DE3612701A1

DE3612701A1 - Waschmittel in stueckiger form

Info

Publication number: DE3612701A1
Application number: DE19863612701
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Diehl; Wolfgang Dr Leonhardt; Roland Bergmann
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1986-04-15
Filing date: 1986-04-15
Publication date: 1987-10-22
Also published as: MX169681B; BR8701795A; IN168153B; IT1217159B; IT8767303A0; PH24102A; GB2189255B; DE3612701C2; GB8707381D0; GB2189255A

Description

Waschmittel in stückiger Form (Detergent bars) werden u. a. bei der Handwäsche bzw. der Flußwäsche von Textilien eingesetzt.

Aus der GB-PS 21 27 426 sind Waschmittel in stückiger Form (detergent bars) bekannt, die 5 bis 60 Gew.-% waschaktive Substanzen, 0 bis 60 Gew.-% Waschmittelbuilder und mit Säure behandelten Bentonit zur Erhöhung der Härte enthalten. Als Waschmittelbuilder werden wasserlösliche Carbonate, organische Stoffe, wie z. B. Natriumnitrilotriacetat, und vor allem wasserlösliche Phosphate eingesetzt.

Die bekannten Waschmittel in stückiger Form auf Basis von linearen höheren Alkylbenzolsulfonaten und Pentanatriumtripolyphosphat als Gerüststoff werden bislang wegen ihrer guten Waschwirkung anerkannt, wobei die linearen höheren Alkylbenzolsulfonate biologisch abbaubar sind und eine ausgezeichnete Waschwirkung zeigen, während die Polyphosphate im Prinzip als gute und sichere Gerüststoffe für das Waschmittel angesehen werden. Da jedoch die Phosphate in den letzten Jahren wegen der Eutrophierung von Binnengewässern weniger geschätzt werden, hat man versucht, zahlreiche andere Phosphatersatzstoffe mit Gerüststoff- Eigenschaften einzusetzen. Beispielsweise nahm man an, daß Carbonate, Silikate, Borax, das Trinatriumsalz der Nitrilotriessigsäure (NTA), organische Sequestriermittel, Polyelektrolyt, Chelatisierungsmittel und andere Produkte, die Reinigungswirkung synthetischer, organischer Detergentien verstärken würden. Die meisten dieser Phosphatersatzstoffe besitzen jedoch nachteilige Eigenschaften, wenngleich sie nicht so stark zur Eutrophierung der Binnengewässer beitragen, wie man es den Phosphaten zuschreibt. Einige dieser Phosphatersatzstoffe sind giftig, anderen werden krebserregende Eigenschaften zugeschrieben, andere sind nicht lagerstabil oder vermitteln dem Endprodukt unerwünschte Fließeigenschaften, geben Verarbeitungsschwierigkeiten während weitere wieder einen schlechten Geruch aufweisen bzw. mit den anderen Bestandteilen des Waschmittels reagieren. Demzufolge besteht eine erhebliche Unsicherheit darüber, ob überhaupt und wenn, welche Produkte als geeignete Phosphatersatzstoffe anzusehen sind.

Es wurde in jüngster Zeit festgestellt, daß Zeolithe, insbesondere bestimmte synthetische, kristalline Molekularsieb- Zeolithe, vorzugsweise in zumindest teilweise hydratisierter Form trotz ihrer Wasserunlöslichkeit geeignete Ionenaustauscher für Calciumionen sind und demzufolge die Waschkraft synthetischer, organischer Detergentien, insbesondere anionischer Detergentien verbessern und auch mit nicht-ionischen Detergentien eingesetzt werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein Waschmittel in stückiger Form, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es Aluminiumsilikat enthält.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform kann das Waschmittel in stückiger Form die folgende Zusammensetzung aufweisen:

5 bis 50 Gew.-%oberflächenaktive Substanzen 5 bis 60 Gew.-%Aluminiumsilikat 0 bis 60 Gew.-%Füllstoff und Waschalkalien ≦ωτ1 Gew.-%an Additiven 0 bis 8 Gew.-%Schmiermittel

