AT243956B - Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittel - Google Patents

Description

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  Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittel 
Gemäss einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag werden Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittel auf Basis von synthetischen organischen waschaktiven Verbindungen des Sulfatoder Sulfonattyps mit einem Gehalt an kapillaraktiven Sulfobetainen beschrieben, deren Sulfonsäurerest und Stickstoffatom über 3 oder 4 Kohlenstoffatome miteinander verbunden sind, wobei diese Sulfobetaine in Mengen von höchstens 50   Gel.-%   anwesend sind, bezogen auf die Menge der waschaktiven Sulfate oder Sulfonate.   Durchzusätze derartigerSulfobetaine   wird das Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schäumvermögen, insbesondere die Schaumstabilität und die Schmutzbelastbarkeit des Schaumes der Waschmittel verbessert ;

   ausserdem hat sich gezeigt, dass der Austausch der vielfach als Schaumstabilisatoren dienenden Fettsäurealkylolamide durch die genannten Sulfobetaine zu einer wesentlichen Verbesserung der Pulvereigenschaften führt, insbesondere bei zerstäubungsgetrockneten Waschmitteln. 



   Es wurde nun gefunden, dass sich die in dem älteren Vorschlag   beschriebenen Sulfobetaine   mit ähnlichem Erfolg durch solche kapillaraktiven Sulfobetaine ersetzen lassen, die in dem zwischen Stickstoff- 
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 wendung von Sulfobetainen und Waschaktivsubstanzen des   Sulfat- oder Sulfonattyps - im   folgenden der Einfachheit halber als WAS bezeichnet-erzielt wird, ist bei Fettalkoholsulfat besonders deutlich, wobei die Fettalkoholsulfate keineswegs die alleinige oder überwiegende WAS-Komponente darzustellen brauchen : Auch wenn die Fettalkoholsulfate neben andern WAS vorhanden sind, sind die maximalen Verbesserungen festzustellen.

   Dabei kann die Menge der Fettalkoholsulfate weniger als 50   Gew. -0/0   und gege-   benenfalls weniger   als 30   Gel.-%   der gesamten WAS ausmachen, wobei der Begriff "gesamte WAS" unter Einrechnung der vorhandenen Fettalkoholsulfate zu verstehen ist. 



   Die erfindungsgemäss zu verwendenden Sulfobetaine erhält man nach dem oben erwähnten Vorschlag aus Monoaminen mit tertiärer Amingruppe, die wenigstens einen hydrophoben Rest, d. h. einen solchen mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen enthalten, der geradkettig oder verzweigt, gegebenenfalls substituiert und/oder durch Heteroatome bzw. Heteroatomgruppen unterbrochen sein kann, durch Umsetzen derselben mit Epichlorhydrin in Gegenwart von Wasser und basenbindenden Mitteln und anschliessende Behandlung der so gebildeten, eine Chlorhydringruppe enthaltenden quartären Amoniumsalze mit Salzen der schwe- 
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 oder verzweigte aliphatische, cycloaliphatische oder araliphatische Kohlenwasserstoffreste mit   8 - 22,   vorzugsweise 10-18 Kohlenstoffatomen, die direkt oder über Heteroatome bzw.

   Heteroatomgruppen   enthaltende Zwischenglieder mit dem Stickstoff verbunden sein können. R und gegebenenfalls auch R bedeuten geradkettige oder verzweigte aliphatische, cycloaliphatische oder araliphatische Kohlenwas-   serstoffreste mit höchstens je 7 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls direkt oder über ein Zwischen- 
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 atom als Zwischenglieder beispielsweise Phenylreste, Alkylätherreste oder Phenoxyalkylätherreste stehen. 



   Die erfindungsgemäss zu verwendenden Sulfobetaine leiten sich demnach von tertiären Monoaminen mit hydrophoben Fettresten ab, beispielsweise von folgenden Verbindungen : Dimethyl-octylamin, Dimethyl-decylamin, Dimethyl-dodecylamin,   Dimethyl-tetradecylamin,   Dimethyl-hexadecylamin, Dimethyl-octadecylamin, Diäthyl-octylamin,   Diäthyl-dodecylamin,   Diisopropyl-dodecylamin, Dibutyldodecylamin, N-Decyl-piperidin, N-Hexadecyl-morpholin, Methyl-benzyl-dodecylamin, Dibenzyl-   - dodecylamin, Dioctyl-methylamin.   Didodecyl-äthylamin, Butylbenzyl-octylamin, Dioctyl-methylamin u. a. m.

