DE2161699B2

DE2161699B2 - Wasch- und Reinigungsmittel

Info

Publication number: DE2161699B2
Application number: DE2161699A
Authority: DE
Inventors: Lawrence Benjamin; Jay Harold Saylor
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1970-12-14
Filing date: 1971-12-13
Publication date: 1979-10-11
Also published as: US3892680A; CH570455A5; AT328596B; DE2161699C3; AU460417B2; DE2161699A1; NL7117148A; FR2118559A5; GB1348389A; CA947610A; AU3685871A

Description

OR, H

I " i

R₁-C C-SO₅M

H H

worin

Ri eine geradkettige Alkylgruppe mit 6 bis

20 Kohlenstoffatomen,
R₂ eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 3

Kohlenstoffatomen und
M einen salzbildenden Rest bedeuten; oder

(B) ein Alkyläthersulfat der allgemeinen Formel

RO(C₂H₄O)₁SO₃M

worin

R eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit etwa

10 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen,
χ 1 bis 30, und
M einen salzbildenden Rest
bedeuten,

daß es

(2) ein Gemisch aus einem Alkalimetallcarbonat und -silikat im Gewichtsverhältnis von Carbonat zu Silikat von 2:1 bis 1:2 enthält, wobei das S1O2/M2O-Verhältnis des Silikats 1,0 bis 4, und das Gewichtsverhältnis des Detergens zum Carbonat plus Silikat 1 :5 bis 1:1 beträgt, und daß

(3) die gegebenenfalls vorhandenen Zusatzstoffe phosphat- und nitratfrei sind.

gelangen, da sie das ökologische Gleichgewicht zwischen Algen und Fischen nachteilig beeinflussen.

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung solcher Wasch- und Reinigungsmittel, insbesondere Kochwaschmittel, die biologisch abbaubar, phosphat- und nitratfrei sind und die dennoch innerhalb eines umfassenden Konzentrationsbereiches ein gutes Reinigungs- und Dispergiervermögen aufweisen.

Die in dem erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel vorliegenden speziellen anionischen Detergentien weisen eine gute Reinigungs- und Dispergierwirkung auf und sind gegen Fällung oder Bildung unlöslicher Komplexe unter den durch pH-Wert und Wasserhärte entstehenden Bedingungen relativ beständig. Unter den Begriffen »Reinigungs- und Dispergierwirkung« wird hierbei im vorliegenden die Fähigkeit zur Entfernung von feinteiligem Schmutz und Lipidschmutz von einem Substrat bzw. die Fähigkeit, solchen Schmutz in einer Waschlösung in Suspension zu halten, verstanden. Sie zeigen außerdem ein zufriedenstellendes Verhalten in Waschlösungen, die Mineralionen der Wasserhärte aufweisen, wie sie üblicherweise in Leitungswasser vorhanden sind, mit anderen Worten, sie erweisen sich gegenüber solchen härtebildenden Ionen, insbesondere Calcium und Magnesium, weitgehend »unempfindlich«. Nur die nachstehend beschriebenen hochwirksamen anionischen Detergentien führen zu Wasch- und Reinigungsmitteln mit denen, wie gefunden wurde, Reinigungswerte erreicht werden, die

jo mit jenen, wie sie bisher mit Phosphatgerüststoffe enthaltenden Mitteln erzielbar waren, vergleichbar sind.

Mischungen aus diesen Detergentien können mit Vorteil verwendet werden.

Die im erfindungsgemäßen Gemisch vorliegenden

j5 anionischen Detergentien sind zum einen 0-Alkyloxyalkansulfonate der allgemeinen Formel

45

Vorliegende Erfindung betrifft den im Patentanspruch definierten Gegenstand.

Es ist bekannt, daß durch Kombination von Detergensgerüststoffen mit synthetischen Detergentien eine Verbesserung hinsichtlich der Reinigungswirkung und/oder der Weißgradaufrechterhaltung erzielt wird.