Die Aluminiumsilikate können natürlich vorkommende oder aber synthetisch hergestellte Produkte sein, wobei die synthetisch hergestellten, kristallinen Produkte bevorzugt werden. Die Herstellung kann z. B. durch Reaktion von wasserlöslichen Silikaten mit wasserlöslichen Aluminaten in Gegenwart von Wasser erfolgen. Zu diesem Zweck können wässerige Lösungen der Ausgangsmaterialien miteinander vermischt oder eine in festem Zustand vorliegende Komponente mit der anderen, als wässerige Lösung vorliegende Komponente umgesetzt werden. Auch durch Vermischen beider, in festem Zustand vorliegender Komponenten erhält man bei Anwesenheit von Wasser die gewünschten Aluminiumsilikate. Auch aus Al(OH)₃, Al₂O₃ oder SiO₂ lassen sich durch Umsetzen mit Alkalisilikat- bzw. Alkalialuminat-Lösungen Aluminiumsilikate herstellen. Die Herstellung kann auch nach weiteren bekannten Verfahren erfolgen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Aluminiumsilikate, die eine dreidimensionale Raumgitterstruktur aufweisen.

Das bevorzugte, etwa im Bereich von 100 bis 200 mg CaO/g Aktivsubstanz meist bei etwa 100 bis 180 mg CaO/g AS liegende Calciumbindevermögen findet sich vor allem bei Verbindungen der Zusammensetzung:

0,7-1,1 Na₂O · Al₂O₃ · 1,2-3,3 SiO₂

Diese Summenformel unfaßt zwei Typen verschiedener Kristallstrukturen (bzw. deren nicht kristalline Vorprodukte), die sich auch durch ihre Summenformeln unterscheiden. Es sind dies:

1) 0,7-1.1 Na₂O · Al₂O₃ · 1,3-2,4 SiO₂
2) 0,7-1,1 Na₂O · Al₂O₃ · 2,4-3,3 SiO₂

Die unterschiedlichen Kristallstrukturen zeigen sich im Röntgenbeugungsdiagramm.

Das in wässeriger Suspension vorliegende kristalline Aluminiumsilikat läßt sich durch Filtration von der verbleibenden wässerigen Lösung abtrennen und trocknen. Je nach den Trocknungsbedingungen enthält das Produkt mehr oder weniger gebundenes Wasser.

Die Teilchengröße der einzelnen Aluminiumsilikatpartikel kann verschieden sein und z. B. im Bereich zwischen 0,1 Mikrometer und 0,1 mm liegen. Diese Angabe bezieht sich auf die Primärteilchengröße, d. h. die Größe der bei der Fällung und gegebenenfalls der anschließenden Kristallisation anfallenden Teilchen. Mit besonderem Vorteil verwendet man Aluminiumsilikate, die zu wenigstens 80 Gew.-% aus Teilchen einer Größe von 10 bis 0,01 Mikrometer insbesondere von 8 bis 0,1 Mikrometer bestehen.

Vorzugsweise enthalten diese Aluminiumsilikatpartikel keine Primär- bzw. Sekundärteilchen mehr mit Durchmessern oberhalb von 45 Mikrometer. Als Sekundärteilchen werden Teilchen, die durch Agglomeration der Primärteilchen zu größeren Gebilden entstanden sind, bezeichnet.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Aluminiumsilikat pulverförmiger Zeolith des Typs A mit besonders definiertem Teilchenspektrum eingesetzt.

Derartige Zeolithpulver können gemäß DE-AS 24 47 021, DE-AS 25 17 218, DE-OS 26 52 419, DE-OS 26 51 420, DE-OS 26 51 436, DE-OS 26 51 437, DE-OS 26 51 445 oder DE-OS 26 51 485 hergestellt werden. Sie weisen dann die dort angegebenen Teilchenverteilungskurven auf.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann ein pulverförmiger Zeolith des Typs A verwendet werden, der die in der DE-OS 26 51 485 beschriebene Teilchengrössenverteilung aufweist.

Die oberflächenaktiven Substanzen können anionische und/oder nichtionische Tenside sein.

