis Na
2O:SiO
2 von 1:2 bis 1:2,8. Solche mit einem molaren Verhältnis Na
2O:SiO
2 von 1:1,9 bis 1:2,8 werden im Rahmen der Herstellung bevorzugt als Feststoff und
nicht in Form einer Lösung zugegeben. Als kristalline Silikate, die allein oder im
Gemisch mit amorphen Silikaten vorliegen können, werden bevorzugt kristalline Schichtsilikate
der allgemeinen Formel Na
2Si
xO
2x+1 yH
2O eingesetzt, in der x, das sogenannte Modul, eine Zahl von 1,9 bis 4 und y eine Zahl
von 0 bis 20 ist und bevorzugte Werte für x 2, 3 oder 4 sind. Bevorzugte kristalline
Schichtsilikate sind solche, bei denen x in der genannten allgemeinen Formel die Werte
2 oder 3 annimmt. Insbesondere sind sowohl ß- als auch δ-Natriumdisilikate (Na
2Si
2O
5·yH
2O) bevorzugt. Auch aus amorphen Alkalisilikaten hergestellte, praktisch wasserfreie
kristalline Alkalisilikate der obengenannten allgemeinen Formel, in der x eine Zahl
von 1,9 bis 2,1 bedeutet, können in den hierin beschriebenen Zusammensetzungen eingesetzt
werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfindungsgemäßer Zusammensetzungen
wird ein kristallines Natriumschichtsilikat mit einem Modul von 2 bis 3 eingesetzt,
wie es aus Sand und Soda hergestellt werden kann. Kristalline Natriumsilikate mit
einem Modul im Bereich von 1,9 bis 3,5, können in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingesetzt werden. Deren Gehalt an Alkalisilikaten
beträgt bevorzugt 1 Gew.-% bis 30 Gew.-% und insbesondere 5 Gew.-% bis 25 Gew.-%,
bezogen auf wasserfreie Aktivsubstanz. Falls als zusätzliche Buildersubstanz auch
Alkalialumosilikat, insbesondere Zeolith, vorhanden ist, beträgt der Gehalt an Alkalisilikat
bevorzugt 1 Gew.-% bis 15 Gew.-% und insbesondere 2 Gew.-% bis 8 Gew.-%, bezogen auf
wasserfreie Aktivsubstanz. Das Gewichtsverhältnis Alumosilikat zu Silikat, jeweils
bezogen auf wasserfreie Aktivsubstanzen, beträgt dann bevorzugt 4:1 bis 10:1. In Mitteln,
die sowohl amorphe als auch kristalline Alkalisilikate enthalten, beträgt das Gewichtsverhältnis
von amorphem Alkalisilikat zu kristallinem Alkalisilikat bevorzugt 1:2 bis 2:1 und
insbesondere 1:1 bis 2:1.
[0086] Zusätzlich zum genannten anorganischen Builder können weitere wasserlösliche oderwasserunlösliche
anorganische Substanzen in den Zusammensetzungen mit diesem zusammen verwendet werden.
Geeignet sind in diesem Zusammenhang die Alkalicarbonate, Alkalihydrogencarbonate
und Alkalisulfate sowie deren Gemische. Derartiges zusätzliches anorganisches Material
kann in Mengen bis zu 30 Gew.-% vorhanden sein.
[0087] In bevorzugten Ausführungsformen umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung mindestens
einen Builder ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Carbonaten, Alkalialumosilikaten,
monomeren oder polymeren Polycarboxylaten oder (Poly-)carbonsäuren, Aminocarbonsäuren,
polymeren Acrylsäuren, Methacrylsäuren, Maleinsäuren und Mischpolymeren aus diesen,
Copolymeren der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Vinylethern, Terpolymeren aus Carbonsäuren
und/oder deren Salzen sowie Vinylalkoholen und/oder Vinylalkohol-Derivaten und/oder
Kohlenhydraten, und Mischungen der genannten Builder; und/oder
der mindestens eine Builder wird in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 1
bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eingesetzt.
[0088] Darüber hinaus kann die Zusammensetzung zusätzlich noch weitere Inhaltsstoffe enthalten.
