CH501049A

CH501049A - Detergent with temperature controlled foam

Info

Publication number: CH501049A
Application number: CH793468A
Authority: CH
Inventors: Guenther Dr Taeuber; Georg Dr Baeder
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1967-05-31
Filing date: 1968-05-29
Publication date: 1970-12-31
Also published as: FR1567555A; DE1617092A1; GB1193404A; NL6807121A; BE715959A; ES354495A1

Description

  

  
 



  Waschmittel mit temperaturreguliertem Schaum
Es ist bekannt, dass durch Zugabe geeigneter Alkaliseifen und nichtionogener kapillaraktiver Substanzen vom Typ der Alkylphenoloxäthylate und der Blockpolymerisate aus Äthylen- und Propylenoxid das Schaumvermögen von anionaktiven Waschmitteln verringert werden kann. Die auf diese Weise schaumregulierten Waschmittel sind zwar in ihrem Schaumverhalten den Waschmitteln auf rein anionaktiver Basis und denen mit schaumdrückenden Zusätzen, wie z.B. Seifen, Wachse und Alkohole, überlegen, befriedigen aber aus zwei Gründen noch nicht alle Anforderungen, die an ein Waschmittel für eine vollautomatische Waschmaschine gestellt werden.

  So versagt die durch Zugabe von nichtionogenen Tensiden bewirkte Schaumregulierung in weichem Wasser, was zum Überschäumen in der Waschmaschine in Gegenden mit weichem Wasser oder bei Benutzung von Wasserenthärtungsanlagen führt. Ferner besitzen diese Waschmittel bei hohen Temperaturen auch in hartem Wasser zu starkes Schaumvermögen und neigen vor allem bei Waschautomaten, die bis auf 1000C aufheizen, zum Überschäumen; dabei ist gerade bei den höheren Waschtemperaturen nur geringer Schaum erwünscht, da hier die Mechanik stärker als beim Aufheizvorgang auf das Waschgut wirken soll.



   Es wurde nun gefunden, dass dieses angestrebte Schaumverhalten, mittlere Schaummenge bei niedriger Temperatur und geringer Schaum bei hoher bzw. Kochtemperatur, sowohl in hartem als auch in weichem Wasser bei einer Waschmittelmischung erzielt wird, die im wesentlichen enthalten a) Alkaliseifen und/oder diesen entsprechende freie Fettsäuren, b) wasserlösliche, kapillaraktive Sulfate oder Sulfonate, c) Gerüstsubstanzen in der 3- bis lOfachen Menge, bezogen auf das Gewicht der gesamten waschaktiven Substanzen und d) 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6, Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des fertigen Waschmittelgemisches, einer Anlagerungsverbindung von etwa 8 bis 25 Mol Äthylenoxid an 1 Mol einer zu einem wesentlichen Teil ungesättigte Säuren enthaltende Fettsäuremischung.



   In der erfindungsgemässen Waschmittelmischung kann das Verhältnis der Komponenten a) und b) in weiten Grenzen variieren. Es kann je nach den Erfordernissen der Praxis eingestellt werden, Im allgemeinen wird man ein Verhältnis der Komponenten   a) : b)    im Bereich von etwa 1: 20 bis 3 :1 wählen. Den Anteil der Komponenten a) und b) zusammen in dem fertigen Waschmittelgemisch wird man meist auf etwa 5 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%, einstellen.



   Als kapillaraktive Sulfate oder Sulfonate kommen solche auf Basis von langkettigen, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen oder von aliphatisch-aromatischen Kohlenwasserstoffen in Betracht. Beispielsweise seien die Sulfonierungsprodukte von Paraffinen, Olefinen oder Fettsäuren mit etwa 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18, Kohlenstoffatomen und die Sulfatierungsprodukte von Fettalkoholen mit entsprechenden Kettenlängen genannt. Als Produkte auf Basis von aliphatisch-aromatischen Kohlenwasserstoffen kommen vor allem die Alkylbenzolsulfonate mit etwa 6 bis 18, vorzugsweise 8 bis 14, Kohlenstoffatomen in den aliphatischen Resten zur Anwendung.