Als anionische Substanzen werden eingesetzt:

- Alkylbenzolsulfonat (ABS), vorzugsweise mit linearer Alkyl- Kette (LAS) mit 8-22 C-Atomen, bevorzugt.
- Paraffinsulfonate mit linearer oder verzweigter C₁₀-C₂₀Kette, bevorzugt C₁₃-C₁₇. Sulfonatgruppe endständig oder über die Kette verteilt.
- Sulfate höherer Alkohole mit C₈-C₂₂Kette, beispielsweise Lauryl-, Talgfett- und Cocosfettalkohol.
- Ethersulfate höherer Alkohole mit C₈-C₂₂-Kette, beispielsweise gleiche Alkoholreste wie bei den vorgenannten Sulfaten höherer Alkohole. Das Molverhältnis Alkylenoxid - speziell Ethylenoxid - zu Alkohol liegt bei 1 : 1 bis 5 : 1.
- α-Olefinsulfonate mit C₈-C₂₀-Kette, bevorzugt im Bereich C₁₃-C₁₇.
- Seifen, das sind wasserlösliche Salze höherer Fettsäuren
- Als Kation für die vorstehend genannten Tenside kommen Natrium, Kalium und Ammonium bzw. substituierte Ammoniumionen wie Mono-, Di- und Triethanol sowie Tetramethylammonium in Frage.

Als nonionische Substanzen werden eingesetzt:

- Kondensationsprodukte aus Alkylenoxid (C₂-C₄) - bevorzugt Ethylenoxid, Propylenoxid- und einem Kohlenwasserstoffrest (Alkyl, Alkylphenol, höhere Fettalkohole, höhere Fettsäuren, höhere Fettamine). Als Beispiel sei Talgfettalkohol (C₁₆-C₁₈) mit etwa 5-30-Ethylenoxideinheiten genannt.
- Fettsäureamide, gebildet aus Alkanolamin, bevorzugt Mono- und Diethanolamin sowie Isopropylamin, und einer Fettsäure. Als Beispiel sei hier Cocosfettsäuremonoethanolamid genannt.

Als Füllstoffe können die folgenden Stoffe, vorzugsweise in einer Menge von 0 bis 60 Gew.-% eingesetzt werden:

Als Füllstoffe seien Sulfate, Carbonate und Hydrogencarbonate von Natrium, Kalium, Calcium und Magnesium genannt, aus der Literatur sind noch andere Stoffe wie Bentonit und Stärke (Kartoffel-, Reis- und Weizen-) bekannt.

Als Waschalkalien können Natriumcarbonat und/oder Natriumsilikat eingesetzt werden.

Als Additive können Carboxymethylcellulose, optische Aufheller, Farbe und/oder Duftstoffe eingesetzt werden. Vorzugsweise in einer Menge von jeweils 0,1 bis 1,0 Gew.-%.

Als Schmiermittel können, vorzugsweise in einer Menge von 0 bis 8 Gew.-% die folgenden Stoffe eingesetzt werden:

Schmiermittel sind verfahrensbedingte Stoffe, die beim Extrudieren der Rohmasse zur Erzielung eines guten Strangs und einer glatten, rißfreien Oberfläche eingesetzt werden. Geeignet sind hochschmelzende Fette, Wachse und Paraffine mit Schmelzpunkten größer 40°C bis etwa 60°C. Auch können als Schmiermittel hochschmelzende nichtionische Tenside benutzt werden wie z. B. Talgalkohol mit 25 Ethylenoxideinheiten oder Cocosfettsäuremonoethanolamid.

Das erfindungsgemäße Waschmittel in stückiger Form wird auf bekanntem Wege hergestellt.

Vorzugsweise werden die einzelnen Komponenten bei einer Temperatur von 30 bis 60°C, insbesondere bei 40 bis 50°C, miteinander vermischt, homogenisiert, vorzugsweise auf einem Dreiwalzenstuhl, und auf bekannte Weise verpreßt.

Das erfindungsgemäße Waschmittel in stückiger Form enthält vorteilhafterweise keine die Gewässer eutrophierenden Substanzen wie zum Beispiel Natriumtripolyphosphat.

Es ist jedoch auch möglich, einen Teil des Aluminiumsilikates durch die Natrium- und/oder Kaliumsalze von Ortho-, Pyro- und/ oder Triphosphat zu ersetzen.