   Von besonderem   praktischem   Interesse sind Gemische von Tertiäraminen, bei denen der hydrophobe Kohlenwasserstoffrest aus Resten mit 8 - 18 Kohlenstoffatomen besteht, wie man sie aus den Fettsäuren des Kokosfettes erhalten kann. 



   Als WAS können die bekannten anionischen Kapillaraktivsubstanzen vom Sulfat- oder Sulfonattyp, deren Verwendung als Waschrohstoffe und Kapillaraktivsubstanzen auf das Vorhandensein eines hydrophoben Restes, insbesondere eines gerad-oder verzweigtkettigen, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrestes mit   8 - 22,   vorzugsweise mit   10 - 18   Kohlenstoffatomen zurückzuführen ist, in den erfindungsgemässen Waschmitteln vorhanden sein. Zu diesen Substanzen gehören die Alkylsulfonate, sulfofettsauren Salze oder deren Ester, Fettalkoholsulfate und Olefinsulfonate. Der hydrophobe Rest kann aber auch über einen Phenylrest und bzw. oder Heteroatome, insbesondere Äthersauerstoffatome enthaltende Zwischenglieder mit der Sulfonat- oder Sulfatgruppe verbunden sein, wie das   z.

   B.   bei den Alkylbenzolsulfonaten, Sulfobernsteinsäureestern oder andern Sulfodicarbonsäureestern, Tetrapropylen- 
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   Die erfindungsgemäss erreichte Steigerung des Netz-,   Schaum- un   Waschvermögens der WAS setzt bereits bei sehr geringen Zusatzmengen von beispielsweise 0, 5, vorzugsweise von 1   Gew.-%,   bezogen auf die vorhandenen WAS, ein, um mit höher werdendem Zusatz schnell anzusteigen. Dieser Anstieg nähert sich bei etwa 5C   Grew.-%   Sulfobetain, bezogen auf die Menge der vorhandenen WAS, einem Endwert. Bei WAS, die nur zum Teil aus Fettalkoholsulfaten bestehen, sollte die Fettalkoholsulfatmenge zweckmässigerweise der Sulfobetainmenge wenigstens gleich sein vorzugsweise soll die Menge der vorhandenen Fettalkoholsulfate ebenso gross sein wie die oben angegebene Mindestmenge der Sulfobetaine,   d. h.   sie soll wenigstens 1 Gew.-% der insgesamt vorhandenen WAS betragen. 



   Ein technisch besonders wichtiges Anwendungsgebiet der Sulfobetaine sind die Wasch- und Reinigungsmittel. Das Einarbeiten der Sulfobetaine in derartige pulverförmige, pastöse oder flüssige Präparate kann in verschiedenartigster Weise und in beliebiger Reihenfolge stattfinden. Die Beständigkeit der er-   findungsgemässen Zusätze gegenüber Temperaturen,   wie sie bei der üblichen Waschmittelherstellung auftreten, gestattet es, die Sulfobetaine sowohl den schwach sauer bis schwach alkalisch reagierenden Feinwasch- oder Spülmitteln oder den stärker alkalisch reagierenden Kochwaschmitteln an einem beliebigen Punkt des Herstellungsganges zuzusetzen. Die Sulfobetaine können daher sowohl dem fertigen Waschmittel in festem oder gelöstem Zustand als auch dem noch zu verfestigenden pastenförmigen Ansatz zugegeben werden. 



   Die pH-Werte der erfindungsgemässen Wasch- und Reinigungsmittel, gemessen an einer   10/0gen   Lösung des Waschmittels, liegen im allgemeinen im Bereich von 6 bis 12. Dieser Bereich umfasst sowohl die schwach sauer bis schwach alkalisch eingestellten   Spul- un   Feinwaschmittel, deren pH-Wert etwa im Bereich von 6 bis 8, 5, vorzugsweise von 7 bis 8 liegt, als auch die Kochwaschmittel mit einem pH-Wert etwa im Bereich von 9 bis 12 und vorzugsweise von 9, 5 bis   11, 5.   



   Demnach können die erfindungsgemässen Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittel neutral oder alkalisch reagierende Salze, schwach sauer reagierende Verbindungen sowie die üblichen, zur Verbesserung der Schmutztragefähigkeit der synthetischen Waschaktivsubstanzen dienenden Bestandteile, Korrosionsschutzmittel usw. enthalten. 