Übliche und dem Fachmann als solche bekannte weitere Inhaltsstoffe, ohne auf diese
beschränkt zu sein, sind beispielsweise mindestens einer oder vorzugsweise mehrere
Stoffe aus der Gruppe der Enzyme, Bleichmittel, Komplexbildner, Elektrolyte, nichtwässrigen
Lösungsmittel, pH-Stellmittel, weiteren Duftstoffe, Duftspeicherstoffe, Fluoreszenzmittel,
Farbstoffe, Hydrotrope, Schauminhibitoren, Silikonöle, Antiredepositionsmittel, Vergrauungsinhibitoren,
Einlaufverhinderer, Knitterschutzmittel, Farbübertragungsinhibitoren, antimikrobiellen
Wirkstoffe, Germizide, Fungizide, Antioxidantien, Korrosionsinhibitoren, Antistatika,
Bittermittel, Bügelhilfsmittel, Phobier- und Imprägniermittel, Quell-und Schiebefestmittel,
weichmachenden Komponenten sowie UV-Absorber enthalten.
[0089] Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Wasch- oder Reinigungsmittel, umfassend
oder bestehend aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung.
[0090] Geeignet im Rahmen dieser Erfindung sind alle denkbaren Arten von Wasch- oder Reinigungsmitteln,
sowohl Konzentrate als auch unverdünnt anzuwendende Mittel, zum Einsatz im kommerziellen
Maßstab, in der Waschmaschine oder bei der Handwäsche beziehungsweise -reinigung.
Dazu gehören beispielsweise Waschmittel für Textilien, Teppiche, oder Naturfasern,
für die die Bezeichnung Waschmittel verwendet wird. Zu den Wasch- und Reinigungsmittel
im Rahmen der Erfindung zählen ferner Waschhilfsmittel, die bei der manuellen oder
maschinellen Textilwäsche zum eigentlichen Waschmittel hinzudosiert werden, um eine
weitere Wirkung zu erzielen. Ferner zählen zu Wasch- und Reinigungsmittel im Rahmen
der Erfindung auch Textilvor- und Nachbehandlungsmittel, also solche Mittel, mit denen
das Wäschestück vor der eigentlichen Wäsche in Kontakt gebracht wird, beispielsweise
zum Anlösen hartnäckiger Verschmutzungen, und auch solche Mittel, die in einem der
eigentlichen Textilwäsche nachgeschalteten Schritt dem Waschgut weitere wünschenswerte
Eigenschaften wie angenehmen Griff, Knitterfreiheit oder geringe statische Aufladung
verleihen. Zu letztgenannten Mittel werden u.a. die Weichspüler gerechnet.
[0091] Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Wasch- oder Reinigungsmittel ein Waschmittel,
ein Wäschenachbehandlungsmittel oder ein Wäschepflegemittel, stärker bevorzugt ein
Waschmittel oder ein Weichspüler.
[0092] In verschiedenen Ausführungsformen liegt die erfindungsgemäße Zusammensetzung oder
das erfindungsgemäße Wasch- oder Reinigungsmittel in flüssiger, gelförmiger oder pulverartiger
Form vor.
[0093] Der Begriff "flüssig" bezeichnet bevorzugt eine bei Raumtemperatur (ca. 20 °C) und
Umgebungsdruck (ca. 1013 mbar auf Meereshöhe) fließfähige Zusammensetzung. Unter den
Begriff können auch gelförmige und pastöse Zusammensetzungen fallen.
[0094] Die Viskosität der flüssigen Wasch- oder Reinigungsmittel beträgt bei 20 °C bevorzugt
5 bis 100.000 mPa·s, stärker bevorzugt 10 bis 5000 mPa·s, noch stärker bevorzugt 10
bis 200 mPa·s, gemessen mit einem Rotationsviskosimeter der Fa. Brookfield vom Typ
LVT oder LVDV-II+ mit Small Sample Adapter bei einer Drehzahl von 30 min
-1, wobei die als Messkörper verwendete Spindel nach Brookfield so zu wählen ist, dass
das Drehmoment in einem günstigen Bereich liegt und der Messbereich nicht überschritten
wird. In diesem Rahmen wird Spindel 31 bevorzugt und - falls bei Viskositäten oberhalb
von etwa 240 mPa·s erforderlich - bevorzugt auf Spindel 25 zurückgegriffen.
[0095] Zur Einstellung der Viskosität kann das erfindungsgemäße Wasch- oder Reinigungsmittel
ein oder mehrere Verdickungsmittel, bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%,
stärker bevorzugt von 0,05 bis 2,5 Gew.-%, noch stärker bevorzugt von 0,1 bis 1 Gew.-%,
enthalten.
