DE102004043728A1

DE102004043728A1 - Flüssigwaschmittel enthaltend Farbfixiermittel

Info

Publication number: DE102004043728A1
Application number: DE102004043728A
Authority: DE
Inventors: Frank-Peter Dipl.-Ing. Lang
Original assignee: Clariant GmbH
Current assignee: Clariant Produkte Deutschland GmbH
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2005-06-30
Also published as: EP1791937A1; JP2008512529A; WO2006027203A1; US20080103080A1; US7541326B2

Abstract

Es werden flüssige Wasch- und Reinigungsmittel beansprucht, die als Tensid ein sek. Alkansulfonat, Seife und ein nichtionisches Tensid enthalten und als Farbfixiermittel Homo- bzw. Copolymere von Diallyl-dimethyl-ammoniumchlorid oder der Reaktionsprodukte von Cyanamiden mit Aldehyden und Ammoniumsalzen oder Cyanamiden mit Aldehyden und Monoaminen oder Monoaminen und/oder Polyaminen mit Epichlorhydrin oder Polyaminen mit Cyanamiden und Amidoschwefelsäure.

Description

Die Erfindung betrifft flüssige Wasch- und Reinigungsmittel für Textilien, die ein oder mehrere Farbfixiermittel enthalten.
Neben den Waschpulvern stellen heute Flüssigwaschmittel eine sehr wichtige Produktgruppe unter den Waschmitteln für Textilien dar.
Flüssigwaschmittel enthalten als Hauptbestandteil Tenside. Dabei werden in modernen Waschmitteln in der Regel mehrere Tenside gleichzeitig eingesetzt. Bewährt hat sich hierbei die Kombination von anionischen und nichtionischen Tensiden.
Üblicherweise werden als anionische Tenside lineare Alkylbenzolsulfonate (LAS), Fettalkoholsulfate (FAS), sekundäre Alkansulfonate (SAS) und zum Teil auch Fettalkoholethersulfate (FAES) eingesetzt. Als nichtionische Tenside kommen Ethoxylate von langkettigen, synthetischen Alkoholen, z.B. der Oxoalkohole, oder von nativen Fettalkoholen zum Einsatz.
Als weitere wesentliche Bestandteile werden Gerüststoffe wie z.B. Polycarboxylate und Lösungsvermittler wie z.B. Ethanol, Glyzerin oder Propandiol verwendet.
Ferner sind in der Regel in geringen Einsatzkonzentrationen additive Bestandteile enthalten, die man unter dem Begriff Waschhilfsstoffe zusammenfassen kann und die so unterschiedliche Wirkstoffgruppen wie Schaumregulatoren, Vergrauungsinhibitoren, Soil Release Polymere, Enzyme, optische Aufheller, Farbübertragungsinhibitoren und Farbfixiermittel umfassen.

Die Farbfixiermittel verhindern das Verblassen farbiger Textilien, welches besonders bei dunkel gefärbten Textilien aus Baumwolle und Baumwollmischgeweben über mehrere Waschzyklen hinweg auftritt. Im Falle hochwertig gefärbter Textilien findet das Verblassen der Farben über einen längeren Gebrauchszeitraum statt.

Wenn dagegen die Farbstoffe eines gefärbten Textils schlecht fixiert sind, also das Textil „ausblutet", wirken die Farbfixiermittel gleichzeitig als Farbübertragungsinhibitoren und verhindern ein Anfärben von mitgewaschenen, andersfarbigen oder weißen Textilien.

Leider ist die Verwendung von Farbfixiermitteln in Flüssigwaschmitteln in der Praxis auf nichtionische Formulierungen beschränkt, also auf Formulierungen, die keine Aniontenside enthalten. Der Grund hierfür liegt in der mangelnden Verträglichkeit der anionischen Tenside mit den Farbfixiermitteln, die zu einer Flockung, Fällung oder Phasentrennung der Komponenten führt.

Auf der anderen Seite kann man nicht auf anionische Tenside verzichten, wenn die Waschmittelformulierung ein möglichst gutes Waschvermögen besitzen soll.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, flüssige Wasch- und Reinigungsmittelformulierungen für Textilien zur Verfügung zu stellen, welche ein oder mehrere Farbfixiermittel in Kombination mit einem anionischen Tensid enthalten und welche, trotz der Unverträglichkeit der Komponenten, physikalisch wie chemisch stabil sind.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass dieses Ziel durch ein ternäres Tensidsystem erreicht werden kann, in welchem als Aniontensid Sekundäres Alkansulfonat in Kombination mit Seife und einem nichtionischen Tensid enthalten ist.

Gegenstand der Erfindung sind flüssige Wasch- und Reinigungsmittel enthaltend

a) sekundäres Alkansulfonat
b) Seife
c) ein nichtionisches Tensid und
d) ein Farbfixiermittel aus der Gruppe der Homo- bzw. Copolymere von Diallyl-dimethyl-ammoniumchlorid oder der Reaktionsprodukte von Cyanamiden mit Aldehyden und Ammoniumsalzen oder Cyanamiden mit Aldehyden und Monoaminen oder Monoaminen und/oder Polyaminen mit Epichlorhydrin oder Polyaminen mit Cyanamiden und Amidoschwefelsäure.

Die einzelnen Komponenten werden im folgenden beschrieben:
In sekundären Alkansulfonaten kann die Alkylgruppe entweder gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder linear und gegebenenfalls mit einer Hydroxylgruppe substituiert sein.

Die Sulfogruppe kann an einer beliebigen Position der C-Kette stehen, wobei die primären Methylgruppen am Kettenanfang und Kettenende keine Sulfonatgruppen besitzen.

Die bevorzugten sekundären Alkansulfonate enthalten lineare Alkylketten mit ca. 9 bis 25 Kohlenstoffatomen, bevorzugt ca. 10 bis ca. 20 Kohlenstoffatome und besonders bevorzugt ca. 13 bis 17 Kohlenstoffatome. Das Kation ist beispielsweise Natrium, Kalium, Ammonium, Mono-, Di- oder Triethanolammonium, Calcium oder Magnesium. Es können auch Mischungen verschiedener Kationen eingesetzt werden.