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   Als neutral reagierendes Salz ist in erster Linie das Natriumsulfat zu nennen, das auch bei alleiniger Anwendung in der Lage ist, die Wirksamkeit der WAS zu verbessern. 



   Als Waschalkalien kommen die Alkalicarbonate oder Alkalibicarbonate, wasserlöslichen Alkalisilikate, Alkaliorthophosphate usw. in Frage. 



   Auch die anhydrischen Phosphate lassen sich mit den WAS mit Vorteil kombinieren. Zu den anhydrisehen Phosphaten gehören vor allen Dingen Pyrophosphate, Polyphosphate und Metaphosphate, wobei die Tripolyphosphate und Tetrapolyphosphate von besonderer praktischer Bedeutung sind. Während Pyro- und Polyphosphate alkalisch reagieren, so dass sie auch bei alleiniger Anwendung in Kochwaschmitteln in der Lage sind, diesen die notwendige Alkalität zu geben, reagieren Metaphosphate schwach sauer, so dass   man sie beispielsweise bei derHerstellung von Feinwaschmitteln   zur Einstellung niedriger PH- Werte heranziehen kann.

   Zu demselben Zweck eignen sich die sauren Orthophosphate oder Pyrophosphate, ausserdem schwache anorganische oder organische Säuren oder andere saure Salze starker anorganischer   Säuren ;   beispielsweise sind Borsäure, Zitronensäure, Oxalsäure, Milchsäure, Glykolsäure, Weinsäure und Natriumbisulfat verwendbar. 



   Darüber hinaus können die erfindungsgemässen Präparate noch die bekannten, zur Verbesserung der Schmutztragefähigkeit der synthetischen Waschaktivsubstanzen dienenden Kolloide enthalten. Dabei handelt es sich im allgemeinen um die wasserlöslichen Salze polymerer Carbonsäuren, Leim, Gelatine, Salze von Äthercarbonsäuren oder Äthersulfonsäuren der Stärke oder der Cellulose oder Salze von sauren Schwefelsäureestern der Cellulose oder der Stärke. 



   Die mengenmässige Zusammensetzung der erfindungsgemässen Waschmittel liegt etwa im Bereich des folgenden Schemas : 
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<tb> 
<tb> 5. <SEP> - <SEP> 75, <SEP> vorzugsweisè <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 35 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP> synthetische <SEP> anionische <SEP> Waschaktivsubstanzen
<tb> vom <SEP> Sulfat- <SEP> oder <SEP> Sulfonattyp.
<tb> 



  0, <SEP> 5-50, <SEP> vorzugsweise <SEP> 1-10 <SEP> Gew.-% <SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> die <SEP> Menge <SEP> der <SEP> synthetischen <SEP> Waschaktivsubstanz <SEP> an <SEP> Sulfobetain, <SEP> jedoch <SEP> wenigstens <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> und <SEP> vorzugsweise <SEP> wenigstens <SEP> 1 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> das <SEP> gesamte <SEP> Waschmittel.
<tb> 



  5 <SEP> - <SEP> 70,. <SEP> vorzugsweise <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 50 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP> WaschalkaUen <SEP> 
<tb> 0 <SEP> - <SEP> 70, <SEP> vorzugsweise <SEP> 5-40 <SEP> Gew.-% <SEP> anhydrische <SEP> Phosphate
<tb> 0-3, <SEP> 5, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0-3 <SEP> Gew.- <SEP> Aktivsauerstoff <SEP> in <SEP> Form <SEP> der <SEP> bekannten
<tb> Aktivsauerstoffträger
<tb> 0 <SEP> - <SEP> 15, <SEP> vorzugsweise <SEP> 3-10 <SEP> Gew.-% <SEP> Stabilisatoren <SEP> für <SEP> die <SEP> Perverbindungen
<tb> 0 <SEP> -20, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0-10 <SEP> Gew. <SEP> sonstige <SEP> Waschmittelbestandteile, <SEP> darunter
<tb> auch <SEP> schwach <SEP> sauer <SEP> reagierende <SEP> Verbindungen
<tb> 0 <SEP> -2, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0, <SEP> 2-l, <SEP> 5 <SEP> Gew.- <SEP> Zusätze <SEP> zum <SEP> Erhöhen <SEP> des <SEP> Schmutztragevermögens.
<tb> 
 