Wasserlösliche Polyphosphate, insbesondere die wasserlöslichen Pyrophosphate und Tripolyphosphate, sind bekannte Gerüststoffe für Kochwaschmittel; so wird Natriumtripolyphosphat in körnigen Waschmitteln verbreitet verwendet. Phosphathaltige Waschmittel b5 zeigen aber bekanntlich den großen Nachteil einer Eutrophierung von Gewässern, in die die Abwasser eines Wascnvurgangs, bei dein sie vci'wcüdcl wüfdcii, OR₂ H

R₁-C-H

S0.,M

worin

Ri eine geradkettige Alkylgruppe mit 6 bis 20

Kohlenstoffatomen;
R₂ eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen;

und
M einen salzbildenden Rest, wie nachfolgend definiert, bedeuten.

M in der Formel stellt ein wasserlöslichmachendes Kation dar und kann beispielsweise ein Alkalimetallkation (z. B. Natrium, Kalium, Lithium), Ammoniumoder substituiertes Ammoniumkation sein. Spezielle Beispiele substituierter Ammoniumkationen umfassen Methyl-, Dimethyl- und Trimethylammoniumkationen und quaternäre Ammoniumkationen, wie Tetramethylammonium- und Dimethylpiperidiniumkationen und solche, die sich von Alkylaminen, wie Äthylamin, Diäthylamin, Triethylamin, deren Mischungen u. dgl., ableiten.

Spezielle Beispiele für ß-Alkyloxyalkansulfonate (oder alternativ 2-Alkyloxyalkan-l -sulfonate), die im erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel unter Erzielung überlegener Reinigungs- und Weißgradwerte unter Haushaltswaschbedingungen verwendbar sind,

Kalium-ß-methoxydecansulfonat,

Natrium-jS-methoxytridecansulfonat,

Kalium-jJ-äthoxytetradecylsulfonat,

Natrium-ß-isopropoxyhexadecylsulfonat,

Natrium-jS-methoxyoctadecylsulfonat und Ammonium-JJ-n-propoxydodecylsulfonat

Die zweite Gruppe synthetischer anionischer Detergentien, die im erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel verwendet werden, sind Alkyläthersulfate der allgemeinen Formel

RO(C₂H₄O)₁SO₃M

15

20

40

R Alkyl oder Alkenyl mit etwa 10 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen;

χ Ibis 30; und

M einen salzbildenden Rest der weiter oben definierten Art

bedeuten.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Alkyläthersulfate sind Kondensationsprodukte von Äthylenoxid und einwertigen Alkoholen mit etwa 10 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen. Vorzugsweise hat der Rest R 14 bis 18 Kohlenstoffatome. Die Alkohole können von Fetten, z. B. Kokosnußöl oder Talg, abgeleitet oder synthetische Fette sein. Laurylalkohol und geradkettige Alkohole, die sich vom Talg ableiten, werden im Rahmen der Erfindung bevorzugt. Solche Alkohole werden mit 1 bis 30, insbesondere 3 bis 6, Molanteilen Äthylenoxid umgesetzt, und die entstehende Mischung molekularer Typen mit beispielsweise im Durchschnitt 3 bis 6 Molen Äthylenoxid je Mol Alkohol wird sulfatiert und neutralisiert.

Spezielle Beispiele für derartige Alkyläthersulfate sind

Natriumkokosnußalkyläthylenglykolätheisulfat;
Lithium-talgalkyltriäthylenglykoläthersulfat;
Natrium-talgalkylhexaoxyäthylensulfatund
Ammoniumtetradecyloctaoxyäthylensulfat.

Aus Gründen ausgezeichneter Reinigungseigenschaften und leichter Verfügbarkeit werden im Rahmen der Erfindung die Alkalimetallkokosnuß- und Talgalkyloxyäthylenäthersulfate bevorzugt, die im Durchschnitt etwa 1 bis etwa 10 Oxyäthylenreste aufweisen. Diese Alkyläthersulfate sind bekannte Verbindungen (vgl. US-PS 33 32 876).

Die in den vorgenannten Detergentien enthaltenen Alkyl- und Alkenylgruppen können gewünschtenfalls verzweigt oder geradkettig sein, vorzugsweise sind sie geradkettig.