   Als Gerüstsubstanzen kommen die in der Waschmittelindustrie hierfür üblichen anorganischen oder   organi-    schen Verbindungen in Betracht. Es können z.B. Alkalipolyphosphate, Alkaliperborate, Alkali- oder Erdalkalisilikate, Carboxymethylcellulose sowie auch organische komplexbildende Verbindungen, wie Nitrilotriessigsäure, Äthylendiamintetraessigsäure oder andere geeignete Stoffe ähnlicher Art verwendet werden. Die Waschmittelmischungen können ausserdem andere bekannte Zusatzstoffe, die meist in geringen Mengen zum Einsatz kommen, wie z.B. optische Aufheller, Parfum und dergleichen, enthalten.



   Als   schaumregulierend    wirkende nichtionogene Komponente der erfindungsgemässen Waschmittelgemische   ha-     ben sich vor allem die Oxäthylierungsprodukte von aus natürlichen Vorkommen stammenden Fettsäuren mit einer durchschnittlichen Kettenlänge im Bereich von 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und einer Jodzahl von etwa 80 bis 180, wie z.B. Sojafettsäure oder Tallölfettsäure, als geeignet erwiesen. Bevorzugt kommen die Anlagerungsverbindungen von etwa 8 bis 25 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Tallölfettsäure zum Einsatz.



   Die Wascheigenschaften der Waschmittelgemische gemäss der vorliegenden Erfindung werden hinsichtlich ihrer Reinigungswirkung durch den Gehalt an oxäthylierten Fettsäuren anstelle anderer nichtionogener waschaktiver Substanzen nicht beeinträchtigt.



   Der technische Vorteil der erfindungsgemässen Waschmittelmischungen zeigt sich z. B. bei einem Vergleich des Schaumverhaltens zweier Waschpulver, die sich lediglich im nichtionogenen Bestandteil unterscheiden und die folgende Zusammensetzung besitzen (die Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht):   Waschtnittel    A
12 % Alkylbenzolsulfonat mit im Mittel 12 Kohlen stoffatomen im Alkylrest
4 % Natriumseife, bestehend aus 1 Teil Cocosfettseife und 3 Teilen Talgfettseife
4 % eines Anlagerungsproduktes von 10 Mol Äthylen oxid an 1 Mol Tallölfettsäure (20 % Harzsäure,
79 % Fettsäure,   1%    Unverseifbares) 38 % Natriumtripolyphosphat 20 % Natriumperborat
5 % Natriummetasilikat
3 % Magnesiumsilikat
2 % Carboxymethylcellulose 12% Wasser.



     Wasclzmittel    B 12 % Alkylbenzolsulfonat mit im Mittel 12 Kohlen stoffatomen im Alkylrest    4 %    Natriumseife, bestehend aus 1 Teil Cocosfettseife und 3 Teilen Talgfettseife
4 % eines Kondensationsproduktes von Äthylenoxid und Polyoxypropylen (Molgewicht etwa 3000,  Äthylenoxidanteil etwa 60 %) 38 % Natriumtripolyphosphat 20 % Natriumperborat
5 % Natriummetasilikat
3 % Magnesiumsilikat
2 % Carboxymethylcellulose 12% Wasser.



   Das Schaumverhalten der beiden Waschpulver wurde unter Praxisbedingungen in einem Waschvollautomaten mit 2,3 kg leicht verschmutzter Wäsche und mit jeweils 75 g Waschmittel für die Vor- und Hauptwäsche bei unterschiedlichen Wasserhärten geprüft. Die Ergebnisse sind aus der graphischen Darstellung zu ersehen, in der die Schaumhöhe in Abhängigkeit von der Temperatur aufgetragen wurde. Die Kurven geben die Schaumhöhe in mm während der Hauptwäsche bei   0     und 150 dH an.



   Es zeigt sich, dass mit Wasser von 150 dH bei dem Waschpulver A gemäss der vorliegenden Erfindung das unerwünschte, beim Vergleichsmuster (Waschpulver B) auftretende Schäumen bei Kochtemperatur ausbleibt.



  Noch deutlicher tritt diese vorteilhafte Überlegenheit des   Waschmittelgemisches    gemäss der vorliegenden Erfindung beim Waschen in Wasser von   0     dH in Erscheinung. Das Waschpulver A zeigt hier ein völlig analoges Verhalten wie in hartem Wasser, während das Vergleichsmuster (Waschpulver B) keinerlei Schaumsteuerung erkennen lässt und bei etwa 800C überschäumt.

