FI57780B - Tvaettmedelkompositioner - Google Patents

Description

Til ««KUULU TUSJULKAISU c n n Q n jMTa w i11) UTLÄGGNINGSSKMPT 5 77 8 O

C (45) Patentti myönnetty 10 10 1030 Potent ceddelat ^ (51) K».ik.3yi«.a3 C 11 D 3/12 SUOMI—FINLAND (21) iwtahukewa-pitwwaiwatain» 2233/73 (22) Η>1^η»«ρ»ν»-ΑΐΜ8ΙιηΙη|«<Η 13.07-73 ' (23) Allwpllvt—GIMgh«t«dag 13.07.73 (41) Tirihit (ulkMol — BIMt effandif ^5 oi jh fMtMtl· 1» rakltMHhallltu· m m»,.· „ pr*.-

Patent- och ragistarstyralMn An««c*«> uttajd och utl^krlftan pubtlcand 30.06.80 „ (32)(33)(31) Pyydetty «tuelle·»—a^ird prtorttic . 07.72 US A (U8) 2719^3 ^ (71) The Procter & Gamble Company, 301 East Sixth Street, Cincinnati,

Ohio, USA(US) (72) Joseph Peter Nirschl, Cincinnati, Ohio, Thomas Dean Storm, Forest Park,

Ohio, USA(US) (7*0 Oy Kolster Ab (51+) Pesuaineyhdistelmiä - Tvättmedelkompositioner

Keksinnön kohteena on tekstiilien pesuun käytettävä rakeinen pesuaineyhdis-telmä, joka sisältää 2-30 paino-# yhdistelmän painosta saippuatonta, synteettisiä pesuainetta, joka on valittu anionisista, amfolyyttisistä ja kahtaisionisista pesuaineista, ja 10-60 paino-# orgaanista tai epäorgaanista pesuainerakennesuolaa.

Erilaisia saviaineita on käytetty monissa erityyppisissä pesuainejärjestel-missä hyvin sekalaisiin tarkoituksiin. Savea on esimerkiksi esitetty käytettäväksi rakenneaineina (Schwartz ja Perry, Surface Active Agents. Interscience Publishers, Inc. 19I+9, s. 232 ja 299); veden pehmentiminä (brittiläinen patentti 1+6122 )j kokka-roitumista estävinä aineina (US-patentit 2 625 513 ja 2 770 600); suspendoivina aineina (US-patentit 2 59^ 257 , 2 59^ 258 ja 2 920 0l+5)» ja täyteaineina (US-patentti 2 708 185).

On myös hyvin tunnettua, että joitakin saviaineita voidaan kerrostaa kankaille antamaan niille pehmeyttä ja antistaattisia ominaisuuksia. Tällainen savikerros saadaan yleensä syntymään saattamalla näin käsiteltävät kankaat kosketukseen saven vesisuspensioiden kanssa (ks. esim. US-patentit 3 033 699 ja 3 59^ 221).

Kuitenkaan yritykset saviaineiden yhdistämiseksi rakenneaineita sisältäviin pesuainejärjestelmiin tarkoituksena saada kangas pestyksi ja pehmennetyksi samanaikaisesti, eivät ole täysin onnistuneet. Tavanomaiset perusaineiden rakenneaineet pyrkivät hidastamaan tai estämään saviaineiden pyrkimystä kerrostua 57780 2 kangaspinnoille, tällaisen kerrostumisen ollessa välttämätön haluttujen kankaan pehmennystulosten saavuttamiseksi. Lisäksi tarpeellisen tasaisen saviaineen kerrostuman antamiseksi pestäville kankaille, täytyy saviaineen kauttaaltaan ja nopeasti dispergoitua kautta koko kankaanpesuliuoksen suhteellisen lyhyen pesu-jakson aikana.

