EP0160873A2 - Weichmachendes Waschmittel - Google Patents
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- C11D3/1273—Crystalline layered silicates of type NaMeSixO2x+1YH2O
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Definitions
- softening means this softening effect on the textiles and not, for example, softening of the water by complexing the calcium and magnesium ions causing the water hardness.
- the cationic surfactants are incompatible with the anionic surfactants usually used in detergents, since poorly soluble precipitates result which lead to a partial loss of softening cationic surfactants and detergent-active anionic surfactants in the wash liquor and thus to a reduced effectiveness of the detergent. It is therefore known to use cationic reagents in a separate rinse cycle.
- DE-PS 23 34 899 describes the use of clay minerals, namely saponites, hectorites or montmorrillonites, as soft active ingredients in detergent formulations.
- DE-OS 33 12 774 bentonites are added to detergents.
- smectites are clay minerals that carry a grid charge and expand when solvated with water and alcohol. Montmorillonite belongs to the Smectite group the hectorite and possibly the saponite
- Bentonites are understood to mean certain montmorrillonite-containing clay minerals.
- Clays are usually natural minerals that are more or less colored due to the inclusion of impurities; this is disadvantageous for use in detergents. Although synthetic clays can be produced, they cannot be used economically for cost reasons.
- the task was to find softening active ingredients that overcome the disadvantages mentioned.
- the compounds are colorless, economically producible and free from alkaline earth and aluminum ions. Their molecular structure differs fundamentally from that of the above-mentioned clays;
- the layered silicates to be used according to the invention can be assigned to the group of phyllosilicates and contain adhesive and / or water of crystallization.
- M is preferably sodium, but depending on the respective pH, it can also be partially replaced by protons.
- the ion exchange capacity of the crystalline layered silicates is 130 - 400 mmol M + / 100 g anhydrous substance.
- the silicates have one or more reflections in the range of the d values of 3.0 - 4.0 x 10 -8 cm, which cannot be assigned to quartz, tridymite and cristobalite.
- Natural alkali silicates are, for example, magadiite Na 2 Si 14 O 29 .11 H 2 0 and Ken y ait Na 2 Si 22 0 45 . 10 H 2 0 (HP Eugster, Science, 157, pp. 1177-1180 (1967)).
- Synthetic products have, for example, the composition Na 2 Si 8 O 17 , K 2 Si 8 O 17 or Na 2 Si 14 O 29 (RK Iler, J. Colloid Sci. 29, pp. 648-657 (1964); DE-PS 27 42 912; G. Lagaly et al. Am. Mineral. 60, pp. 642-649 (1975)).
- the crystalline layered silicas or alkali layer silicates to be used in accordance with the invention can be incorporated into detergents by means of customary processes for the production of detergents, such as mixing, spray mixing processes and spray drying. However, they can also be used separately.
- the softening detergent of the invention preferably contains 5-30% by weight of surfactants, 10-40% by weight of builders and 1-15% by weight of crystalline layered silicas or their alkali metal salts, the rest of the washing aids, provided that it is marketed in granules. If it is sold in liquid form, it preferably contains 10-55% by weight of surfactants, 0.5-25% by weight of builders and 1-15% by weight of crystalline layered silicas or their alkali salts, the rest of the washing aids. Very good washing results are achieved with the softening detergent of the invention.
- the softening detergent of the invention preferably contains such anionic, zwitterionic (ampholytic) or nonionic in nature as surfactants.
- anionic surfactants are the water-soluble salts - higher fatty acids or resin acids, such as sodium or potassium soaps from coconut, palm kernel or turnip oil as well as from tallow and To understand mixtures of them.
- Nonionic surfactants are understood to mean those compounds which have an organic, hydrophobic group and a hydrophilic radical, e.g. the condensation products of alkylphenols or higher fatty alcohols with ethylene oxide, the condensation products of polypropylene glycol with ethylene oxide or propylene oxide, the condensation products of ethylene oxide with the reaction product of ethylene diamine and propylene oxide, and long-chain tertiary amine oxides
- Suitable builders for the detergents according to the invention are weakly acidic, neutral or alkaline inorganic or organic salts, in particular inorganic or organic complexing agents.
- Useful, weakly acidic, neutral or alkaline-reacting salts are, for example, the bicarbonates, carbonates or silicates of the alkalis, and also mono-, di- or trialkali orthophosphates.