 

   In den nachfolgenden Beispielen wird die Zusammensetzung weiterer Waschpulver gemäss der vorliegenden Erfindung angegeben.



   Beispiel 1 10 % Paraffinsulfonat mit im Mittel 15 Kohlenstoff atomen
6 % Natriumseife (gehärtete Rübölseife)
4 % eines Anlagerungsproduktes von 15 Mol Äthylen oxid an 1 Mol Tallölfettsäure (20% Harzsäure,
79 % Fettsäure,   1%    Unverseifbares) 38 % Natriumtripolyphosphat 20 % Natriumperborat
5 % Natriummetasilikat
3 % Magnesiumsilikat
2 % Carboxymethylcellulose   120/,    Wasser.



   Beispiel 2 12 % Alkylbenzolsulfonat mit im Mittel 12 Kohlenstoff atomen im Alkylrest
4 % Natriumseife (Talgfettseife)
4 % der Anlagerungsverbindung von 15 Mol Äthylen oxid an 1 Mol Sojafettsäure 38 % Natriumtripolyphosphat 20 % Natriumperborat
3 % Magnesiumsilikat
5 % Natriummetasilikat
2 % Carboxymethylcellulose 12% Wasser. 



  
 



  Detergent with temperature controlled foam
It is known that the foaming power of anionic detergents can be reduced by adding suitable alkali soaps and non-ionic capillary-active substances of the alkylphenol oxyethylate type and block polymers of ethylene and propylene oxide. The foam-regulated detergents in this way are in their foaming behavior similar to detergents on a purely anion-active basis and those with foam-suppressing additives, such as e.g. Soaps, waxes and alcohols are superior, but for two reasons they do not yet meet all the requirements placed on a detergent for a fully automatic washing machine.

  The foam regulation caused by the addition of non-ionic surfactants fails in soft water, which leads to over-foaming in the washing machine in areas with soft water or when using water softening systems. Furthermore, these detergents have excessive foaming power even in hard water at high temperatures and tend to foam over, especially in automatic washing machines that heat up to 1000C; At the same time, especially at the higher washing temperatures, only a small amount of foam is desired because the mechanics should act more strongly on the laundry than during the heating process.



   It has now been found that this desired foam behavior, medium amount of foam at low temperature and low foam at high or boiling temperature, is achieved in both hard and soft water with a detergent mixture which essentially contains a) alkali soaps and / or corresponding ones free fatty acids, b) water-soluble, capillary-active sulfates or sulfonates, c) builders in 3 to 10 times the amount, based on the weight of the total detergent substances, and d) 1 to 10, preferably 2 to 6,% by weight, based on the weight of the finished detergent mixture, an addition compound of about 8 to 25 moles of ethylene oxide to 1 mole of a fatty acid mixture containing a substantial proportion of unsaturated acids.



   In the detergent mixture according to the invention, the ratio of components a) and b) can vary within wide limits. It can be adjusted depending on the requirements in practice. In general, a ratio of components a): b) in the range from about 1:20 to 3: 1 will be selected. The proportion of components a) and b) together in the finished detergent mixture will usually be adjusted to about 5 to 35% by weight, preferably 10 to 20% by weight.



   Suitable capillary-active sulfates or sulfonates are those based on long-chain, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons or on aliphatic-aromatic hydrocarbons. Examples are the sulfonation products of paraffins, olefins or fatty acids with about 8 to 22, preferably 12 to 18, carbon atoms and the sulfation products of fatty alcohols with corresponding chain lengths. The products based on aliphatic-aromatic hydrocarbons are primarily the alkylbenzenesulfonates with about 6 to 18, preferably 8 to 14, carbon atoms in the aliphatic radicals.



   The inorganic or organic compounds customary for this purpose in the detergent industry come into consideration as builder substances. E.g. Alkali polyphosphates, alkali perborates, alkali or alkaline earth silicates, carboxymethyl cellulose and also organic complex-forming compounds such as nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid or other suitable substances of a similar type can be used. The detergent mixtures can also contain other known additives, which are mostly used in small amounts, such as optical brighteners, perfumes and the like.



   The foam-regulating non-ionic components of the detergent mixtures according to the invention are primarily the ethoxylation products of naturally occurring fatty acids with an average chain length in the range of 12 to 22 carbon atoms and an iodine number of about 80 to 180, e.g. Soy fatty acid or tall oil fatty acid have been found to be suitable. The addition compounds of about 8 to 25 mol of ethylene oxide and 1 mol of tall oil fatty acid are preferably used.