[0096] Geeignete Verdickungsmittel sind beispielsweise organische natürliche Verdickungsmittel
(Agar-Agar, Carrageen, Tragant, Gummi arabicum, Alginate, Pektine, Polyosen, Guar-Mehl,
Johannisbrotbaumkernmehl, Stärke, Dextrine, Gelatine, Casein), organische abgewandelte
Naturstoffe (Carboxymethylcellulose und andere Celluloseether, Hydroxyethyl- und -propylcellulose
und dergleichen, Kernmehlether), organische vollsynthetische Verdickungsmittel (Polyacryl-
und Polymethacryl-Verbindungen, Vinylpolymere, Polycarbonsäuren, Polyether, Polyimine,
Polyamide) und anorganisch Verdickungsmittel (Polykieselsäuren, Tonmineralien wie
Montmorillonite, Zeolithe, Kieselsäuren).
[0097] Zu den Polyacryl- und Polymethacryl-Verbindungen zählen beispielsweise die hochmolekularen
mit einem Polyalkenylpolyether, insbesondere einem Allylether von Pentaerythrit oder
Propylen, vernetzten Homopolymere der Acrylsäure (INCI Bezeichnung gemäß International
Dictionary of Cosmetic Ingredients der The Cosmetic, Toiletry, and Fragrance Association
(CTFA): Carbomer), die auch als Carboxyvinylpolymere bezeichnet werden. Weiterhin
fallen darunter folgende Acrylsäure-Copolymere: (i) Copolymere von zwei oder mehr
Monomeren aus der Gruppe der Acrylsäure, Methacrylsäure und ihrer einfachen, bevorzugt
mit C
1-4-Alkanolen gebildeten, Ester (INCI Acrylates Copolymer), zu denen etwa die Copolymere
von Methacrylsäure, Butylacrylat und Methylmethacrylat (
CAS-Bezeichnung gemäß Chemical Abstracts Service: 25035-69-2) oder von Butylacrylat und Methylmethacrylat (
CAS 25852-37-3) gehören; (ii) vernetzte hochmolekulare Acrylsäurecopolymere, zu denen etwa die mit
einem Allylether des Pentaerythrits vernetzten Copolymere von C10-30-Alkylacrylaten
mit einem oder mehreren Monomeren aus der Gruppe der Acrylsäure, Methacrylsäure und
ihrer einfachen, bevorzugt mit C
1-4-Alkanolen gebildeten, Ester (INCI Acrylates/C10-30 Alkyl Acrylate Crosspolymer) gehören.
Neben der verdickenden Wirkung können diese Verbindungen in Waschmitteln weitere Effekte,
wie z. B. Vergrauungsschutz, aufweisen.
[0098] In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Polyacryl- und Polymethacryl-Verbindungen,
die als Verdickungsmittel geeignet sind, ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von
>100.000 g/mol, bevorzugt von <500.000 g/mol auf.
[0099] Bevorzugte Verdickungsmittel sind die Polysaccharide und Heteropolysaccharide, insbesondere
die Polysaccharidgummen, beispielsweise Gummi arabicum, Agar, Alginate, Carrageene
und ihre Salze, Guar, Guaran, Tragacant, Gellan, Ramsan, Dextran oderXanthan und ihre
Derivate, z. B. propoxyliertes Guar, sowie ihre Mischungen. Andere Polysaccharidverdicker,
wie Stärken oder Cellulosederivate, können alternativ, bevorzugt aber zusätzlich zu
einem Polysaccharidgummi eingesetzt werden, beispielsweise Stärken verschiedensten
Ursprungs und Stärkederivate, z. B. Hydroxyethylstärke, Stärkephosphatester oder Stärkeacetate,
oder Carboxymethylcellulose bzw. ihr Natriumsalz, Methyl-, Ethyl-, Hydroxyethyl-,
Hydroxypropyl-, Hydroxypropyl-methyl- oder Hydroxyethyl-methyl-cellulose oder Celluloseacetat.
[0100] Als Verdickungsmittel geeignete Polysaccharide und Heteropolysaccharide weisen bevorzugt
ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von >1.500 g/mol auf, stärker bevorzugt von
>5.000 g/mol, noch stärker bevorzugt von >50.000 g/mol. Im Allgenmeinen ist ihr gewichtsmittleres
Molekulargewicht <250.000 g/mol.
[0101] Ein besonders bevorzugtes Polymer ist das mikrobielle anionische Heteropolysaccharid
Xanthan Gum, das von
Xanthomonas campestris und einigen anderen Species unter aeroben Bedingungen mit einem Molekulargewicht
von 2 bis 15 x 10
6 g/mol produziert wird.
[0102] Im Rahmen dieser Erfindung sind jedoch auch feste Wasch- oder Reinigungsmittel umfasst.
Ein Stoff, wird als "fest" bezeichnet, wenn er bei Raumtemperatur (ca. 20 °C) und
Umgebungsdruck (ca. 1013 mbar auf Meereshöhe) im festen Aggregatzustand vorliegt.