Die vorgenannten jS-Alkoxyalkansulfonate, Alkyläthersulfate bzw. das Gemisch letzterer mit bis zu 50 Gew.-% Natriumdodecylbenzolsulfonat als calciumunempfindliche Detergentien können in unterschiedlichen Mengen in den erfindungsgemäßen Mitteln vorliegen. Da beträchtliche Variationen hinsichtlich der Stärke der t,o Waschlösungen bestehen, die von verschiedenen Verbrauchern angewendet werden (manche Verbraucher haben die Gewohnheit, mehr oder weniger als andere zu verwenden), ist die im Wasch- und Reinigungsmittelansatz erforderliche Menge an Detergensverbindung eine ausreichende Menge, um wirksame Reinigungs- und Weißgradergebnisse unter unterschiedlichen Bedingungen der Verschrnutzung und des Gebrauches zu gewährleisten. Die Wasch- und Reinigungsmittel gemäß der Erfindung können 5 bis 85 Gew.-% des synthetischen anionischen Detergens, Ln Abhängigkeit vom jeweils angewandten Detergens enthalten. Eine bevorzugte Menge an Detergens (einzelnes Detergens oder Mischungen davon) beträgt 15 bis 50%.

Der im erfindungsgemäßen Mittel verwendete Gerüststoff ist ein Gemisch aus einem Alkalimetallcarbonat und -silicat im Gewichtsverhältnis von Carbonat zu Silicat von 2 :1 bis 1 :2. Die bevorzugten Salze sind die Kalium- und Natriumsalze, wie Natriumcarbonat und Natriumsilicat, und Kaliumcarbonat und Kaliumsilicat Hierbei ist das S1O2/M2O-Verhältnis des Alkalimetallsilicats kritisch. Der wirksame Bereich dieses Verhältnisses ist 1 bis 4; der bevorzugte Bereich erstreckt sich von 1,6 bis 3,2 (M bedeutet hierbei Alkalimetall).

Die Wasch- und Reinigungsmittel gemäß der Erfindung können in beliebigen der verschiedenen im Handel erwünschten Mischungsformen hergestellt werden, beispielsweise in Form von Körnern, Flocken, Flüssigkeiten und Tabletten.

Die spezielle Wirkung des Gemischs aus Gerüststoff und Detergens des Wasch- und Reinigungsmittels gemäß der Erfindung ist in bestimmtem Ausmaß vom Verhältnis des Detergens zu Gerüststoffmischung in einer beliebigen gegebenen Wasch- und Reinigungsmittelmischung abhängig. Es bestehen beträchtliche Unterschiede bezüglich der Stärke der Waschlösungen, die von verschiedenen Hausfrauen angewendet werden, d. h. einige Hausfrauen neigen dazu, mehr oder weniger der Wasch- und Reinigungsmittelmischungen anzuwenden als andere. Außerdem gibt es Variationen bezüglich Temperatur und Schmutzbeladung unter den Waschvorgängen. Ferner kann der Härtegrad des zum Ansatz der Waschlösungen verwendeten Wassers auch Unterschiede bezüglich der Reinigungs- und Weißgradaufrechterhaltungsergebnisse nach sich ziehen. Verschiedene Gewebe sprechen in verschiedener Weise auf verschiedene Wasch- und Reinigungsmittelmischungen an. Das brauchbarste Wasch- und Reinigungsmittel für Haushaltszwecke stellt eine Mischung dar, die eine wirksame Reinigung und Weißgradaufrechterhaltung unter unterschiedlichen Reinigungsbedingungen liefert. Das gerüststoffhaltige Wasch- und Reinigungsmittel gemäß der Erfindung ist in dieser Hinsicht von besonderem Wert.

Bei den Verhältnissen von Detergens zu Gerüststoff (d. h. Silikat und Carbonat) von 1:5 bis 1:1, wie sie im erfindungsgemäßen Mittel vorliegen, werden brauchbare Grade der Gerüststoffaktivität erreicht.

Die erfindungsgemäßen Mittel können für spezielle Zwecke verschiedene übliche Zusatzstoffe als Bestandteile enthalten, unter der Voraussetzung, daß sie phosphat- und nitratfrei sind. So können sie gewöhnliche Zusätze, wie Schaumverstärker, Schaumunterdrükker, Antikorrosionsmittel, Antiredepositionsmittel, germizide Mittel, antibakterielle Mittel, Farbstoffe, Fluoreszenzstoffe, Parfüms, Enzyme u.dgl., enthalten. Bei der Herstellung flüssiger Wasch- und Reinigungsmittel können flüssige Träger, beispielsweise Wasser und Alkohol, zusammen mit löslichmachenden Mitteln u. dgl. verwendet werden.