Ganz besonders bevorzugt ist sekundäres C_13-17-Alkansulfonat, Na-Salz, welches z.B. unter den Handelsnamen Hostapur SAS (Clariant), Leuna-Alkansulfonat bzw. Emulgator E30 (Leuna-Tenside GmbH) oder Marlon PS (Sasol) erhältlich ist. Sekundäres Alkansulfonat wird in den erfindungsgemäßen Flüssigwaschmitteln in einer Konzentration von 5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt zu 7 bis 17 Gew.-% und besonders bevorzugt zu 7 bis 13 Gew.-% eingesetzt.

Bei Seife handelt es sich um die Salze langkettiger, nativer Fettsäuren. Als Fettsäure für Seifen in Flüssigwaschmitteln kommt insbesondere die Kokosfettsäure zum Einsatz, welche hauptsächlich ein Gemisch von C₁₂- und C₁₄-Fettsäure darstellt. Es können aber auch längerkettige Fettsäuren wie Ölsäure, Sojafettsäure, Talgfettsäure, Stearinsäure, Behensäure oder deren Gemische verwendet werden. Eingesetzt werden können die Fettsäuren als Seifen in der Form ihrer Na-, K-, Ammonium-, Mono-, Di- oder Triethanolammoniumsalze.

Besonders bevorzugt für Flüssigwaschmittel sind die K-, Ammonium-, Mono-, Di- oder Triethanolammoniumsalze der Kokosfettsäure, der Sojafettsäure, der Ölsäure und ihrer Mischungen untereinander oder ggf. mit anderen Fettsäuren.

In den erfindungsgemäßen Flüssigwaschmitteln wird Seife zu 5 bis 25 Gew.-% und bevorzugt zu 10 bis 20 Gew.-% eingesetzt.

Als nichtionische Tenside kommen insbesondere die Ethoxylate langkettiger, aliphatischer, synthetischer oder nativer Alkohole mit einem C₈- bis C₂₂-Alkylrest in Betracht. Diese können ca. 1 bis ca. 25 mol Ethylenoxid enthalten.

Die Alkylkette der aliphatischen Alkohole kann linear oder verzweigt, primär oder sekundär, gesättigt oder auch ungesättigt sein.

Bevorzugt sind die Kondensationsprodukte von C₁₀- bis C₁₈-Alkoholen mit ca. 2 bis ca. 18 mol Ethylenoxid pro mol Alkohol. Die Alkoholethoxylate können eine enge ("Narrow Range Ethoxylates") oder eine breite Homologenverteilung des Ethylenoxides ("Broad Range Ethoxylates") aufweisen. Besonders bevorzugt sind der C₉-C₁₁ Oxoalkohol mit 6 bis 10 mol EO und der C_12/C14-Fettalkohol mit 5 bis 9 mol EO. Ganz besonders bevorzugt sind das C₁₁-Oxoalkohol-8EO-ethoxylat und das C_12/14-Fettalkohol-7EO-ethoxylat. Die Einsatzkonzentration liegt bei 10 bis 30 Gew.-%, bevorzugt bei 15 bis 25 Gew.-% und besonders bevorzugt bei 17 bis 23 Gew.-%.

Die Farbfixiermittel, die in erfindungsgemäßen Flüssigwaschmitteln eingearbeitet werden können, sind nichtionisch oder kationisch und werden im folgenden beschrieben:
Polykondensate, die als Farbfixiermittel eingesetzt werden können, werden durch die Umsetzung von Cyanamiden mit Aldehyden und Ammoniumsalzen und/oder Monoaminen, durch die Umsetzung von Monoaminen und/oder Polyaminen mit Epichlorhydrin oder durch die Umsetzung von Polyaminen mit Cyanamiden und Amidoschwefelsäure erhalten.

Die eingesetzten Monoamine können primäre, sekundäre und tertiäre Amine sein. Dabei kann es sich um aliphatische Amine wie z.B. Dialkylamine, insbesondere Dimethylamin, alicyclische Amine wie z.B. Cyclohexylamin und aromatische Amine wie z.B. Anilin handeln. Die verwendeten Amine können aber auch gleichzeitig aliphatische, alicyclische und aromatische Substituenten besitzen. Ferner können auch heterocyclische Verbindungen wie z.B. Pyridin eingesetzt werden.

Der Begriff Polyamine umfasst hierbei z.B. Diamine, Triamine, Tetraamine, u.s.w., sowie die analogen N-Alkyl-polyamine bzw. die N,N-Dialkyl-polyamine.

Beispiele hierfür sind Ethylendiamin, Propylendiamin, Butylendiamin, Pentylendiamin, Hexylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetraamin und höhere Polyamine. Besonders bevorzugte Polyamine sind Ethylendiamin, Diethylentriamin und Dimethylaminopropylamin.

Bei den Ammoniumsalzen handelt es sich um Salze des Ammoniaks, insbesondere um Ammoniumchlorid oder der oben erwähnten Amine bzw. Polyamine mit verschiedenen anorganischen oder organischen Säuren oder auch um quartäre Ammoniumsalze.

Bei den Cyanamiden kann es sich um Cyanamid oder um Dicyandiamid handeln.

Aldehyde, die zur Synthese der Farbfixiermittel eingesetzt werden können, sind zum Beispiel aliphatische Aldehyde wie z.B. Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butyraldehyd; Dialdehyde wie z.B. Glyoxal; ungesättigte Aldehyde wie z.B. Acrolein, Crotonaldehyd und aromatische Aldehyde wie z.B. Benzaldehyd. Besonders bevorzugt sind die aliphatischen Aldehyde, insbesondere Formaldehyd.