- the weakly acidic metaphosphates and the "alkaline polyphosphates; in particular the tripolyphosphate are also suitable as complex-forming framework substances. They can be replaced in whole or in part by organic complexing agents.
- the organic complexing agents include, for example, nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, N-hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, polyalk -N-polycarboxylic acids and other known organic complexing agents, it also being possible to use combinations of different complexing agents.
- Washing aids include products such as the alkali or ammonium salts of sulfuric acid, silica, carbonic acid, boric acid, alkylene, hydroxyalkylene or aminoalkylenephosphonic acid as well as bleaching agents, stabilizers for peroxide compounds (bleaching agents) and water-soluble organic complexing agents.
- the bleaching agents specifically include sodium perborate mono- or tetrahydrate, the alkali salts of peroxomono- or peroxodisulfuric acid, the alkali salts of peroxodiphosphoric acid (H 4 P 2 O 8 ).
- water-soluble, precipitated magnesium silicate acts as a stabilizer for these bleaches.
- Organic complexing agents are the alkali salts of iminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, methylenediphosphonic acid, 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid and nitrilotrismethylenephosphonic acid.
- Washing aids that increase the dirt-carrying capacity of washing liquors, such as carboxymethyl cellulose, carboxymethyl starch, methyl cellulose or copolymers of maleic anhydride with methyl vinyl ether, foam regulators, such as mono- and dialkyl phosphoric acid esters with 16 to 20 carbon atoms in the alkyl radical, and optical brighteners, disinfectants and / or proteolytic enzymes additional components of the softening detergent.
- Detergent A is a commercially available detergent which, according to the invention, had been mixed in the mixer with the layered crystalline sodium silicate of the formula Na 2 Si 22 0 45 (loss on ignition 4% (5 h / 360 ° C.));
- Detergent B is a commercially available detergent that contains crystalline, layered alkali aluminum silicates and cationic surfactants and whose grip-improving effect is highlighted in advertising.
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Abstract
Description
- Durch oftmaliges Waschen in Trommelwaschmaschinen-werden besonders weiche und flauschige Wäschestücke mit angenehmem Griff nachteilig beeinflußt; der Griff wird härter, vor allem, wenn wiederholt ruhig hängend getrocknet wird. Dies wird zurückgeführt auf eine beim Trocknen entstehende Faserverklebung, die sogenannte Wasserstarre.
- Diesem Effekt kann durch Einsatz von Avivagemitteln entgegengewirkt werden. Dazu werden bevorzugt kationische Tenside, insbesondere quaternäre Ammoniumverbindungen, eingesetzt. In der Regel ist mit der weichmachenden auch eine antistatische Wirkung auf das Gewebe verbunden. Im folgenden ist unter "Weichmachen" diese Avivage-Wirkung auf die Textilien und nicht etwa ein Weichmachen des Wassers durch Komplexierung der die Wasserhärte verursachenden Calcium- und Magnesiumionen zu verstehen.
- Die kationischen Tenside sind mit den üblicherweise in Waschmitteln eingesetzten anionischen Tensiden nicht verträglich, da schwerlösliche Ausfällungen resultieren, die zu einem teilweisen Verlust von weichmachenden Kationentensiden und waschaktiven Anionentensiden in der Waschflotte und somit zu verringerter Wirksamkeit des Waschmittels führen. Es ist daher bekannt, kationische Reagenzien in einem separaten Spülgang einzusetzen.
- Andererseits sind auch bereits weichmachende Waschmittel bekannt, welche in einem Arbeitsgang reinigende und weichmachende Wirkung entfalten. So beschreibt die DE-PS 23 34 899 den Einsatz von Tonmineralien, und zwar von Saponiten, Hectoriten oder Montmorrilloniten als weichmachende Wirkstoffe in Waschmittelformulierungen. Für den gleichen Zweck werden in der DE-OS 33 12 774 Bentonite zu Waschmitteln zugesetzt.