[0103] In bevorzugten Ausführungsformen ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung oder das
erfindungsgemäße Wasch- oder Reinigungsmittel ein Pulver oder ein Konzentrat.
[0104] In verschiedenen Ausführungsformen weisen die erfindungsgemäßen Wasch- oder Reinigungsmittel
pH-Werte im bevorzugten Bereich von 5 bis 7 auf. Solche pH-Werte entsprechen näherungsweise
dem natürlichen pH-Wert menschlicher Haut, so dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
bzw. Wasch- oder Reinigungsmittel hautverträglich sind und insbesondere Hautirritationen
infolge basischer pH- Werte vermieden werden.
[0105] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind die Zusammensetzungen bzw.
Wasch- oder Reinigungsmittel neutral bis schwach sauer eingestellt, mit einem pH-Wert
von 2 bis 8, stärker bevorzugt 3 bis 7, noch stärker bevorzugt 3,5 bis 7, noch stärker
bevorzugt 4 bis 6,5, noch stärker bevorzugt 5 bis 6, insbesondere 5 bis 6, beispielsweise
5,5, 6 oder 6,5. Zur Einstellung eines solchen pH- Wertes können den erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen bzw. Wasch- oder Reinigungsmitteln Säuren zugesetzt werden. Geeignet
sind anorganische Säuren, beispielsweise die Mineralsäuren, z.B. Salzsäure, und organische
Säuren, beispielsweise gesättigte oder ungesättigte C
1-C
6-Mono-, Di- sowie Tri-Carbonsäuren und -Hydroxycarbonsäuren mit einer oder mehreren
Hydroxygruppen wie beispielsweise Zitronensäure, Maleinsäure, Ameisensäure und Essigsäure,
Aminoschwefelsäure, C
6-C
22-Fettsäuren und anionaktive Sulfonsäuren, sowie deren Mischungen. Besonders bevorzugte
Säuren sind Zitronensäure, stärker bevorzugt eingesetzt in Form ihres Monohydrats
Zitronensäure × 1 H
2O, und die anionaktiven Sulfonsäuren, sowie Kombinationen von Zitronensäure mit einer
oder mehreren anionaktiven Sulfonsäuren, insbesondere mit Alkylarinsulfonsäuren. Die
Zitronensäure vereint in sich in vorteilhafter Weise Säure-Phasentrennhilfsmittel-
und Buildereigenschaften, während die anionaktiven Sulfonsäuren zugleich als Säure
und anionisches Tensid wirken.
[0106] Gegebenenfalls können zusätzlich ein oder mehrere Alkalien eingesetzt werden, beispielsweise
Alkalimetall-, Erdalkalimetall- und Ammoniumhydroxide sowie -carbonate und Ammoniak
bzw. Amine, bevorzugt Natrium- und Kaliumhydroxid sowie Alkanolamine, wobei Monoethanolamin
besonders bevorzugt ist.
[0107] Da beispielsweise während des Wasch- oder Reinigungsvorgangs oft pH-Wert verändernde
Substanzen in größerer Menge in die Wasch- oder Reinigungsflotte eingetragen werden,
ist es bevorzugt zur Stabilisierung bzw. Pufferung des pH-Wertes der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung oder dem erfindungsgemäßen Wasch- oder Reinigungsmittel in der Anwendungsverdünnung
entsprechende Puffersubstanzen hinzuzufügen, beispielsweise Acetate, Hydrogenphosphate,
Hydrogensulfate, Soda oder Alkalimetallbicarbonate. Besonders geeignete Puffersysteme
sind Kaliumhydrogenphthalat/Natriumhydroxid, Kaliumdihydrogenphosphat/Natriumhydroxid
und dergleichen.
[0108] In verschiedenen anderen Ausführungsformen kann der pH-Wert der Zusammensetzung bzw.
der hierin beschriebenen Mittel auch alkalisch sein und im Bereich von 7,5 bis 11
liegen.
[0109] Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bzw. Wasch- oder Reinigungsmittel können,
besonders, wenn sie flüssig oder pastös sind, durch einfaches Mischen der Inhaltsstoffe
in einem automatischen Mischer hergestellt werden.
[0110] In verschiedenen Ausführungsformen können die Mittel, bevorzugt in flüssiger, gelförmiger
oder pastöser Form vorliegen, bevorzugt als Portion in einer ganz oder teilweise wasserlöslichen
Umhüllung, stärker bevorzugt in Einmalportionen. Die Portionierung erleichtert dem
Verbraucher die Dosierbarkeit.