Als Farbfixiermittel können weiterhin Homo- und Co-Polymere auf Basis von Diallyldimethyl-ammonium-chlonid (DADMAC) eingesetzt werden.

Copolymere auf Basis DADMAC enthalten als weitere Komponenten andere vinylische Monomere wie z.B. Vinylimidazol, Vinylpyrrolidon, Vinylalkohol, Vinylacetat, (Meth-)-Acrylsäure(-ester), Acrylamid, Styrol, Styrolsulfonsäure, Acrylamidomethylpropansulfonsäure (AMPS) u.s.w.

Homopolymere auf Basis DADMAC sind erhältlich unter den Handelsnamen Dodigen 3954, Dodigen 4033 und Genamin PDAC (Fa. Claniant).

Die Farbfixiermittel werden in den Flüssigwaschmitteln zu 0,25 bis 5 Gew.-%, bevorzugt zu 0,5 bis 3 Gew.-% und besonders bevorzugt zu 0,5 bis 1 Gew.-% eingesetzt.

Die erfindungsgemäßen Flüssigwaschmittel sind bevorzugt flüssig und haben eine Viskosität von max. 500 mPas. Sie können aber auch höherviskose, noch fließfähige Gele oder streichfähige Pasten sein.

Flüssige Wasch- und Reinigungsmittel, welche die erfindungsgemäße Tensid-Farbfixiermittel-Kombination enthalten, können darüber hinaus weitere Bestandteile enthalten, wie sie in derartigen Mitteln üblich sind. Diese werden im folgenden beschrieben.

Der Gesamttensidanteil der erfindungsgemäßen Waschmittelformulierungen kann dabei von 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 55 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von 20 bis 50 Gew.-% sein.

Weitere anionische Tenside

Als weitere anionische Tenside kommen Sulfate, Sulfonate, Carboxylate, Phosphate und Mischungen daraus in Betracht. Geeignete Kationen sind hierbei Alkalimetalle, wie z.B. Natrium oder Kalium oder Erdalkalimetalle, wie z.B. Calcium oder Magnesium, sowie Ammonium, substituierte Ammoniumverbindungen, einschließlich Mono-, Dioder Triethanolammoniumkationen, und Mischungen daraus.

Folgende Typen von anionischen Tensiden sind besonders bevorzugt: Alkylestersulfonate, Alkylsulfate, Alkylethersulfate und Alkylbenzolsulfonate, wie im folgenden beschrieben.

Alkylestersulfonate sind unter anderem lineare Ester von C₈-C₂₀-Carbonsäuren (d.h. Fettsäuren), welche mittels gasförmigem SO₃ sulfoniert werden.

Geeignete Ausgangsmaterialien sind natürliche Fette wie z.B. Talg, Kokosöl und Palmöl, können aber auch synthetischer Natur sein.

Bevorzugte Alkylestersulfonate, speziell für Waschmittelanwendungen, sind Verbindungen der Formel

worin R¹ einen C₈-C₂₀-Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt Alkyl, und R einen C₁-C₆ Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt Alkyl, darstellt. M steht für ein Kation, das ein wasserlösliches Salz mit dem Alkylestersulfonat bildet. Geeignete Kationen sind Natrium, Kalium, Lithium oder Ammoniumkationen, wie Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin. Bevorzugt bedeuten R¹ C₁₀-C₁₆-Alkyl und R Methyl, Ethyl oder Isopropyl. Besonders bevorzugt sind Methylestersulfonate, in denen R¹ C₁₀-C₁₆-Alkyl bedeutet.

Alkylsulfate sind hier wasserlösliche Salze oder Säuren der Formel ROSO₃M, worin R ein C₁₀-C₂₄-Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt ein Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit C₁₀-C₂₀-Alkylkomponente, besonders bevorzugt ein C₁₂-C₁₈ Alkyl- oder Hydroxyalkylrest ist. M ist Wasserstoff oder ein Kation, z.B. ein Alkalimetallkation (z.B. Natrium, Kalium, Lithium) oder Ammonium oder substituiertes Ammonium, z.B. Methyl-, Dimethyl- und Trimethyl-ammoniumkationen und quaternäre Ammoniumkationen, wie Tetramethylammonium- und Dimethylpiperidiniumkationen und quartäre Ammoniumkationen, abgeleitet von Alkylaminen wie Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin und Mischungen davon.

Alkylketten mit C₁₂-C₁₆ sind für niedrige Waschtemperaturen (z.B. unter ca. 50°C) und Alkylketten mit C₁₆-C₁₈ für höhere Waschtemperaturen (z.B. oberhalb ca. 50°C) bevorzugt.

Alkylsulfate werden in Konzentrationen von 2 bis 25 Gew.-%, bevorzugt zu 5 bis 22 Gew.-% und besonders bevorzugt zu 5 bis 20 Gew.-% eingesetzt.

Alkylethersulfate sind wasserlösliche Salze oder Säuren der Formel RO(A)_m SO₃M, worin R einen unsubstituierten C₁₀-C₂₄-Alkyl- oder Hydroxyalkylrest, bevorzugt einen C₁₂-C₂₀ Alkyl- oder Hydroxyalkylrest, besonders bevorzugt C₁₂-C₁₈-Alkyl- oder Hydroxyalkylrest darstellt.

A ist eine Ethoxy- oder Propoxyeinheit, m ist eine Zahl größer als 0, vorzugsweise zwischen ca. 0,5 und ca. 6, besonders bevorzugt zwischen ca. 0,5 und ca. 3 und M ist ein Wasserstoffatom oder ein Kation wie z.B. Natrium, Kalium, Lithium, Calcium, Magnesium, Ammonium oder ein substituiertes Ammoniumkation.

Spezifische Beispiele von substituierten Ammoniumkationen sind Methyl-, Dimethyl-, Trimethylammonium- und quarternäre Ammoniumkationen wie Tetramethylammonium und Dimethylpiperidiniumkationen sowie solche, die von Alkylaminen, wie Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin oder Mischungen davon abgeleitet sind. Als Beispiele seien C₁₂- bis C₁₈-Fettalkoholethersulfate genannt wobei der Gehalt an EO 1, 2, 2.5, 3 oder 4 mol pro mol des Fettalkoholethersulfats beträgt, und in denen M Natrium oder Kalium ist.