   The washing properties of the detergent mixtures according to the present invention are not impaired in terms of their cleaning effect by the content of oxethylated fatty acids instead of other nonionic detergent substances.



   The technical advantage of the detergent mixtures according to the invention is shown, for. B. when comparing the foam behavior of two washing powders that differ only in the non-ionic component and have the following composition (the parts and percentages relate to the weight): detergent A
12% alkylbenzenesulfonate with an average of 12 carbon atoms in the alkyl radical
4% sodium soap, consisting of 1 part coconut oil soap and 3 parts tallow oil soap
4% of an adduct of 10 mol of ethylene oxide with 1 mol of tall oil fatty acid (20% resin acid,
79% fatty acid, 1% unsaponifiables) 38% sodium tripolyphosphate 20% sodium perborate
5% sodium metasilicate
3% magnesium silicate
2% carboxymethyl cellulose 12% water.



     Washing agent B 12% alkylbenzenesulphonate with an average of 12 carbon atoms in the alkyl group, 4% sodium soap, consisting of 1 part coconut fat soap and 3 parts tallow fat soap
4% of a condensation product of ethylene oxide and polyoxypropylene (molecular weight about 3000, ethylene oxide content about 60%) 38% sodium tripolyphosphate 20% sodium perborate
5% sodium metasilicate
3% magnesium silicate
2% carboxymethyl cellulose 12% water.



   The foaming behavior of the two washing powders was tested under practical conditions in a fully automatic washing machine with 2.3 kg of lightly soiled laundry and with 75 g of detergent each for the pre- and main wash with different water hardnesses. The results can be seen from the graph in which the foam height was plotted as a function of the temperature. The curves indicate the foam height in mm during the main wash at 0 and 150 dH.



   It can be seen that with water of 150 dH in washing powder A according to the present invention, the undesirable foaming that occurs in the comparative sample (washing powder B) does not occur at the boiling temperature.



  This advantageous superiority of the detergent mixture according to the present invention appears even more clearly when washing in water of 0 dH. The washing powder A shows a completely analogous behavior as in hard water, while the comparison sample (washing powder B) shows no foam control and foams over at around 800C.

 

   In the following examples, the composition of further washing powders according to the present invention is given.



   Example 1 10% paraffin sulfonate with an average of 15 carbon atoms
6% sodium soap (hardened rapeseed oil soap)
4% of an adduct of 15 mol of ethylene oxide with 1 mol of tall oil fatty acid (20% resin acid,
79% fatty acid, 1% unsaponifiables) 38% sodium tripolyphosphate 20% sodium perborate
5% sodium metasilicate
3% magnesium silicate
2% carboxymethyl cellulose 120 /, water.



   Example 2 12% alkylbenzenesulfonate with an average of 12 carbon atoms in the alkyl radical
4% sodium soap (sebum soap)
4% of the addition compound of 15 moles of ethylene oxide to 1 mole of soy fatty acid, 38% sodium tripolyphosphate, 20% sodium perborate
3% magnesium silicate
5% sodium metasilicate
2% carboxymethyl cellulose 12% water.

Claims

PATENT CLAIM

Detergents with temperature-regulated foam, essentially containing a) alkali soaps and / or free fatty acids, b) water-soluble, capillary-active sulfates or sulfonates, c) builders in 3 to 10 times the amount by weight of the total detergent substances and d) 1 to 10% by weight based on the finished detergent mixture, of additive compounds of 8 to 25 moles of ethylene oxide to 1 mole of a fatty acid mixture containing a substantial proportion of unsaturated acids.

SUBCLAIMS 1. Detergent according to claim, characterized in that the proportion of components a) and b) together is 5 to 35% by weight of the detergent mixture.

2. Detergent according to claim or dependent claim 1, characterized in that components a) and b) are present in a weight ratio of 1:20 to 3: 1.

3. Detergent according to claim, characterized in that component d) is an addition product of 8 to 25 mol of ethylene oxide with 1 mol of a fatty acid mixture with an iodine number of 80 to 180.

4. Detergent according to claim and dependent claim 3, characterized in that component d) is an adduct of 8 to 25 moles of ethylene oxide with 1 mole of tall oil fatty acid.