Überlegene Reinigung wird mit Wasch- und Reinigungsmitteln erhalten, die in wäßriger Waschlösung einen pH-Wert im Bereich von etwa 7 bis etwa 12 aufweisen. Die Waschtemperaturen können im Bereich

νυιιι,ιηα ι ι υΐϊι,ιηα J-T

i ui.li ιιαι.ι

dem Waschen vorzugsweise gespült und getrocknet.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher veranschaulicht

Beispiel 1

Es wurde ein körniges Produkt folgender Zusammensetzung hergestellt:

25Gew.-% Natriumsalz der 0-Mfcthoxyd*cansul-

fonsäure

25 Gew.-% Natriumcarbonat
25 Gew.-% Natriumsilicat (SiO₂ZNa₂O-Verhältnis

= 3,2)

15Gew.-°/o Natriumsulfat
lOGew.-'/o Feuchtigkeit.

Dieser Ansatz lieferte bei der Anwendung für

Haushaltswäsche ausgezeichnete Reinigungsergebnisse.

Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wurden

erhalten, wenn das Natrium-/}-methoxjHodecansulfonat durch Natrium-, Kalium- oder Lithiumsalze von

jJ-Methoxydecansulfonat,

/J-Äthoxytetradecylsnlfonat,

/Msopropoxyhexadecylsulfonat

/J-Methoxyoctadecylsulfonat,

/7-n-Propoxydodecylsulfonat,

jü-Äthoxyoctadecylsulfonat bzw.

jS-MethoxyhexadecylsuIfonat
ersetzt wurde.

Beispiel 2 (Vergleich)

Es wurde ein Gesichtslappentest ausgeführt, Lei dem drei erfindungsgemäße (Nr, 2, 3 und 5) mit anderen Haushaltswaschmitteln verglichen wurden. Mit Ausnahme eines der Vergleichshaushaltswaschmittel (Nr. 1) auf Basis von Nitrilotriessigsäure und einem Phosphatgerüststoff, enthielten alle getesteten Zusammensetzungen als Gerüststoff ein Gemisch von Natriumcarbonat und Natriurrsilikat (mit einem Verhältnis SiO₂ZNa₂O von 3,2) im Gewichtsverhältnis von 1:1, wobei aber die Vergleichsprodukte Nr. 4 und 6 keines der erfindungsgemäß vorgeschlagenen speziellen anionischen Detergentien, sondern ausschließlich Natriurndodecylbenzolsulfonat bzw. Talgundecyläthoxylat als Detergens enthielten.

Der Gesichtslappentest erfordert 14 Teilnehmer und wird zur Gänze mit einer zweiten Gruppe von 14 Teilnehmern wiederholt, wobei die beiden Ergebnisse gemittelt werden, um einen vollständigen Test zu erhalten. Die Baumwollappen mit einer Größe von etwa 10 χ 10 cm, die bei diesem Test verwendet werden,

ίο werden auf der konkaven Kappe eines elektrischen Massageapparates befestigt Die Kappe wird dann unter Reiben über bezeichnete Bereiche des Gesichtes eines Teilnehmers während eines Zeitraumes von 30 Sekunden geführt, wobei sich die Vorrichtung in Vibration befindet Auf diese Weise werden die Lappen schmutzig. Die verschmutzten Lappen werden in einem Tergotometer 10 Minuten in 1 1 der Produktlösung gewaschen. Die Lösung, weiche eine Härte von 0,45 g (7 grains) Calciumionen enthielt, wird bei etwa 43° C gehalten. Das Waschmittel wird in einer Menge von 0,12 Gew.-% angewandt. Die Lappen werden dann 1 Minute bei einer Temperatur von etwa 38° C unter Verwendung von Wasser mit einer Härte von 0,45 g Calciumionen gespült. Sie werden dann getrocknet und beurteilt.

Die genauen Zusammensetzungen der getesteten erfindungsgemäßen Produkte und Vergleichsprodukte sind in Tabelle 1 angegeben. Jede Komponente wurde gesondert der Waschlösung zugesetzt, während geringfügigere Bestandteile, wie sie üblicherweise in Haushaltswaschmittelprodukten gefunden werden, wie Carboxymethylcellulose, optische Aufheller und Enzyme, in allen Fällen weggelassen wurden.