- Es ist ebenfalls bekannt, Smectite in Gegenwart von weichmachenden Ammoniumverbindungen (kationische Tenside) und/ oder Aminen (z.B. EP 00 76 572, US-PS 4 375 416) in weichmachende Waschmittel einzuarbeiten. Hierdurch soll besonders in Wäschetumblern eine weichmachende und antistatische Wirkung erzielt werden. Da die kationischen Tenside in die Smectite (kristalline Alkalischichtsilikate) eingelagert werden, sind sie auch in Gegenwart anionischer Tenside wirksam. Smectite sind Tonmineralien, die eine Gitterladung tragen, und sich ausdehnen, wenn sie mit Wasser und Alkohol solvatisiert werden. Zur Gruppe der Smectite gehören der Montmorillonit
- Unter Bentoniten versteht man bestimmte montmorrillonithaltige Tonmineralien.
- Bei den o.g. Tonen handelt es sich üblicherweise um natürliche Mineralien, die durch Einschluß von Verunreinigungen mehr oder weniger gefärbt sind; dieser Umstand ist nachteilig für den Einsatz in Waschmitteln. Synthetische Tone können zwar hergestellt werden, sind aber aus Kostengründen nicht wirtschaftlich einsetzbar.
- Es bestand die Aufgabe, weichmachende Wirkstoffe zu finden, die die genannten Nachteile überwinden.
- Überraschenderweise wurde gefunden, daß kristalline Schichtsilikate der Zusammensetzung
- M ist bevorzugt Natrium, kann in Abhängigkeit des jeweiligen pH-Wertes jedoch auch teilweise durch Protonen ersetzt sein.
- Das Ionenaustauschvermögen der kristallinen Schichtsilikate beträgt 130 - 400 mMol M+/100 g wasserfreie Substanz. Die Silikate haben im Röntgenbeugungsdiagramm einen oder mehrere Reflexe im Bereich der d-Werte von 3,0 - 4,0 x 10-8 cm, die nicht Quarz, Tridymit und Cristobalit zugeordnet werden können.
- Im Rahmen der Erfindung können sowohl natürliche als auch synthetische Alkalisilikate eingesetzt werden. Natürliche Alkalisilikate sind z.B. Magadiit Na2Si14O29 · 11 H20 und Kenyait Na2Si22045 . 10 H20 (H.P. Eugster, Science, 157, S. 1177-1180 (1967)).
- Synthetische Produkte haben z.B. die Zusammensetzung Na2Si8O17, K2Si8O17 oder Na2Si14O29 (R.K. Iler, J. Colloid Sci. 29, S. 648-657 (1964); DE-PS 27 42 912; G. Lagaly et al.. Am. Mineral. 60, S. 642-649 (1975)).
- Erfindungsgemäß einsetzbare kristalline Schichtkieselsäuren und deren Alkalisalze sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind darüberhinaus in den älteren deutschen Patentanmeldungen P 34 00 130.1 und P 34 00 132.8 beschrieben.
- Die erfindungsgemäß einzusetzenden kristallinen Schichtkieselsäuren oder Alkalischichtsilikate können mittels üblicher Verfahren zur Waschmittelherstellung wie Mischen, Sprühnebelmischverfahren, Sprühtrocknen in Waschmittel eingearbeitet werden. Sie können aber auch getrennt angewendet werden.
- Im einzelnen betrifft die Erfindung nunmehr ein weichmachendes Waschmittel mit 5-70 Gew% mindestens eines Tensids, 0,5 bis 50 Gew% mindestens eines Gerüststoffes, 1 bis'20 Gew% mindestens einer kristallinen Schichtkieselsäure und/ oder eines entsprechenden Alkali-Schichtsilikats sowie üblichen Waschhilfastoffen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die kristalline Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz die allgemeine Formel M2SixO2 x+1 · y H 2 0 hat, worin x>7,0; M = Na, K oder H und y = 0 bis 25 bedeuten, und im Röntgenbeugungsdiagramm im Bereich der d-Werte von 3,0 bis 4,0 . 10-8 cm einen oder mehrere Reflexe aufweist, die nicht Quarz, Tridymit und Cristobalit zugeordnet werden können.