[0111] Die Mittel können dabei beispielsweise in Folienbeutel eingepackt vorliegen. Beutelverpackungen
aus wasserlöslicher Folie machen ein Aufreißen der Verpackung durch den Verbraucher
unnötig. Auf diese Weise ist ein bequemes Dosieren einer einzelnen, für einen Waschgang
bemessenen Portion durch Einlegen des Beutels direkt in die Waschmaschine oder durch
Einwerfen des Beutels in eine bestimmte Menge Wasser, beispielsweise in einen Eimer,
eine Schüssel oder in ein Handwaschbecken, möglich. Der die Waschportion umgebende
Folienbeutel löst sich bei Erreichen einer bestimmten Temperatur rückstandsfrei auf.
[0112] Im Stand der Technik existieren zahlreiche Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher
Waschmittelportionen, die grundsätzlich auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung
brauchbar sind.
[0113] Die erfindungsgemäße Zusammensetzung bzw. das erfindungsgemäße Wasch- oder Reinigungsmittel
kann jedoch auch unportioniert in flüssiger, gelförmiger, pastöser oder fester Form
in Vorratsflaschen oder Paketen bereitgestellt werden.
[0114] Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bzw. Wasch- oder Reinigungsmittel können
zum Waschen und/oder Reinigen von Oberflächen, beispielsweise von synthetischen oder
natürlichen Geweben, bevorzugt Textilien wie Baumwolltextilien, Polyestertextilien
oder Polyamidtextilien oder Mischungen davon verwendet werden. Bevorzugt betrifft
die Erfindung Waschmittel oder Weichspüler zur Reinigung bzw. Wäschebehandlung von
Textilien.
[0115] Die erfindungsgemäße Zusammensetzung, bzw. das erfindungsgemäße Wasch- oder Reinigungsmittel
wird bevorzugt bei Temperatur von bis zu 70 °C, stärker bevorzugt bei bis zu 50 °C,
noch stärker bevorzugt bei bis zu 40 °C, beispielsweise bei 10 bis 40 °C, wie 20 °C
oder 40 °C eingesetzt.
[0116] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung und/oder Beduftung
von Oberflächen, wobei in mindestens einem Verfahrensschritt die erfindungsgemäße
Zusammensetzung oder das erfindungsgemäße Wasch- oder Reinigungsmittel eingesetzt
wird und die Zusammensetzung oder das Wasch- oder Reinigungsmittel in unverdünnter
oder verdünnter Form auf die Oberfläche aufgebracht wird oder mit dieser in Berührung
kommt.
[0117] "Der Begriff "verdünnte Form" bezieht sich hier beispielsweise auf die Verdünnung
der Zusammensetzung oder des Wasch- oder Reinigungsmittels durch das Wasser in der
Waschflotte. Die Zusammensetzung oder das Wasch- oder Reinigungsmittel kann aber beispielsweise
auch vor der Anwendung, z.B. in der Waschmaschine oder bei der Handwäsche, bevorzugt
mit Wasser, verdünnt werden. Allerdings ist auch eine direkte unverdünnte Anwendung
der Zusammensetzung oder des Wasch- oder Reinigungsmittels auf der (zu waschenden
oder zu reinigenden) Oberfläche denkbar.
[0118] In einem letzten Aspekt betrifft die Erfindung eine Verwendung von mindestens einer
Parfümkapsel und gegebenenfalls mindesten einem aufziehverstärkenden Mittel zur Beduftung
von Oberflächen, bevorzugt Textilien, wobei die Parfümkapseln für die entsprechende
Oberfläche eine Adhäsionskraft von 1-1000 nN, bevorzugt von 1-500 nN, gemessen mittels
Collodial Probe AFM, aufweisen. Die Parfümkapseln sind dabei bevorzugt Bestandteil
eines Wasch- oder Reinigungsmittels.
[0119] Alle Sachverhalte, Gegenstände und Ausführungsformen, die für hierin beschriebene
Zusammensetzungen und Wasch- und Reinigungsmittel beschrieben sind, sind auch auf
das vorstehend genannte Verfahren und die Verwendung anwendbar. Daher wird an dieser
Stelle ausdrücklich auf die Offenbarung an entsprechender Stelle verwiesen mit dem
Hinweis, dass diese Offenbarung auch für das vorstehend beschriebene Verfahren und
die Verwendung gilt.
[0120] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen illustriert, ist aber nicht
auf diese beschränkt.