Die gewaschenen und getrockneten Gesichtslappen wurden dann durch Besichtigung unter Abschätzung der

so relativen Reinigungsunterschiede der verwendeten Produkte beurteilt.

Das stark phosphatgerüststoffhaltige Vergleichsprodukt Nr. 1 der Tabelle 1 wurde in zwei Konzentrationen, nämlich von 0,15% und 0,06%, verwendet. Die Beurteilung jedes Produktes und die Gebrauchskonzentration sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 1

Komponenten	Testmischung:	2	3	4	5	6
(Gew.-%)	1	25	25	25	25	25
Natriumcarbonat		25	25	25	25	25
Natriumsilicat (SiO₂/Na₂O-Verhältnis = 3,2)
Trinatriumnitrilotriacetat	12,4
Natriumtripolyphosphat	37,1	25	12,5
Natriumtalg-triäthoxysulfat			12,5	25
Natriumdodecylbenzolsulfbnat					25
Natrium-jß-methoxyhexadecylsulfonat	7,6					25
Talgundecyläthoxylat
Natriumtalgsulfat	9,4
Natriumsilicat (SiO₂/Na₂O-Verhätnis = 1,6)	6,0	15	15	15	15	15
Natriumsulfat	17,5	10	10	10	10	10
Feuchtigkeit	10

Tabelle 2

Geprüfte Mischung

Produktkonzentralion in der Lösung

(Gew.-%)

Beurteilung

15

1*) 0,15 7,6

1*) 0,06 4,1

2**) 0,12 6,2

3**) 0,12 5,6

4*) 0,12 3,8

5**) 0,12 5,2

6*) 0,12 3,8

*) Vergleich.
**; Erfindungsgemäß.

In Tabelle 2 bedeuten Beurteilungen unter 4,5 eine schlechte Leistung, Beurteilungen zwischen 4,5 und 6,0 mäßige bis mittlere Leistung, während eine Beurteilung oberhalb 6,0 eine gute Leistung angibL Eine vollständige Erörterung dieser Art von Test für Wasch- und Reinigungsmittel findet sich in Comite International de la Detergence Chemistry, Physics and Application of

Surface Active Substances Proceedings of the IV^lh International Congress on Surface Active Substances Brüssel, 7. bis 12. September 1964, Bd. 3, S. 221-229 New York, Verlag Gordon & Breach, 1967.

Aus Tabelle 2 ist zu ersehen, daß die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung, Nr. 2, 3 und 5, sämtlich Leistungen ergaben, die denjenigen der Vergleichsprodukte Nr. 4 und 6 überlegen waren und die sich beim Vergleich mit dem stark phosphathaltigen und u. a. 12,4% Trinatriumnitrilotriacetat als Detergens enthaltenden Vergleichsmittel Nr. 1, selbst wenn dieses in etwas höherer Konzentration in der Lösung verwendet wurde, als günstig erwiesen, obwohl sie keinen Phosphatgerüststoff enthalten. Letzteres stellt aber im Hinblick auf das Vermeiden einer Gewässereutrophie einen erheblichen Vorteil dar, welcher den Nachteil einer etwas geringeren Waschkraft gegenüber dem Vergleichsprodukt mehr als überwiegt.

Aus einem Vergleich des Testergebnisses für das Produkt Nr. 3 mit demjenigen für das Produkt Nr. 2 ergibt sich, daß das Detergens Natriumtalgtriäthoxysulfat zu 50 Gew.-% durch Natriumdodecylbenzolsulfonai ohne wesentliche Verschlechterung der Waschkraft ersetzt werden kann, was im Hinblick auf das Testergebnis für das Vergleichsprodukt Nr. 4 überraschend ist

Claims

Patentanspruch:

Wasch- und Reinigungsmittel, bestehend aus einem wasserlöslichen, synthetischen organischen Detergens oder einem Alkalimetallsalz desselben und einem Gemisch auf Basis von Alkalimetallsilikat und -carbonat als Gerüststoff sowie gegebenenfalls ferner üblichen Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß

(1) das organische, wasserlösliche Detergens eines der folgenden anionischen Detergentien ist:

(A) ein jS-Alkyloxyalkansulfonat der allgemeinen Formel