   Die in den erfindungsgemässen Waschmitteln vorhandenen Salze können sich von anorganischen oder organischen Alkalien ableiten, beispielsweise von Natrium, Kalium oder von den leicht löslichen organischen Aminen und insbesondere den Alkylolaminen, insbesondere vom Mono-, Di- oder Triäthanolamin. Die Verwendung leicht löslicher Salze, wozu in diesem Fall auch die waschaktiven organischen Sulfate oder Sulfonate zu rechnen sind, ist besonders bei der Herstellung der erfindungsgemässen Präparate in pastöser oder flüssiger Form wertvoll. 



   Beispiele : Die in den folgenden Beispielen beschriebenen Waschmittel enthielten folgende Sulfobetaine : 
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Diese Sulfobetaine können mit dem gleichen Erfolg ganz oder teilweise durch die entsprechenden Isomeren mit primärer Hydroxylgruppe ersetzt werden. 



     Beispiel l :   Mit Staub und Mineralöl angeschmutzte Wollgarne wurden unter Verwendung von Waschmitteln der unten angegebenen Zusammensetzung in Wasser von   450C   und 160 dH bei einer Konzentration von 2   g/l   Waschmittel und einem Flottenverhältnis von 1 : 50 einmal 15 min lang gewaschen. 
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<tb> 
<tb> 



  Bestandteil <SEP> Rezeptur <SEP> Nr.
<tb> 



  1a <SEP> 1b <SEP> 1c
<tb> C12-18 <SEP> Fettalkoholsulfat <SEP> 30% <SEP> 26% <SEP> 26%
<tb> Sulfobetain <SEP> I-4% <SEP> 
<tb> Sulfobetain <SEP> II--4%
<tb> Natriumsulfat <SEP> 70% <SEP> 70% <SEP> 70%
<tb> 
 
Unter Verwendung der drei Waschmittel wurden folgende prozentuale Schmutzentfernungen festgestellt : 
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<tb> 
<tb> Waschmittel <SEP> la <SEP> (Vergleich) <SEP> 29%
<tb> Waschmittel <SEP> lb <SEP> (Sulfobetain <SEP> I) <SEP> 41%
<tb> Waschmittel <SEP> tic <SEP> (Sulfobetain <SEP> II) <SEP> 40%
<tb> 
   Beispiel 2 :   Durch Zerstäubungstrocknen eines perboratfreien pastenförmigen Waschmittelansatzes und Vermischen dieses Pulvers mit Natriumperborat und gegebenenfalls Schaumstabilisator wurden vier Waschmittel folgender Grundzusammensetzung hergestellt :

     15, 0 Gew.   Alkylbenzolsulfonat (Alkyl aus Tetrapropylen)
5,0Gew. -%C12-C18-Fettalkoholsulfat   35, 0 Gew.-%   Tetranatriumpyrophosphat   5,0 Gew. -% Na2O. 3,3SiO2 2,5 Gew. -% MgSiO3 1, 0 Gew.-Celluloseglykolat   
10, 0 Gew.-% Perborat
0-3 Gew.-% Schaumstabilisator
Rest Natriumsulfat und etwas Wasser. 



   Es wurden vier verschiedene Waschmittel hergestellt, die sich durch den Schaumstabilisator unterschieden. Das erste Waschmittel enthielt überhaupt keinen Schaumstabilisator (dessen Menge war durch Natriumsulfat ersetzt worden), das zweite 3 Gew.-% Kokosfettsäuremonoäthanolamid, das dritte 2   Gel.-%   Sulfobetain II und das vierte 2 Gew.-% Sulfobetain III. 



   Zur Prüfung des Schaumverhaltens unter besonderer Berücksichtigung der Schaumbeständigkeit bei praxisnahen Bedingungen wurde normal verschmutzte Haushaltswäsche in einer Rührflügelmaschine bei einem Flottenverhältnis von 1 : 15 und einer Temperatur von   900C   15 min lang in der zu prüfenden Waschlauge gewaschen, wobei die Anwendungskonzentration des Waschmittels 3   g/l   betrug. Jeweils   4 l   der schmutzhaitigen Waschlaugen wurden anschliessend bei Temperaturen von 80,60, 40 und   250C   aus 

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 einer Düse mit 3,25 mm lichtem Durchmesser innerhalb von 4 min aus einer Höhe von 80 cm in ein zylindrisches Gefäss von 22 cm Durchmesser einlaufen gelassen.