Joitakin näistä vaikeuksista savipehmennyksen antamiseksi pesun aikana on poistettu käyttämällä tavanomaisia kankaanpehmennysaineita, kuten isosteariini-happoa tai polyamiinia tai polykvaternäärisiä ammoniumyhdisteitä yhdessä saven kanssa rakenneaineita sisältävissä pesuainevalmisteissa (ks. U.S. patentit 3 59^ 212 ja 3 625 905)· Dispergoituvuusongelmaa voidaan jonkinverran lievittää lisäämällä pesuliuoksiin rakenneaineita sisältäviä nestemäisiä pesuaineyhdistelmiä, joihin savi on suspendoitu ja sentähden dispergoituu helpommin (ks. U.S. patentti 2 920 0U5)· Tällaiset nestemäiset rakenneaineita sisältävät suurteho-pesuaineet eivät kuitenkaan anna tätä mukavuutta rakeisten pesutuotteiden yhteydessä.

Keksinnön mukaiselle pesuaineyhdistelmälle on tunnusomaista, että se sisältää lisäksi 1-50 paino-# tekstiilien pehmennysaineena vanutussavea, jonka ioninvaihto-kapasiteetti on vähintään 50 mekv/100 g, jolloin yhdistelmä antaa liuoksen pH:ksi 7-12, kun sitä liuotetaan veteen väkevyydessä 0,12 paino-#.

Keksinnön mukaisen yhdistelmän sisältäviä olennaisia aineosia kuvataan yksityiskohtaisesti seuraavassa:

Synteettinen pesuaine

Noin 2 - n. 30 paino-#, edullisesti n. 5 - n. 20 paino-# näistä yhdistelmistä on saippuatonta synteettistä pesuainetta, joka on valittu ryhmästä, joka käsittää anionista synteettisiä pesuaineita, amfolyyttisiä synteettisiä pesuaineita ja kahtaisionisia synteettisiä pesuaineita. Esimerkkejä tämäntyyppisistä synteettisistä pesuaineista kuvataan seuraavasti:

Anionisia pesuaineita

Anioniset synteettiset pesuaineet käsittävät vesiliukoisia suoloja, erityisesti orgaanisten rikkipitoisten reaktiotuotteiden, joiden molekyylirakenteessa on alkyyliryhmä, joka sisältää 8-22 hiiliatomia, sekä osa, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluu sulfonihappo- ja rikkihappoesteri-osia, aikaiimetallisuoloja. (Käsitteeseen alkyyli on sisällytetty korkeampien asyyli-osien alkyyliosa). Esimerkkejä synteettisten pesuaineiden tästä ryhmästä, jotka muodostavat osan tämän keksinnön edullisista rakennesuoloja sisältävistä pesuaineyhdistelmistä, ovat natrium- ja kaliumalkyylisulfaatit, erityisesti ne, jotka on saatu sulfatoimalla korkeampia alkoholeja (8-18 hiiliatomia), jotka on valmistettu pelkistämällä hyd-rattujen kasviöljyjen tai kookosöljyn glyseridejä; natrium- ja kaliumalkyylibentseeni-sulfonaatit, joissa alkyyliryhmä sisältää n. 9 - n. 20 hiiliatomia suorassa ketjussa 3 57780 tai haarautuvassa ketjumuodossa, esim. ne, jotka ovat tyyppiä, joka on kuvattu U.S. patentissa no 2 220 099 ja 2 hjj 383 (erityisen käyttökelpoisia ovat line-aarit suoraketjuiset alkyylibentseenisulfonaatit, joiden alkyyliryhmissä on keskimäärin noin 11,8 hiiliatomia ja joista tavallisesti käytetään lyhennystä gLAS); natriumalkyyliglyseryylieetterisulfonaatit, erityisesti ne korkeampien alkoholien eetterit, jotka on johdettu hydratusta kasviöljystä tai kookosöljystä; natrium-kookosöljy-rasvahappomonoglyseridisulfonaatit ja -sulfaatit; yhden moolin korkeampaa rasva-alkoholia (esim. hydratun kasviöljyn tai kookosöljy-alkoholeja) ja n.