Aufgrund ihrer starken Schaumentwicklung ist die Einsatzkonzentration der Alkylethersulfate von dem Einsatzzweck abhängig. In Waschmitteln für die maschinelle Wäsche kommen geringere Konzentrationen zur Anwendung als in Waschmitteln für die manuelle Wäsche. Die in der Praxis anzutreffenden Konzentrationen liegen zwischen 1 bis 20 Gew.-%. Für die vorliegende Erfindung bevorzugt sind Konzentrationen von 1 bis 10 Gew.-% und bevorzugt von 1 bis 5 Gew.-%.

Neben sekundären Alkansulfonaten können auch primäre Alkansulfonate in den erfindungsgemäßen Waschmitteln eingesetzt werden. Die bevorzugten Alkylketten und Kationen entsprechen denen der sekundären Alkansulfonaten.

Weitere geeignete anionische Tenside sind Alkenyl- oder Alkylbenzolsulfonate. Die Alkenyl- oder Alkylgruppe kann verzweigt oder linear und gegebenenfalls mit einer Hydroxylgruppe substituiert sein. Die bevorzugten Alkylbenzolsulfonate enthalten lineare Alkylketten mit ca. 9 bis 25 Kohlenstoffatomen, bevorzugt von ca. 10 bis ca. 13 Kohlenstoffatome, das Kation ist Natrium, Kalium, Ammonium, Mono-, Di- oder Triethanolammonium, Calcium oder Magnesium und Mischungen davon.

Für milde Tensidsysteme ist Magnesium als Kation bevorzugt, für Standardwaschanwendungen dagegen Natrium. Gleiches gilt für Alkenylbenzolsulfonate. Alkylbenzolsulfonate werden in Konzentrationen von 3 bis 30 Gew.-%, bevorzugt zu 4 bis 25 Gew.-% und besonders bevorzugt zu 5 bis 20 Gew.-% eingesetzt.

Der Begriff anionische Tenside schließt auch Olefinsulfonate mit ein, die durch Sulfonierung von C₈-C₂₄-, vorzugsweise C₁₄-C₁₆-α-Olefinen mit Schwefeltrioxid und anschließende Neutralisation erhalten werden. Bedingt durch das Herstellverfahren, können diese Olefinsulfonate kleinere Mengen an Hydroxyalkansulfonaten und Alkandisulfonaten enthalten. Spezielle Mischungen von α-Olefinsulfonaten sind in US-3,332,880 beschrieben. Die Einsatzkonzentrationen für die α-Olefinsulfonate entsprechen denen der Alkylbenzolsulfonate.

Als anionische Tenside kommen weiterhin Salze von Acylaminocarbonsäuren in Frage, die durch Umsetzung von Fettsäurechloriden mit Natriumsarkosinat im alkalischen Medium entstehenden Acylsarcosinate; Fettsäure-Eiweiß-Kondensationsprodukte, die durch Umsetzung von Fettsäurechloriden mit Oligopeptiden erhalten werden; Salze von Alkylsulfamidocarbonsäuren; Salze von Alkyl- und Alkylarylethercarbonsäuren; sulfonierte Polycarboxylsäuren, hergestellt durch Sulfonierung der Pyrolyseprodukte von Erdalkalimetallcitraten, wie z.B. beschrieben in GB-1,082,179; Alkyl- und Alkenylglycerinsulfate wie Oleylglycerin-sulfate, Alkylphenolethersulfate, Alkylphosphate, Alkyletherphosphate, Isethionate, wie Acylisethionate, N-Acyltauride, Alkylsuccinate, Sulfosuccinate, Monoester der Sulfosuccinate (besonders gesättigte und ungesättigte C₁₂-C₁₈-Monoester) und Diester der Sulfosuccinate (besonders gesättigte und ungesättigte C₁₂-C₁₈-Diester), Acylsarcosinate, Sulfate von Alkylpolysacchariden wie Sulfate von Alkylpoly-glycosiden, verzweigte primäre Alkylsulfate und Alkylpolyethoxycarboxylate wie die der Formel RO(CH₂CH₂)_kCH₂COO^– M⁺, worin R C₈ bis C₂₂-Alkyl, k eine Zahl von 0 bis 10 und M ein Kation ist.

Nichtionische Tenside, die zusätzlich zu den eingangs erwähnten eingesetzt werden können.

Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit einer hydrophoben Basis, gebildet durch Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglykol.

Der hydrophobe Teil dieser Verbindungen weist bevorzugt ein Molekulargewicht zwischen ca. 1500 und ca. 1800 auf. Die Anlagerung von Ethylenoxid an diesen hydrophoben Teil führt zu einer Verbesserung der Wasserlöslichkeit. Das Produkt ist flüssig bis zu einem Polyoxyethylengehalt von ca. 50 % des Gesamtgewichtes des Kondensationsproduktes, was einer Kondensation mit bis zu ca. 40 mol Ethylenoxid entspricht. Kommerziell erhältliche Beispiele dieser Produktklasse sind die Pluronic^®-Marken der BASF und die ^®Genapol PF-Marken der Clariant GmbH.

Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit einem Reaktionsprodukt von Propylenoxid und Ethylendiamin.

Die hydrophobe Einheit dieser Verbindungen besteht aus dem Reaktionsprodukt von Ethylendiamin mit überschüssigem Propylenoxid und weist im allgemeinen ein Molekulargewicht von ca. 2500 bis 3000 auf. An diese hydrophobe Einheit wird Ethylenoxid bis zu einem Gehalt von ca. 40 bis ca. 80 Gew.-% Polyoxyethylen und einem Molekulargewicht von ca. 5000 bis 11000 addiert. Kommerziell erhältliche Beispiele dieser Verbindungsklasse sind die ^®Tetronic-Marken der BASF und die ^®Genapol PN-Marken der Clariant GmbH.