Beispiele
Beispiel 1:
[0121] Zur Bestimmung der Adhäsionskräfte von Mikrokapseln wurde ein Rasterkraftmikroskop
(Atomic Force Microscope, AFM) MFP 3D von Asylum Research verwendet. Dieses Gerät
erlaubt Manipulationen von einzelnen Mikrokapseln auf der Nanometerskala. Ein Colloidal
Probe-AFM (
Butt, H.-J. Measuring electrostatic, van der Waals, and hydration forces in electrolyte
solutions with an atomic forcemicroscope. Biophys. J. 1991, 60(6), 1438-1444;
Ducker, W. A., et al. Directmeasurement of colloidal forces using an atomic force
microscope. Nature. 1991, 353(6341), 239-241;
Neubauer, M. P., et al. Microcapsulemechanics: From stability to function. Adv. Colloid
Interface Sci. 2014, 207, 65-80;
Kappl, M., Butt, H.-J. The Colloidal Probe Technique and its Application to Adhesion
Force Measurements. Part. Part. Syst. Charact. 2002, 19(3), 129-143) Aufbau wurde ausgewählt, bei dem eine sphärische Messonde verwendet wird, die an
der Balkenfeder (Cantilever) fixiert ist.
Versuchsvorbereitung:
[0122] Kalibrierung des Cantilevers und Präparation von Mikrokapsel Messsonden. Die Kalibrierung des Cantilevers (CSC37 und CSC38- tipless-No AI, MirkoMasch Europe,
Wetzlar, Germany) wurde nach der Methode von Hutter und Bechhoefer durchgeführt (
Hutter, J. L., Bechhoefer, J. Calibration of atomicforce microscope tips. Rev. Sci.
Instrum. 1993, 64(7), 1868-1873). Dabei wird der blanke Cantilever (tipless) in das AFM eingebaut und mit einer sauberen,
harten Oberfläche in Kontakt gebracht. Es werden jeweils fünf Kraftkurven auf drei
verschiedenen Positionen aufgenommen. Aus den resultierenden Kraft-Deformationskurven
wird die mittlere InVols (Inverse optical lever sensitivity, m/V) bestimmt. Anschließend
wird der Cantilever von der Oberfläche entfernt platziert und ein Thermal Noise Spektrum
wird aufgenommen. Basierend auf dem Äquipartitionstheorem wird aus dem thermischen
Rauschen die Federkonstante berechnet.
[0123] Auf einen zuvor kalibrierten, plasmaaktivierten Cantilever (0.2 mbar, 100W, 1 min;
440-G, TePla, Wettenberg, Germany) wird eine Mikrokapsel mit einem Durchmesser von
25 µm mit Hilfe eines Mikromanipulators (MP-285, Sutter Instrument Co., USA) geklebt.
Dazu wird zunächst unter einem Mikroskop ein µm großer Tropfen von einem zwei Komponenten
Epoxidkleber (UHU Endfest, UHU Holding GmbH, Germany) mit Hilfe einer feinen Glasnadel
(hergestellt mittels Micropipette puller, Model P-97, Sutter Instrument Co., USA),
die an einem Mikromanipulator befestigt ist, auf die Unterseite des Cantilevers, im
vorderen Dreieck zentral gesetzt. Eine passende, intakte Mikrokapsel wird anschließend
mit einer sauberen Nadel von einem Objektträger aufgenommen und auf dem Klebestofftropfen
platziert. Die Position der Kapsel auf dem Cantilever, sowie die saubere Handhabung
werden nochmal unter einem Mikroskop überprüft. Der Kleber darf nur zwischen der Kapsel
und der Blattfeder zu sehen sein und die Kapsel nicht umhüllen. Der präparierte Cantilever
wird drei Tage bei Raumtemperatur getrocknet, um die vollständige Polymerisation des
Klebers zu gewährleisten.
[0124] Präparation von Fasern. Für die Adhäsionsmessungen wurden synthetische und natürliche Fasern aus Standardgewebeproben
(Polyamid, Polyester, Baumwolle) aus der Mitte des Gewebes entnommen, in einzelne
Fasern getrennt und auf ein plasmagereinigtes Glassubstrat geklebt. Jedes Substrat
wurde mit zwei Fasern der gleichen Art präpariert. Die synthetischen Fasern wurden
auf zwei Klebetröpfchen auf dem Glassubstrat gelegt. Dann wurde die Faser an beiden
Enden gezogen, um sie zu begradigen. Natürliche Fasern sind spröder als die synthetischen
und sie sind verdreht. Aufgrund der verdrehten Form funktioniert die Fixierung mit
zwei Tröpfchen nicht, die Fasern lassen sich nicht gerade ziehen, wodurch sie sich
teilweise von der Oberfläche abheben. Ein neuer Ansatz unter Verwendung einer Rakeltechnik
ermöglicht die Fixierung der Fasern. Ein Ende der Baumwollfaser wurde auf eine fast
trockene, dünne Kleberschicht gelegt, die durch das Rakeln hergestellt wurde und das
andere Ende wurde vorsichtig gerade gezogen. Beide Enden wurden in Position gehalten,
bis der Klebstoff getrocknet war.