1-6 moolin etyleenioksidia reaktiotuotteen rikkihappoestereiden natrium- ja kalium-suolat; alkyylifenolietyleenioksidieetterisulfaattien, joissa on n. 1 - n. 10 ety-^ leer.ioksidiyksikköä molekyyliä kohti ja joissa alkyyliryhmät sisältävät n. 8 - n.

12 hiiliatomia, natrium- ja kaliumsuoalt.

Anioniset fosfaatit-pinta-aktiiviset aineet ovat myös käyttökelpoisia täs-^ sä keksinnössä. Nämä ovat pinta-aktiivisia aineita, joilla on riittävä pesukyky ja joissa vettähylkivät osat yhdistävä anioninen liuentava ryhmä on fosforin ok-sihappo. Tavallisempia liuentavia ryhmiä ovat tietenkin -SO^H ja -SO^H. Alkyyli-fosfaattiesterit, kuten (R-O^PO^H ja ROPO^H^, joissa R edustaa alkyyli-ketjua, joka sisältää n. 8 - n. 20 hiiliatomia, ovat tässä käyttökelpoisia.

Näitä fosfaattiestereitä voidaan modifioida sisällyttämällä molekyyliin 1 - n. 1+0 alkyleenioksidi-yksikköä esim. etyleenioksidi-yksikköä. Näiden modifioitujen anionisten fosfaatti-pesuaineiden kaavat ovat 0 0 t! !»

^F“0- (CH^CH)ry g -P-0-M tai ^ff-0-(CH2CH 0)^7 -P-O-M

O-M

joissa R edustaa alkyyliryhmää, joka sisältää n. 8-20 hiiliatomia, tai alkyyli-fenyyliryhmää, jossa alkyyliryhmä sisältää n. 8 - 20 hiiliatomia ja M edustaa liukoista kationia, kuten vetyä, natriumia, kaliumia, ammoniumia tai substituoi-tua ammoniumia; ja joissa n on kokonaisluku 1:stä noin l+0:neen.

it 57780

Toinen ryhmä sopivia anionisia orgaanisia pesuaineita, jotka ovat erityisen käyttökelpoisia tässä keksinnössä, käsittää 2-asyylioksialkaani-1-sulfo-nihappojen suoloja. Näillä suoloilla on kaava 0 1!

OCR

, 2

R.|- CH - CH2S03M

jossa R on alkyyli, jossa on n. 9 - n. 23 hiiliatomia, (muodostetaan kahden hiiliatomin kanssa aikaaniryhmän); Rg on alkyyli, jossa on 1 - n. 8 hiiliatomia; ja M on vesiliukoinen kationi.

Vesiliukoinen kationi M edellä kuvatussa rakennekaavassa voi olla esimerkiksi alkalimetalli-kationi (esim. natrium, kalium, litium), ammonium- tai substi-tuoitu ammonium-kationi. Ominaisia esimerkkejä substituoidusta ammoniumkationeista ovat metyyli-, dimetyyli- ja trimetyyli-ammonium-kationit ja kvaternääriset ammonium-kationit, kuten tetrametyyli-ammonium- ja dimetyyli-pi-peridiini-kationit sekä ne, jotka on johdettu alkyyliamiineista kuten etyyliamiinista, dietyyliamiinista, trietyyliamiinista, niiden seoksista jne.

Ominaisia esimerkkejä beta-asyylioksi-alkaani-1-sulfonaateista tai vaihtoehtoisesti 2-asyylioksi-alkaani-1-sulfonaateista, jotka ovat tässä käyttökelpoisia, ovat 2-asetoksi-tridekaani-1-sulfonihapon natriumsuola; 2-propionyylioksi-tetrade-kaani-1-sulfonihapon kaliumsuola;2-butanoyylioksi-tetradekaani-1-sulfonihapon kaliumsuola; 2-butanoyylioksi-tetradekaani-1-sulfonihapon litiumsuola; 2-pentanoyyli-oksi-pentadekaani-1-sulfonihaponnatriumsuola; 2-asetoksi» 5 57780 heksadekaani-l-sulfonihapon natriumsuola; 2-oktanolyylioksi-tetradekaani-1-sulfonihapon kaliumsuola; 2-asetoksi-heptadekaani-l-sulfonihapon natriumsuAla; 2-asetoksi-oktadekaani-l-sulfonihapon litiumsuola; 2-asetoksi-nonadekaani-l-sulfonihapon kaliumsuola; 2-asetoksi-unkosaani-l-sulfonihapon natriumsuola; 2-propionyylioksi-dioksaani-l-sulfonihapon natriumsuola; ja niiden isomeerit.