Polyethylen-, Polypropylen- und Polybutylenoxidkondensate von Alkylphenolen.

Diese Verbindungen umfassen die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit einer C₆- bis C₂₀-Alkylgruppe, die entweder linear oder verzweigt sein kann, mit Alkenoxiden. Bevorzugt sind Verbindungen mit ca. 5 bis 25 mol Alkenoxid pro mol Alkylphenol. Kommerziell erhältliche Tenside diesen Typs sind z.B. Igepal^® CO-630, Triton^® X-45, X-114, X-100 und X102, und die ^®Arkopal-N-Marken der Clariant GmbH. Diese Tenside werden als Alkylphenolalkoxilate, z.B. Alkylphenolethoxilate, bezeichnet.

Semipolare nichtionische Tenside

Diese Kategorie von nichtionischen Verbindungen umfasst wasserlösliche Aminoxide, wasserlösliche Phosphinoxide und wasserlösliche Sulfoxide, jeweils mit einem Alkylrest von ca. 8 bis ca. 18 Kohlenstoffatomen. Semipolare nichtionische Tenside sind auch Aminoxide der Formel

R ist hierbei eine Alkyl-, Hydroxyalkyl- oder Alkylphenolgruppe mit einer Kettenlänge von ca. 8 bis ca. 22 Kohlenstoffatomen, R² ist eine Alkylen- oder Hydroxyalkylengruppe mit ca. 2 bis 3 Kohlenstoffatomen oder Mischungen hiervon, jeder Rest R¹ ist eine Alkyl- oder Hydroxy-alkylgruppe mit ca. 1 bis ca. 3 Kohlenstoffatomen oder eine Polyethylenoxidgruppe mit ca. 1 bis ca. 3 Ethylenoxideinheiten und x bedeutet eine Zahl von 0 bis etwa 10. Die R¹-Gruppen können miteinander über ein Sauerstoff- oder Stickstoffatom verbunden sein und somit einen Ring bilden.

Besonders bevorzugte Aminoxide sind C₈-C₁₈-Alkyl-dimethyl-aminoxide und C₈-C₁₂-Alkoxiethyl-dihydroxyethyl-aminoxide und C₈-C₁₈-Fettsäureamidoalkyl-dimethyl-aminoxide. Aminoxide können in Einsatzkonzentrationen von 0,5 bis 10 Gew.-% und bevorzugt zwischen 1 und 5 Gew.-% eingesetzt werden.

Fettsäureamide

Fettsäureamide besitzen die Formel

worin R eine Alkylgruppe mit ca. 7 bis ca. 21, bevorzugt ca. 9 bis ca. 17 Kohlenstoffatomen ist und jeder Rest R¹ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Hydroxyalkyl oder (C₂H₄O)_xH bedeutet, wobei x von ca. 1 bis ca. 3 variiert. Bevorzugt sind die C₈-C₂₀-Fettsäureamide, insbesondere die entsprechenden Monoethanolamide, Diethanolamide und Isopropanolamide. Diese können in Konzentrationen zwischen 0,5 bis 5 Gew.-% und insbesondere von 0,5 bis 3 Gew.-% eingesetzt werden.

Weitere geeignete nichtionische Tenside sind Alkyl- und Alkenyloligoglycoside sowie Fettsäurepolyglykolester oder Fettaminpolyglykolester mit jeweils 8 bis 20, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen im Fettalkylrest, alkoxylierte Triglycamide, Mischether oder Mischformyle, Alkyloligoglycoside, Alkenyloligoglycoside, Fettsäure-N-alkylglucamide, Phosphinoxide, Dialkylsulfoxide und Proteinhydrolysate.

Zwitterionische Tenside

Typische Beispiele für amphotere bzw. zwitterionische Tenside sind Carbobetaine, Sulfobetaine, Aminoglycinate und amphotere Imidazolinium-Verbindungen.

Für den Einsatz in den erfindungsgemäßen Flüssigwaschmitteln bevorzugte zwitterionische Tenside sind die Carboxymethylammoniumbetaine, insbesondere C₈- bis C₁₈-Alkyl-dimethyl-carboxymethyl-ammoniumbetaine, C₈- bis C₁₈-Alkylamidopropyl-dimethyl-carboxymethyl-ammoniumbetaine und C₈- bis C₁₈-Alkyl-dipolyethoxy-carboxymethyl-ammoniumbetaine.

Weitere Betaine sind z.B. die den zuvor aufgeführten Verbindungen analogen N-Carboxyethyl-ammoniumbetaine zu deren Synthese anstelle Chloressigsäure bzw. deren Salze die Chlorpropionsäure und deren Salze eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind die C₁₂-C₁₈-Alkyl-aminopropionate und C₁₂-C₁₈-Alkyl-iminodipropionate als Alkali- und Mono-, Di- und Trialkylammonium-Salze.

Ein bevorzugtes Sulfobetain ist C₁₂-C₁₈-Alkyl-dimethyl-sulfopropyl-betain. Amphotenside auf Basis Imidazolin werden unter dem Handelsnamen Miranol^® und Steinapon^® angeboten. Bevorzugt ist das Natrium-Salz des 1-(-Carboxy-methyloxyethyl)-1-(carboxymethyl)-2-lauryl-imidazoliniums.

Die zwitterionischen Tenside werden als Co-Tenside eingesetzt. Ihre Einsatzkonzentration liegt bei 1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt bei 3 bis 5 Gew.-%.

Weitere Waschmittelinhaltsstoffe, die in der vorliegenden Erfindung enthalten sein können, umfassen anorganische und/oder organische Gerüststoffe, um den Härtegrad des Wassers zu mindern.