[0125] Alle für die Experimente verwendeten Waschformulierungen wurden von Henkel in Form
von Konzentrat oder Pulver geliefert und die entsprechenden Verdünnungen nach Angaben
des Herstellers angesetzt. Die Konzentration der gemessenen Formulierungen entspricht
den üblichen Bedingungen während eines Waschvorgangs.
Adhäsionsmessungen:
[0126] Das Glassubtrat mit zwei Fasern wurde in eine Flüssigkeitsmesszelle eingebaut und
die Zelle mit der Messflüssigkeit gefüllt. Der Cantilever mit der Mikrokapsel als
kolloidale Sonde wurde nahe an der Oberfläche platziert. Das System wurde nach dem
Erreichen der eingestellten Temperatur 60 Minuten lang äquilibrieren gelassen. Dann
wurde die Cantileversensivität (InVols) bestimmt.
[0127] Für die Positionsfindung wird die, auf dem Cantilever befestigte Mikrokapsel, mit
der Probe, in diesem Fall einer auf der Oberfläche befestigten Faser, in Kontakt gebracht.
Die Ausrichtung wird mithilfe eines inversen Mikroskops von unten und einer Kamera
von oben durchgeführt. So kann gewährleistet werden, dass die Mikrokapsel zentriert
zu der Faser ausgerichtet in Kontakt gebracht wird. Die Kapsel wird mit einer Kraft
von 50 nN gegen die Faser gedrückt und nach dem Erreichen dieser Kraft wieder zurückgezogen.
Die Adhäsionskraft wird aus der, während der Messung aufgezeichneten, Kraft-Deformations-Kurve
als maximale negative Kraft abgelesen. Die Adhäsionsmessungen wurden bei verschiedenen
Bedingungen in Flüssigkeit durchgeführt. Es wurde der Einfluss der Umgebungstemperatur,
sowie der des Mediums untersucht.
[0128] Aufgrund der natürlichen Heterogenität der verwendeten Fasern wurden mehrere Kraftmessungen
in Form eines Rasters auf jeder Position aufgenommen. Das Raster besteht aus 4 × 4
Punkten und hat eine Fläche von 1 µm
2. Auf jeder Faser wurden vier Stellen vermessen. Die Kraftkurven wurden bei einer
Kraft von 100 nN mit einer Verweilzeit von 5 s aufgenommen. Für jeden Fasertyp wurden
fünf verschiedene Sonden verwendet. Somit wurden insgesamt 640 Kraftkurven pro Kapsel-Faser-Kombination
aufgenommen. Bevor die nächste Faser gemessen wurde, wurde die Sensitivität des Cantilevers
überprüft.
[0129] Die synthetischen Fasern wurden in allen Formulierungen bei 20 °C und zusätzlich
bei 40 °C in reinem Wasser gemessen, um den Temperatureffekt zu untersuchen. Die Naturfasern
wurden bei 20 °C und 40 °C in reinem Wasser und Weichspüler gemessen. Zu diesem Zweck
wurden Substrate zuerst bei niedriger Temperatur gemessen, gefolgt von Messungen bei
höheren Temperaturen. Die Formulierungen wurden bei 40 °C gemessen, da diese Temperatur
für die Anwendung am interessantesten ist.
[0130] Kalibrierung der Sensitivität des Cantilvers mit einer weichen Sonde. Die InVols, ist ein Maß für die Verbiegung des Cantilevers und muss bei jedem Experiment
neu bestimmt und während des Experiments kontrolliert werden. Die Kalibrierung von
Cantilevern mit komprimierbaren Sonden (Mikrokapsel) kann nicht auf einem harten Substrat
durchgeführt werden, da eine Mikrokapsel sich beim Kontakt mit einer harten Oberfläche
deformieren wird. Ziel ist es, die Verformung des Cantilevers zu erfassen und diese
mit der Auslenkungsänderung in der Fotodiode zu korrelieren. Daher wurden die Mikrokapseln
in einem Abstand von etwa 5 µm vom Rand der Blattfeder geklebt. Die Empfindlichkeit
wurde gemessen, indem das kapselfreie Ende des Cantilevers auf eine freistehende Kante
auf dem Substrat gedrückt wurde. Zusätzlich wurde das thermische Rauschverfahren verwendet,
um die Empfindlichkeit während der Experimente zu überprüfen.