Edullisia beta-asyylioksi-alkaani-l-sulfonaattisuoloja tässä ovat beta-asetoksi-akaani-l-sulfonihappojen alkalimetallisuolat, jotka vastaavat edellä olevaa kaavaa, jossa on alkyyli, jossa on n. 12 - n. 16 hiiliatomia, näiden suolojen ollessa edullisia erinomaisten puhdistusominaisuukeiensa ja helpon saatavuuden kannalta·

Tyypillisiä esimerkkejä edellä kuvatuista beta-asetoksi-alkaani-sulfonaa-teista on kuvattu kirjallisuudessa: belgialaisessa patentissa 650.323» julkaistu 9.7.1963, esitetään tiettyjen 2-asyylioksi-alkaanisulfonihappojen valmistus· Samoin U.S. patenteissa 2.094*451» myönnetty 28.9*1937 Guenther et al:ille, ja 2.086.213» myönnetty 6.6.1937 DeGrootelle, esitetään beta-aeetoksi-alkaanisulfonihappojen tiettyjä suoloja. Nämä kirjallisuusviitteet on yhdistetty tähän viittein.

Toisen edullisen ryhmän anionisia pesuaine-yhdisteitä, sekä erinomaisten puhdistusominaisuuksien että pienen herkkyyden ansiosta veden kovuudelle (Ca++ ja Mg++-ioneille), muodostavat alkyloidut tf-sulfokarboksylaatit, jotka sisältävät n. 10 - n. 23 hiiliatomia ja joilla on kaava 0 tl R - CH - C - 0R' »

SO,M

3 jossa R on Cg - alkyyli, K on vesiliukoinen kationi, kuten edellä esitettiin, edullisesti natrium-ioni, ja R' on lyhytketJuinen alkyyli, esim. metyyli, etyyli, propyyli ja butyyli. Nämä yhdisteet valmistetaan eeteröimällä oc-sulfo-noituja karboksyylihappoja, joita on kaupallisesti saatavissa, käyttäen standardi-menetelmiä. Ominaisia esimerkkejä alkyloiduista a-sulfokarboksylaateista, jotka ovat edullisia tässä käytettäviksi ovat: ammoniummetyyli-a-sulfopalmitaatti, trietanoliammoniumetyyli-α sulfostearaatti, natriummetyyli-a-sulfopalmitaatti, natriummetyyli-a-sulfopalmitaatti, natriumbutyyli-a-eulfostearaatti, kaliummetyyli-a-sulfolauraatti, 1itiummetyy1i-o-sulfolauraatti sekä niiden seokset.

Edullisen ryhmän anionisia orgaanisia pesuaineita muodostavat β-alkyyli-oksi-alkaanisulfonaatit. Näillä yhdisteillä on kaava 57780 6

OR, H

R - C - C - SO M 1 . . 5

H H

jossa R^ on suoraketjuinen alkyyliryhmä, jossa on 6-20 hiiliatomia, Rg on alempi alkyyliryhmä, jossa on 1 (edullinen) - 3 hiiliatomia, ja M on vesiliukoinen kationi, kuten edellä kuvattiin.

Ominaisia esimerkkejä β-alkyyioksl-alkaanisulfonaateista tai vaihtoehtoisesti 2-alkyylioksi-alkaani-l-sulfonaateista, joilla on vähäinen kovuus-(kal-sium-ioni) herkkyys ja jotka tässä ovat käyttökelpoisia antamaan erinomaisia pesutuloksia, kotitalouden pesuolosuhteissa, ovat: kalium-P-metoksidekaanisulfonaatti, natrium-2-metoksitridekaanieulfonaatti, kalium-2-etokeitetradekyy1ieulfonaatti, natrium-2-isopropoksiheksadekyylisulfonaatti, litium-2-t-butoksitetradekyylieulfonaatti, natrium-p-metoksioktadekyylisulfonaatti ja ammonium-p-n-propoksidodekyylisulfonaatti.