- Das weichmachende Waschmittel der Erfindung kann weiterhin bevorzugt und wahlweise dadurch gekennzeichnet sein, daß
- a) x = 7,5 bis 23;
- b) die kristalline Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz im wasserfreien Zustand je 100 g ein Kationenausvermögen von 130 bis 400 mmol M+ aufweist
- c) für M = H das Röntgenbeugungsdiagramm bei (3,42 ± 0,1) . 10-8 cm eine sehr starke erste Linie und bei (18 + 4) . 10-8 cm eine weitere Linie aufweist,deren Intensität höchstens 75 % der Intensität der ersten Linie beträgt;
- d) für M = Na das Röntgenbeugungsdiagramm bis (3,42 ± 0,15) . 10-8 cm zumindest eine sehr starke Linie und bei (20 + 2) . 10-8 cm eine weitere Linie aufweist, deren Intensität höchstens 75 % der Intensität der ersten Linie beträgt.
- Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer kristallinen Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz zum Weichspülen von Textilien, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die kristalline Schichtkieselsäure oder deren Alkalisalz durch die allgemeine Formel M2Six02 x+1 · y H 2 0, worin x>7,0, vorzugsweise 7,5 bis 23; M = Na, K oder H und y = 0 bis 25 bedeuten, charakterisiert ist und im Röntgenbeugungsdiagramm im Bereich der d-Werte von 3,0 bis 4,0 . 10-8 cm einen oder mehrere Reflexe aufweist, die nicht Quarz, Tridymit und Cristobalit zugeordnet werden können.
- Das weichmachende Waschmittel der Erfindung enthält, sofern es granuliert in den Handel gelangt, bevorzugt 5-30 Gew% Tenside, 10-40 Gew% Gerüststoffe und 1-15 Gew% kristalline Schichtkieselsäuren bzw. deren Alkalisalze, Rest Waschhilfsstoffe. Kommt es flüssig in den Handel, so enthält es bevorzugt 10 - 55 Gew% Tenside, 0,5 - 25 Gew% Gerüststoffe und 1-15 Gew% kristalline Schichtkieselsäuren bzw. deren Alkalisalze, Rest Waschhilfsstoffe. Mit dem weichmachenden Waschmittel der Erfindung werden sehr gute Waschergebnisse erzielt. Das weichmachende Waschmittel der Erfindung enthält als Tenside bevorzugt solche anionischer, zwitterionischer (ampholytischer) oder nichtionischer Natur.
- Unter anionischen Tensiden sind die wasserlöslichen Salze - höherer Fettsäuren oder Harzsäuren, wie Natrium- oder Kaliumseifen von Kokos-, Palmkern- oder Rüböl sowie von Talg und Gemischen davon zu verstehen. Weiterhin zählen dazu höhere alkylsubstituierte, aromatische Sulfonate, wie Alkylbenzolsulfonate mit 9 bis 14 C-Atomen im Alkylrest, Alkylnaphthalinsulfonate, Alkyltoluolsulfonate, Alkylxylolsulfonate oder Alkylphenolsulfonate; Fettalkoholsulfate (R-CH2-O-SO3Na; R = C11-17) oder Fettalkoholethersulfate, wie Alkalilaurylsulfat oder Alkalihexadecylsulfat, Triethanolaminlaurylsulfat, Natrium- oder Kaliumoleylsulfat, Natrium- oder Kaliumsalze von mit 2 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxyliertem Laurylsulfat. Weitere geeignete anionische Tenside sind sekundäre lineare Alkansulfonate sowie α-Olefinsulfonate mit einer Kettenlänge von 12 - 20 C-Atomen.
- Unter nichtionischen Tensiden sind solche Verbindungen zu verstehen, die eine organische, hydrophobe Gruppe sowie einen hydrophilen Rest aufweisen, z.B. die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen oder höheren Fettalkoholen mit Ethylenoxid, die Kondensationsprodukte von Polypropylenglykol mit Ethylenoxid oder Propylenoxid, die Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit dem Reaktionsprodukt aus Ethylendiamin und Propylenoxid, sowie langkettige tertiäre Aminoxide
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- Derivate von aliphatischen, sekundären und tertiären Aminen oder quaternären Ammoniumverbindungen mit 8 bis 18 C-Atomen und einer hydrophilen Gruppe im aliphatischen Rest, wie z.B. Natrium-3-dodecylaminopropionat, Natrium-3-dodecyl- aminopropansulfonat, 3-(N,N-Dimethyl-N-hexadecyl-amino)-propan-1-sulfonat oder Fettsäureaminoalkyl-N,N-dimethyl- acetobetain, wobei die Fettsäure 8 bis 18 C-Atome und der Alkylrest 1 - 3 C-Atome enthält.