Berechnung der Adhäsionsenergien aus den bestimmten Adhäsionskräften:
[0131] Kraft-Deformations-Daten wurden mit Hilfe von einer IGOR-Pro basierten Methode (Firma
Ritme; https://ritme.com/de/software/igor-pro/) ausgewertet. Die gemessenen Rohdaten
aus dem IGOR Probasierten Asylum 14 Messprogramm, Deflection voltage und Z-Piezo Signal
wurden unter Berücksichtigung der Federkonstante und der Sensitivität des Cantilevers
in Kraft-Deformations-Daten umgerechnet. Die Adhäsionskraft F
A wurde als maximale negative Kraft aus den Rückzugskraftkurven berechnet und aufgetragen.
Darüber hinaus wurde die Kontaktfläche aus dem Verformungsverhalten der Mikrokapseln
mit Radius R bestimmt und die Adhäsionsenergie W
A unter Anwendung der Theorie nach Johnson, Kendall und Roberts (JKR) berechnet (
Johnson, K. L. Contact mechanics; Cambridge University Press, 1987;
Israelachvili, J. N. Intermolecular and surface forces; Academic Press, 2011;
Maugis, D. Adhesion of spheres: The JKR-DMT transitionusing a dugdale model. J. Colloid
Interface Sci. 1992, 150(1), 243-269). Das JKR Adhäsionsmodell eignet sich am besten für das hier vorgestellte System.
Es handelt sich um eine Erweiterung des klassischen mechanischen Hertzschen Kontaktmodels
(
Hertz, H., Reine, J. Angew. Math. 1881, 92, 156 (Reprinted in English,in Hertz's Miscellaneous
papers)) um einen adhäsiven Term. Das JRK Modell berücksichtigt die adhäsiven Wechselwirkungen
während des Kontaktes und eignet sich für große Kugelradien und weiche Materialien.
[0132] Zwischen der Adhäsionskraft und der Adhäsionsenergie gilt folgende Beziehung:

[0133] Die Verformungswerte aus den Adhäsionsmessungen stammen aus der Kombination von Faser-
und Mikrokapselverformung und hängen von ihrer Morphologie und Struktur ab. Die berechnete
Kontaktfläche ist ein extrapolierter Wert gemäß der Theorie, die unter idealen Bedingungen,
für die Deformation eines Substrats durch eine elastische Vollkugel gilt.
Beispiel 2:
[0134] Es wurden drei verschiedene Melamin-Formaldehyd-Kapseln in Bezug auf ihre Adhäsionskraft
auf Baumwoll- und Polyestertextilien untersucht. Die verschiedenen Arten an eingesetzten
Kapseln sind in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1:
Kapselart |
Kapseldurchmesser d50 (µm) |
Wandstärke nm |
Steifigkeit N/m |
Bruchkraft µN Nanoindentation |
AFM / TEM |
CP-AFM |
MF-Kapsel 1 |
25 |
300 |
10 |
3000 |
MF-Kapsel 2 |
25 |
150 |
20 |
1300 |
MF-Kapsel 2 |
25 |
150 |
20 |
1300 |
[0135] Die Ergebnisse der Messungen der Adhäsionskraft sowie der Duftintensität sind in
den Tabellen 2 (pre-rub) und 3 (post rub) angegeben.
Tabelle 2:
Kapselart |
Dosierung Kapsel % |
Produkt |
Adhäsionskraft |
Dufintensität pre-rub 1 geruchlos - 10 sehr intensiv |
|
|
|
|
Trockene Wäsche |
|
|
|
|
Baumwolltextil |
Polyestertextil |
MF-Kapsel 1 |
0,4 |
Weichspüler (9%EQ) |
<1nN |
5 |
4 |
MF-Kapsel 2 |
0,4 |
Weichspüler (9%EQ) |
50-100nN |
7,5 |
7 |
MF-Kapsel 2 |
0,3 |
Weichspüler (9%EQ) |
50-100nN |
7 |
6,5 |
Tabelle 3:
Kapselart |
Dosierung Kapsel % |
Produkt |
Adhäsionskraft |
Boosteffekt post-rub 1 geruchlos - 5 sehr intensiv |
|
|
|
|
Trockene Wäsche |
|
|
|
|
Baumwolltextil |
Polyestertextil |
MF-Kapsel 1 |
0,4 |
Weichspüler (9%EQ) |
<1 nN |
2 |
1,5 |
MF-Kapsel 2 |
0,4 |
Weichspüler (9%EQ) |
50-100nN |
4 |
3,5 |
MF-Kapsel 2 |
0,3 |
Weichspüler (9%EQ) |
50-100nN |
4 |
3 |