Muita tässä käyttökelpoisia synteettisiä anionisia pesuaineita ovat alk-kyylieetterisulfaatit. Käillä aineilla on kaava Η0(02Η^0)χβ0^Μ, jossa R on al-kyyli tai alkenyyli, jossa on n. 10 - n. 20 hiiliatomia, x on 1 - 30 ja M on vesiliukoinen kationi, kuten edellä määriteltiin. Tässä keksinnössä käyttökelpoiset alkyylieetterisulfaatit ovat etyleenioksidin ja yksiarvoisten alkoholien kondensoitumustuotteita, joissa on 10-20 hiiliatomia. Edullisesti R Sisältää 14-18 hiiliatomia. Alkoholit voidaan johtaa rasvoista, esim. koökosöljystä tai talista tai voivat olla synteettisiä. Lauryylialkoholi ja suoraketjuiset tallata johdetut alkoholit ovat tässä edullisia. Tällaiset alkoholit saatetaan reagoimaan 1-30 ja erityisesti 6 mooliosan kanssa etyleenioksidia ja saatu molekyyli-seos, jossa on esimerkiksi keskimäärin 6 moolia etyleenioksidia moolia kohti alkoholia, sulfatoidaan ja neutraloidaan.

Spesifisiä esimerkkejä tämän keksinnön alkyylieetterisulfaateista ovat natrium-kookos-alkyylietyleeniglykolieetterisulfaatti; litiumtali-alkyylitri-etyleeniglykolieetterisulfaatti; ja natrium-tali-alkyyliheksaoksietyleenisul-faatti.

Edullisia ovat tässä erinomaisten puhdietusominaisuuksiensa ja helpon saatavuutensa ansiosta alkalimetalli-kookos- ja tali-alkyylioksietyleenieette-risulfaatit, joissa on keskimäärin n. 1 - n. 10 oksietyleeni-osaa. Tämän keksinnön alkyylieetterisulfaatit ovat tunnettuja yhdisteitä ja niitä on kuvattu U.S. patentissa 3.332.876, myönnetty Walker# ille (25.7.1967) ja se on yhdis- 7 57780 distetty tähän viittein·

Lisäesimerkkejä anionisista, saippuattomista synteettisistä pesuaineista, Jotka tulevat kysymykseen tässä keksinnössä ovat rasvahappojen, Jotka on este-röity isotionihapolla Ja neutraloitu natriumhydroksidilla, reaktiotuote, Jolloin, esimerkiksi, rasvahapot Ja Johdettu kookosöljystä; metyylitauridin rasvahappoani! di en natrium- tai kaliumsuolat, Jolloin rasvahapot, esimerkiksi, on Johdettu kookosöljystä. Muita anionisia synteettisiä pesuaineita tästä Joukosta on esitetty TJ.S. patenteissa 2.486,921? 2.486.922? Ja 2.396.278.

Lisäesimerkkejä anionisista, saippuattomista synteettisistä pesuaineista, Jotka tulevat kysymykseen tässä keksinnössä, ovat yhdisteet, Jotka sisältävät kaksi anionista toiminnallista ryhmää. Näitä sanotaan di-anionisiksi pesuaineiksi. Sopivia di-anionisia pesuaineita ovat disulfonaatit, disulfaatit tai niiden seokset, Joita voidaan esittää seuraavilla kaavoilla: h(so5)2m2, r(so4)2m2, r(so?) (so4)m2,

Joissa R on asyklinen alifaattinen hydrokarhyyliryhmä, Jossa on 13-20 hiili-atomia Ja M on vesiliukoinen kationi, esim. C^-Cgg-dinatrium 1,2-alkyylidi-sulfaatit, C_ -C_- dikalium-l,2-alkyylidisulfonaatit tai disulfaatit, dinat-

15 tU

rium 1,9-heksadekyylidisulfaatit, C^^“C20 t2-alkyylidisulfaatit, dikaliuin”1*2“a^lcyy1i<ii8ul^onaa'ti't tai disulfaatit, dinatrium 1,9-heksadekyylidisulfaatit, dinatrium-l,2-alkyylidisulfonaatit, dinatrium 1,9-stearyylidisulfaatit Ja 6,10-oktadekyylidisulfaatit.