Die Waschwirkung sowie die Handhabbarkeit und die Auflösegeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Waschmittels in stückiger Form gleicht den entsprechenden Eigenschaften des bekannten Waschmittels in stückiger Form gemäß GB-PS 21 27 426.

Beispiele

Die chemische Konstitution der in den Beispielen genannten Stoffe ist:

Texapon OT : Laurylsulfat
Marlipal SU : Talgalkohol mit 25 Mol Ethylenoxid
Rewomid C 212 : Cocosfettsäuremonoethanolamid

Die Tabelle I zeigt die Zusammensetzung der verwendeten Proben. Die Proben 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 sind Waschmittel in stückiger Form gemäß Erfindung. Die Waschmittel in stückiger Form werden hergestellt, indem man Texapon OT und Wasser in einem Kneter vorlegt und solange unter Erwärmen auf 40 bis 50°C knetet, bis die Texapon-Nadeln aufgelöst sind.

Anschließend wird Rewomid C 212 und Marlipal SU als 40%ige Emulsion zugesetzt und dann die restlichen Pulverkomponenten zugefügt. Die Extrusion der Masse zu Waschmittel in stückiger Form erfolgt bei 65°C.

Die Schaumbeständigkeit und die Schaumentwicklung werden mit dem Reibschaumgerät bestimmt.

Die Schaumentwicklung wird nach 5 Minuten und die Schaumbeständigkeit nach 30 Minuten in Millilitern abgelesen. Die Untersuchungen werden in destilliertem Wasser sowie in Wasser mit 15° dH durchgeführt.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle II dargestellt.

Tabelle I

Tabelle II

Tabelle III Auflösegeschwindigkeit von Waschmitteln in stückiger Form

Methode: "Abrieb in der Trommel"

Die Auflösegeschwindigkeit wird in einer Vorrichtung gemäß der einzigen Figur mit normalem Leitungswasser von ca. 12-14°C und 4° deutscher Härte durchgeführt.

Dabei werden die folgenden Bedingungen eingehalten:
Einwaage 1,0 ± 0,01 g
Wasserdurchlauf: 2 l/min
Geschwindigkeit: 35 U/min
Laufzeit: 25′

Die Zeichnung stellt die Vorrichtung zur Bestimmung der Auflösegeschwindigkeit dar. Diese Vorrichtung besteht aus dem Motor 1, der Achse 2 und dem zylinderförmigen Käfig 3. Der zylinderförmige Käfig 3, der einen Aussendurchmesser von 200 mm aufweist, ist mit dem Siebgewebe 4 mit einer Maschenweite von 1 mm bespannt. Der Innenraum des Käfigs 3 ist in einzelne Sektionen 5 durch die Trennwände 6 aufgeteilt, sodaß die verschiedenen Proben 7, 8, 9, 10 und 11 gleichzeitig untersucht werden können. Die Trennwände 6 haben eine innere Öffnung mit einem Innendurchmesser von 100 mm. Die Trennwände 6 werden durch 4 lange Schrauben 16 mit aufgeschobenen Metallhülsen 17, die als Abstandshalter fungieren, zusammengehalten.

Der zylinderförmige Käfig 3 wird über die Achse 2 in horizontaler Lage durch den Motor 1 mit 35 Umdrehungen pro Minute um die Längsachse gedreht. Ein Teil des zylinderförmigen Käfigs 3 ist dabei in ein Wasserbecken 12 getaucht, welches so bemessen ist, daß die eingefügten Proben der Waschmittel in stückiger Form vollständig von dem durchlaufenden Wasser 13 bedeckt werden. Das Wasser durchfliesst das Wasserbecken 12 mit einer Geschwindigkeit von 2 l/min, wobei es über den Zulauf 14 hinzugefügt und über den Ablauf 15 abgeführt wird.

Tabelle IV

Auflösegeschwindgkeit von Waschmitteln in stückiger Form

Methode: "Flußwäsche" (Angaben in %)

Bei dieser Bestimmung wird ein Baumwollhandtuch auf einer festen Unterlage aufgespannt und darauf das Waschmittel in stückiger Form unter fliessendem kalten Wasser (ca. 12°C) 400 mal gerieben.

Claims

Waschmittel in stückiger Form, dadurch gekennzeichnet, daß es Aluminiumsilikat enthält.