Anorganische Gerüststoffe umfassen beispielsweise Alkali-, Ammonium- und Alkanolammoniumsalze von Polyphosphaten wie etwa Tripolyphosphate, Pyrophosphate und glasartige polymere Metaphosphate, Phosphonate, Silikate, Carbonate einschließlich Bicarbonate und Sesquicarbonate und Aluminosilikate, wie folgend beschrieben:
Aluminosilikatgerüststoffe, insbesondere Zeolithe mit der Formel Na_z[(AlO₂)_z(SiO₂)_y)·xH₂O, worin z und y ganze Zahlen von mindestens 6 bedeuten, dass Verhältnis von z zu y zwischen 1,0 bis etwa 0,5 liegt, und x eine ganze Zahl von etwa 15 bis etwa 264 bedeutet.

Geeignete Ionentauscher auf Aluminosilikatbasis sind im Handel erhältlich. Diese Aluminosilikate können von kristalliner oder amorpher Struktur sein und können natürlich vorkommend oder auch synthetisch hergestellt sein. Bevorzugte Ionentauscher auf der Basis synthetischer kristalliner Aluminosilikate sind erhältlich unter der Bezeichnung Zeolith A, Zeolith P(B) (einschließlich der in EP-A-0 384 070 offenbarten) und Zeolith X. Bevorzugt sind Aluminosilikate mit einem Partikeldurchmesser zwischen 0,1 und 10 μm.

Geeignete organische Gerüststoffe umfassen Polycarboxylverbindungen, wie beispielsweise Etherpolycarboxylate und Oxydisuccinate. Ebenfalls soll auf „TMS/TDS"-Gerüststoffe aus US-4,663,071 verwiesen werden.

Andere geeignete Gerüststoffe umfassen die Etherhydroxypolycarboxylate, Copolymere von Maleinsäureanhydrid mit Ethylen oder Vinylmethylether, 1,3,5-Trihydroxybenzol-2,4,6-trisulfonsäure und Carboxymethyloxybernsteinsäure, die Alkali-, Ammonium- und substituierten Ammoniumsalze von Polyessigsäuren wie z.B. Ethylendiamintetraessigsäure und Nitrilotriessigsäure, sowie Polycarbonsäuren, wie Mellithsäure, Bernsteinsäure, Oxydibernsteinsäure, Polymaleinsäure, Benzol-1,3,5-tricarbonsäure, Carboxymethyloxybernsteinsäure, sowie deren lösliche Salze.

Bevorzugte organische Gerüststoffe sind die Polycarboxylate auf Basis von Acrylsäure und/oder Maleinsäure, wie z.B. die Sokalan CP-Marken (BASF) oder die Acusol-Marken (Rhom and Haas), sowie Gerüststoffe auf Citratbasis, z.B. die Zitronensäure und ihre löslichen Salze, insbesondere das Natriumsalz.

Weitere geeignete Gerüststoffe sind die 3,3-Dicarboxy-4-oxa-1,6-hexandioate und die verwandten Verbindungen.

Gerüststoffe auf Phosphorbasis sind Alkalimetallphosphate, wie etwa Natriumtripolyphosphat, Natriumpyrophosphat und Natriumorthophosphat.

Bevorzugt kommen für die vorliegende Erfindung Phosphonate, wie Ethan-1-hydroxy-1,1-diphosphonat (HEDP) und andere bekannte Phosphonate in Frage.

Die erfindungsgemäßen Flüssigwaschmittel, welche das ternäre Tensidsystem und ein Farbfixiermittel enthalten, können ferner die üblichen Hilfsstoffe enthalten, die die Reinigungswirkung verstärken, zur Pflege des zu waschenden Textils dienen oder die Gebrauchseigenschaften der Waschmittelzusammensetzung ändern.

Geeignete Hilfsmittel umfassen beispielsweise Enzyme, insbesondere Proteasen, Lipasen, Cellulasen, Amylasen und Mannanasen; Enzymstabilisatoren; Schaumverstärker; Schauminhibitoren, wie Silikonöle oder Paraffine; Korrosionsschutzmittel; Farbübertragungsinhibitoren; optische Aufheller; UV-Absorber; Bleichmittel; Konservierungsmittel; Alkalien; hydrotrope Verbindungen; Antioxidantien; Lösungsmittel bzw. Lösungsvermittler, wie Ethanol, Glycerin, Propandiol; Dispergiermittel; Anti-Redepositionsmittel; Vergrauungsinhibitoren; Weichmacher; Antistatika; Farbstoffe und Parfüme.

Farbstoffe

Der Begriff Farbstoffe umfasst hier sowohl wasserlösliche Farbstoffe als auch unlösliche Farbpigmente. Wasserlösliche Farbstoffe werden aber bevorzugt in Flüssigwaschmitteln verwendet. Hierzu gehören die Gruppen der Säurefarbstoffe, Direktfarbstoffe und Reaktivfarbstoffe. Diesen Gruppen lassen sich z.B. Vertreter der Azofarbstoffe, Metallkomplexfarbstoffe und der polycyclischen Farbstoffe zuordnen.

Parfümöle und Riechstoffe

Als Duft- bzw. Parfümöle können einzelne Riechstoffverbindungen, z.B. die synthetischen Produkte vom Typ der Ester, Ether, Aldehyde, Ketone, Alkohole und Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Bevorzugt werden Mischungen verschiedener Riechstoffe verwendet, die gemeinsam eine ansprechende Duftnote erzeugen. Parfümöle können auch natürliche Riechstoffgemische und ätherische Öle geringerer Flüchtigkeit enthalten.

Optische Aufheller

Hierzu gehören insbesondere die Aufheller von Typ Diaminostilbene und Distyryl-Biphenyle.

Farbübertragungsinhibitoren

Hierzu gehören Polyamin-N-oxide wie etwa Poly-(4-vinylpyridin-N-oxid), Poly-(4-vinylpyridin-betain), Polyvinylpyrrolidon und Copolymere von N-Vinylpyrrolidon mit N-Vinylimidazol und gegebenenfalls anderen Monomeren, Polyvinylimidazol, außerdem Cyclodextrine und Cyclodextrinderivate.