   Die sich dabei im Auffanggefäss bildende Schaummenge wurde sofort nach Beendigung des Zulaufes und anschliessend nach 1, 3,5 und 10 min gemessen. Die dabei festgestellten Schaumvolumina sind addiert in folgender Tabelle angegeben : 
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<tb> 
<tb> Waschmittel <SEP> Summe <SEP> der <SEP> Schaumvolumina <SEP> in <SEP> Litern <SEP> bei
<tb> 800C <SEP> 600C <SEP> 400C <SEP> 250C
<tb> ohne <SEP> Schaumstabilisator <SEP> 9, <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> 15, <SEP> 0 <SEP> 9, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> mit <SEP> 3% <SEP> Kokosfettsäuremonäthanolamid <SEP> 21,9 <SEP> 17, <SEP> 1 <SEP> 13, <SEP> 3 <SEP> 15, <SEP> 2 <SEP> 
<tb> mit <SEP> 20/0 <SEP> Sulfobetain <SEP> I <SEP> 22,8 <SEP> 19, <SEP> 0 <SEP> 11,4 <SEP> 15, <SEP> 2 <SEP> 
<tb> mit <SEP> 2% <SEP> Sulfobetain <SEP> III <SEP> 22,8 <SEP> 21,9 <SEP> 17,1 <SEP> 17,

  1
<tb> 
 
Obwohl aie beiden Sulfobetaine in geringerer Menge angewendet wurden als das Kokosfettsäuremonoäthanolamid, ist die schaumstabilisierende Wirkung des letzteren erreicht und teilweise sogar noch übertroffen worden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Wasch-, Reinigungs-, Netz-und Schaummittel auf Basis von synthetischen organischen waschaktiven Verbindungen des Sulfat- oder Sulfonattyps mit einem Gehalt an kapillaraktiven Sulfobetainen in Mengen von höchstens 50   Gew.-%,   bezogen auf die Menge der waschaktiven Sulfate oder Sulfonate, wobei die organische Waschaktivsubstanz vorzugsweise zum Teil aus Fettalkoholsulfaten besteht und ein 
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Waschaktivsubstanz vomSulfonat-und Sulfattyp, dadurch gekennzeich-net, dass die kapillaraktiven Sulfobetaine in dem zwischen Stickstoffatom und Sulfonatgruppe stehenden Rest durch Hydroxylgruppen   substituiert sind.   
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 worin F,   R   und R2 folgende Reste darstellen :

   F und gegebenenfalls auch   R hydrophobe, d. h. gerad-oder   verzweigtkettige aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 8 - 22, vorzugsweise 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, die direkt, über aromatische Gruppen oder über Heteroatome oder Heteroatomgruppen enthaltene Zwischenglieder mit dem Stickstoff verbunden sein können,    Rl   und gegebenenfalls auch   R   geradkettige oder verzweigte aliphatische, cycloaliphatische oder araliphatische Kohlenwasserstoffreste mit höchstens 7 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls direkt oder über ein Zwischenglied, das auch ein Heteroatom oder eine Heteroatomgruppe sein kann, miteinander verbunden sein können, wobei in dem Fall, dass F und R hydrophobe Reste darstellen,

   die Summe der in   R und   F enthaltenen Kohlenstoffatome 20 und insbesondere 18 nicht übersteigen soll. 



   3. Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittel nach den Ansprüchen 1 und 2,   dadurch ge-   kennzeichnet, dass die Sulfobetaine in Mengen von wenigstens   0, 5 Gew.-' ? ound   vorzugsweise von 1 bis 10   Gel.-%,   bezogen auf die vorhandenen synthetischen organischen Waschaktivsubstanzen des Sulfat- oder Sulfonattyps, anwesend sind, wobei die Menge der Sulfobetaine aber wenigstens   0, 3 Gew.-   und vorzugsweise   0,     5-5 Gew.- o   des gesamten Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittels aus" macht. 

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Claims (1)

1. 4. Wasch-, Reinigungs-, Netz und Schaummittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sulfobetaine höchstens in gleicher Menge wie die Fettalkoholsulfate vorhanden sind. **WARNUNG** Ende CLMS Feld Kannt Anfang DESC uberlappen**.