- Als Gerüstsubstanzen für die Waschmittel gemäß der Erfindung eignen sich schwach sauer, neutral oder alkalisch reagierende anorganische oder organische Salze, insbesondere anorganische oder organische Komplexbildner.
- Brauchbare, schwach sauer, neutral oder alkalisch reagierende Salze sind beispielsweise die Bicarbonate, Carbonate oder Silikate der Alkalien, weiterhin Mono-, Di- oder Trialkaliorthophosphate. Di- oder Tetraalkalipyrophosphate, als Komplexbildner bekannte Metaphosphate, Alkalisulfate sowie die Alkalisalze von organischen, nicht kapillaraktiven, 1 bis 8 C-Atome enthaltenden Sulfonsäuren, Carbonsäuren und Sulfocarbonsäuren: Hierzu gehören beispielsweise wasserlösliche,Salze der Benzol-, Toluol- oder Xylolsulfonsäure, wasserlösliche Salze der Sulfoessigsäure, Sulfobenzoesäure oder Salze von Sulfodicarbonsäuren sowie die Salze der Essigsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Oxydiessigsäure (HOOC-CH2-O-CH2-COOH), Oxydibernsteinsäure, 1,2,3,4-Cyclopentantetracarbonsäure, Polyacrylsäure und Polymaleinsäure.
- Als komplexbildende Gerüstsubstanzen eignen sich auch die schwach sauer reagierenden Metaphosphate sowie die" alkalisch reagierenden Polyphosphate; insbesondere das Tripolyphosphat. Sie können ganz oder teilweise durch organische Komplexbildner ersetzt werden. Zu den organischen Komplexbildnern gehören beispielsweise Nitrilotriessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, N-Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure, Polyalkylen-polyamin-N-polycarbonsäuren und andere bekannte organische Komplexbildner, wobei auch Kombinationen verschiedener Komplexbildner eingesetzt werden können.
- Waschhilfsstoffe gemäß der Erfindung umfassen Produkte wie die Alkali- oder Ammoniumsalze der Schwefelsäure, Kieselsäure, Kohlensäure, Borsäure, Alkylen-, Hydroxyalkylen-oder Aminoalkylenphosphonsäure sowie Bleichmittel, Stabilisatoren für Peroxidverbindungen (Bleichmittel) und wasserlösliche organische Komplexbildner.
- Im einzelnen gehören zu den Bleichmitteln Natriumperboratmono- oder tetrahydrat, die Alkalisalze der Peroxomono-oder Peroxodischwefelsäure, die Alkalisalze der Peroxodiphosphorsäure (H4P2O8). Als Stabilisator für diese Bleichmittel fungiert z.B. wasserlösliches, gefälltes Magnesiumsilikat. Organische Komplexbildner sind die Alkalisalze der Iminodiessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Methylendiphosphonsäure, 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure und Nitrilotrismethylenphosphonsäure.
- Waschhilfsstoffe, die das Schmutztragevermögen von Waschflotten erhöhen, wie Carboxymethylcellulose, Carboxymethylstärke, Methylcellulose oder Copolymere von Maleinsäureanhydrid mit Methylvinylether, Schaumregulatoren, wie Mono-und Dialkylphosphorsäureester mit 16 bis 20 C-Atomen im Alkylrest sowie optische Aufheller, Desinfizienzien und/ oder proteolytische Enzyme können ebenfalls zusätzliche Bestandteile des weichmachenden Waschmittels sein.
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- Bei Waschmittel A handelt es sich um ein handelsübliches Waschmittel, das im Mischer erfindungsgemäß mit dem schichtförmigen kristallinen Natriumsilikat der Formel Na2Si22045 (Glühverlust 4 % (5 h/360°C)) vermengt worden war; Waschmittel B ist ein handelsübliches Waschmittel, das kristalline, schichtförmige Alkalialuminiumsilikate und kationische Tenside enthält und dessen griffverbessernde Wirkung in der Werbung herausgestellt wird.
- Die Griffbeurteilung durch ein Gremium von Experten ergab eine vollkommen vergleichbare griffverbessernde Wirkung. Auch wurden in beiden Fällen sehr gute Waschergebnisse erzielt.
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