Die Vergleichsbeispiele 1 bis 4 belegen die Unverträglichkeit von Aniontensiden mit den Farbfixiermitteln (FFM) und die Problematik der Herstellung stabiler anionischer Flüssigwaschmittel.
Die Beispiele 1 bis 7 beschreiben stabile, flüssige Waschmittelformulierungen auf Basis des Aniontensids Hostapur SAS und polymeren Farbfixiermitteln (FFM).

Folgende Aniontenside wurden für die Versuche verwendet:

Sek. Alkansulfonat:	Hostapur SAS 60 = Sek. C_13-17-Alkansulfonat, Na-Salz, 60 %ig
Ethersulfat:	Genapol LRO Paste = C_12/14-Alkylethersulfat, Na-Salz, 70 %ig
Alkylsulfat:	Sulfopon 101 spez. = Na-Laurylsulfat, 30 %ig.
Alkylbenzolsulfonat:	Marlon A 365 = C₁₀-C₁₃-Alkylbenzolsulfonat, Na-Salz, 65 %ig

Vergleichsbeispiel 1:
Inkompatibilität von Aniontensiden mit Farbfixiermitteln.
Es wurden wässrige Lösungen mit einem Aniontensidgehalt von 5 % bzw. 15 % (Wirkstoff) und einem Gehalt von 1 % (Wirkstoff) der Farbfixiermittel hergestellt und visuell beurteilt (s. Tabellen 1 und 2). Der pH-Wert wurde nicht reguliert. Als Referenz dienten die Tensidlösungen ohne Farbfixiermittel.
Tabelle 1: Inkompatibilität von Aniontensiden, 5 %ig, pH tq. mit Farbfixiermitteln
Tabelle 2: Inkompatibilität von Aniontensiden, 15 %ig, pH tq. mit Farbfixiermitteln
Vergleichsbeispiel 2:
Inkompatibilität von Aniontensiden mit Farbfixiermitteln.
Es wurden wässrige Lösungen mit einem Aniontensidgehalt von 5 % bzw. 15 (Wirkstoff) und einem Gehalt von 1 % (Wirkstoff) der Farbfixiermittel hergestellt. Der pH-Wert wurde auf 9 eingestellt, da Waschmittel in der Regel einen alkalischen pH besitzen. Die Lösungen wurden visuell beurteilt (s. Tabellen 3 und 4). Als Referenz dienten die Tensidlösungen ohne Farbfixiermittel, die ebenfalls auf einen pH-Wert = 9 eingestellt wurden.
Tabelle 3: Inkompatibilität von Aniontensiden, 5 %ig, pH = 9, mit Farbfixiermitteln
Tabelle 4: Inkompatibilität von Aniontensiden, 15 %ig, pH = 9, mit Farbfixiermitteln
Vergleichsbeispiel 3:
Inkompatibilität von Hostapur SAS 60 mit FFM 2 und FFM 3.
Es wurde eine wässrige, 13 %ige Lösung (Wirkstoff) von Hostapur SAS hergestellt. Der Hostapur SAS-Gehalt entspricht dem stabiler, ternärer Tensidmischungen mit Farbfixiermitteln (s. Beispiel 1, 2 und 5 bis 7).
Zu der Lösung wurde 1 % (Wirkstoff) FFM 2 bzw. FFM 3 gegeben.
Tabelle 5: Inkompatibilität von Hostapur SAS, 13 %ig mit FFM 2 bzw. FFM 3
Vergleichsbeispiel 4:
Inkompatibilität von Hostapur SAS mit FFM 2 und FFM 3.
Es wurde eine wässrige, 46 %ige Zubereitung (Wirkstoff) von Hostapur SAS hergestellt. Der Hostapur SAS-Gehalt entspricht dem Gesamttensidgehalt stabiler, ternärer Tensidmischungen mit Farbfixiermitteln (s. Beispiele 1 und 2, sowie 6 und 7).
Zu der Zubereitung wurde 1 % (Wirkstoff) FFM 2 bzw. FFM 3 gegeben.
Tabelle 6: Inkompatibilität von Hostapur SAS, 46 %ig mit Farbfixiermitteln
Beispiele für stabile anionische Flüssigwaschmittel, enthaltend Farbfixiermittel, auf Basis des ternären Tensidsystems sekundäres Alkansulfonat/Seife/nichtionisches Tensid:
Beispiel 1:
Es wurden verschiedene anionische Flüssigwaschmittelformulierungen mit einem Gesamttensidgehalt von 46 % (Wirkstoff) hergestellt.
Als Aniontenside wurden sek. Alkansulfonat und Seife, als nichtionisches Tensid C_12/14-Alkyl-7EO-ethoxylat und als Farbfixiermittel FFM 2 verwendet.
Tabelle 7: Stabile anionische Flüssigwaschmittel enthaltend FFM 2
Beispiel 2:
Es wurden verschiedene anionische Flüssigwaschmittelformulierungen mit einem Gesamttensidgehalt von 46 % (Wirkstoff) hergestellt.
Als Aniontenside wurden sek. Alkansulfonat und Seife, als nichtionisches Tensid C_12/14-Alkyl-7EO-ethoxylat und als Farbfixiermittel FFM 3 verwendet.
Tabelle 8: Stabile anionische Flüssigwaschmittel enthaltend FFM 3
Beispiel 3:
Es wurden zwei anionische Flüssigwaschmittelformulierungen mit einem Gesamttensidgehalt von 36 % (Wirkstoff) hergestellt.
Als Aniontenside wurden sek. Alkansulfonat und Seife, als nichtionisches Tensid C_12/14-Alkyl-7EO-ethoxylat und als Farbfixiermittel FFM 2 verwendet.
Tabelle 9: Stabile anionische Flüssigwaschmittel enthaltend FFM 2
Beispiel 4:
Es wurde eine anionische Flüssigwaschmittelformulierung mit einem Gesamttensidgehalt von 26 % (Wirkstoff) hergestellt.
Als Aniontenside wurden sek. Alkansulfonat und Seife, als nichtionisches Tensid C_12/14-Alkyl-7EO-ethoxylat und als Farbfixiermittel FFM 2 verwendet.
Tabelle 10: Anionisches, 26 %iges Flüssigwaschmittel enthaltend FFM 2
Beispiel 5:
Es wurden anionische Flüssigwaschmittelformulierungen mit einem Gesamttensidgehalt von 41,4 % (Wirkstoff) hergestellt. Der gegenüber den Formulierungen in Beispiel 1 und 2 reduzierte Gesamttensidgehalt resultierte aus einer Absenkung den Nio-Tensidgehalts. Als Farbfixiermittel wurden FFM 2 und FFM 3 verwendet.
Tabelle 11: Anionische 41 %ige Flüssigwaschmittel enthaltend FFM 2 bzw. FFM 3
Beispiel 6:
Es wurden anionische Flüssigwaschmittelformulierungen mit einem Gesamttensidgehalt von 46 % (Wirkstoff) hergestellt.
Als Aniontenside wurden sek. Alkansulfonat und Seife, als nichtionisches Tensid ein C₁₁-Oxoalkohol-8EO-ethoxylat und als Farbfixiermittel FFM 2 verwendet.
Tabelle 12: Stabile anionische 46 %ige Flüssigwaschmittel enthaltend FFM 2
Beispiel 7:
Es wurden anionische Flüssigwaschmittelformulierungen mit einem Gesamttensidgehalt von 46 % (Wirkstoff) hergestellt.
Als Aniontenside wurden sek. Alkansulfonat und Seife, als nichtionisches Tensid ein C₁₁-Oxoalkohol-8EO-ethoxylat und als Farbfixiermittel FFM 3 verwendet.
Tabelle 13: Stabile anionische 46 %ige Flüssigwaschmittel enthaltend FFM 3
Beispiel 8:
Es wurden verschiedene anionische Flüssigwaschmittelformulierungen mit einem Gesamttensidgehalt von 46 % (Wirkstoff) hergestellt.
Als Aniontenside wurden sek. Alkansulfonat und Seife, als nichtionisches Tensid C_12/14-Alkyl-7EO-ethoxylat und als Farbfixiermittel FFM 5 verwendet.
Tabelle 14: Stabile anionische Flüssigwaschmittel enthaltend FFM 5
Beispiel 9:
Es wurden verschiedene anionische Flüssigwaschmittelformulierungen mit einem Gesamttensidgehalt von 46 % (Wirkstoff) hergestellt.
Als Aniontenside wurden sek. Alkansulfonat und Seife, als nichtionisches Tensid C_12/14-Alkyl-7EO-ethoxylat und als Farbfixiermittel FFM 6 und FFM 7 verwendet.
Tabelle 15: Stabile anionische Flüssigwaschmittel enthaltend FFM 6 und FFM 7
Verwendete Abkürzungen:

HEDP: = 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure
FFM: = Farbfixiermittel
FFM 1: = Umsetzungsprodukt aus Diethylendiamin, Dicyandiamid und Sulfaminsäure.
FFM 2: = Umsetzungsprodukt aus Dimethylamin und Epichlorhydrin.
FFM 3: = Umsetzungsprodukt aus Dicyandiamid, Ammoniumchlorid und Formaldehyd.
FFM 4: = Umsetzungsprodukt aus Dimethylaminopropylamin und Epichlorhydrin.
FFM 5: = Poly-diallyl-dimethyl-ammoniumchlorid, MM = 40.000
FFM 6: = Poly-diallyl-dimethyl-ammoniumchlorid, MM = 85.000
FFM 7: = Poly-diallyl-dimethyl-ammoniumchlorid, MM = 115.000

Claims

Flüssige Wasch- und Reinigungsmittel enthaltend a) sekundäres Alkansulfonat b) Seife c) ein nichtionisches Tensid und d) ein Farbfixiermittel aus der Gruppe der Homo- bzw. Copolymere von Diallyl-dimethyl-ammoniumchlorid oder der Reaktionsprodukte von Cyanamiden mit Aldehyden und Ammoniumsalzen oder Cyanamiden mit Aldehyden und Monoaminen oder Monoaminen und/oder Polyaminen mit Epichlorhydrin oder Polyaminen mit Cyanamiden und Amidoschwefelsäure.
Wasch- und Reinigungsmittel gemäß Anspruch 1, enthaltend 5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 7 bis 17 Gew.-% und besonders bevorzugt 7 bis 13 Gew.-% sekundäres Alkansulfonat.
Wasch- und Reinigungsmittel gemäß Anspruch 1, enthaltend 5 bis 25 Gew.-% und bevorzugt 10 bis 20 Gew.-% Seife.
Wasch- und Reinigungsmittel gemäß Anspruch 1, enthaltend 10 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 25 Gew.-% und besonders bevorzugt 17 bis 23 Gew.-% eines nichtionischen Tensids.
Wasch- und Reinigungsmittel gemäß Anspruch 1, enthaltend als nichtionisches Tensid ein Ethoxylat eines synthetischen oder nativen Alkohols mit einem HLB-Wert von 10 bis 15, bevorzugt von 11 bis 14.
Wasch- und Reinigungsmittel gemäß Anspruch 1, bei welchen das Massenverhältnis Aniontenside : Nichtionische Tenside = 1 : 2 bis 2 : 1, bevorzugt 0,8 : 1 bis 1,5 : 1 liegt.
Wasch- und Reinigungsmittel gemäß Anspruch 1, bei welchen der Gesamttensidgehalt des ternären Tensidsystems bestehend aus sekundärem Alkansulfonat, Seife und nichtionischem Tensid zwischen 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 55 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von 20 bis 45 Gew.-% ist.