Disulfaattien tai disulfonaattien alifaattinen osa on yleensä pääasiallisesti suora, antaen siten pesuaineyhdisteelle haluttuja viologisia hajoamis-ominaisukksia.

Veteen liukenevat kationit käsittävät tavalliset peeuainealalla tunnetut kationit, ts. alkalimetallit Ja ammonium-kationit, sekä myös muita metalleja Jaksottaisen taulukon ryhmistä I1A, 1IB, II1A, IVA Ja IVB, booria lukuunottamatta. Edullisia vesiliukoisia kationeja ovat natrium Ja kalium. Näitä diani-onisia pesuaineita on täydellisemmin kuvattu brittiläisessä patentissa 1.131·392, Jolle vaaditaan etuoikeutusta U S A:sea U.S. patenttihakemuksella (No. 564.556), Jätetty 12.7* 1966.

Vielä muita anionisia synteettisiä pesuaineita kuuluu ryhmään, Jonka Jäseniä sanotaan sukkinamaateiksi· Tähän ryhmään kuuluu pinta-aktiivisia aineita, kuten dianatrium-N-oktadekyylisulfoeukkinamaatti, tetranatrium N-(l,2-dikar-boksietyyli)-N-oltadekyyli-sulfo-sukkinamaatti? natriumsulfosukkiinihapon dia-myyliesteri natriumsulfosukkiinihapon diheksyyliesteri? Ja natriumsulfosuk- θ 57780 kiinihapon dioktyyliestorit.

Muita sopivia anionisia pesuaineita, jotka ovat tässä käyttökelpoisia ovat olefiinisulfonaatit, joissa on n. 12 - n. 24 hiiliatomia. Käsitettä "olefiinisulfonaatit" käytetään tässä tarkoittamaan yhdisteitä, jotka voidaan valmistaa sulfonoimalla o-olefiineja ei-kompleksisen rikkitrioksidin avulla, minkä jälkeen hapan reaktioseos neutraloidaan sellaisissa olosuhteissa, joissa kaikki reaktiossa muodostuneet sulfonit hydrolysoitivat antamaan vastaavat hydroksi-alkaani-sulfonaatit. Rikkitrioksidi voi olla nestemäinen tai kaasumainen ja laimennetaan tavallisesti, mutta ei välttämättä, inerteillä laimen-timilla, esim. nestemäisellä SO^lla, klooratuilla hiilivedyillä jne., kun sitä käytetään nestemäisessä muodossa, tai ilmalla, typellä, kaasumaisella SO^Ila klooratuilla hiilivedyillä jne., kun sitä käytetään nestemäisessä muodossa, tai ilmalla* typellä, kaasumaisella SOgilla, kun sitä käytetään kaasumaisessa muodossa, α-olefiinit, joita olefiinisulfonaatit johdetaan, ovat mono-olefiineja, joissa on 12-24 hiiliatomia, edullisesti 14-16 hiiliatomia. Edullisesti ne ovat suorakotjuisia olefiineja. Esimerkkejä sopivista l-olefiineista ovat l-dode-keenij l-tetradekeeni; l-hekeadekeeni$ 1-oktadekeeni; l-eikoseeni ja 1-tetra-koseeni.

Todellisten alkeenisulfonaattien ja osan hydroksi-alkaanisulfonaatteja lisäksi voivat olefiinisulfonaatit sisältää pieniä määriä m\iita aineita, kuten alkeenidisulfonaatteja riippuen reaktio-olosuhteista, reagoivien aineiden suhteista, lähtöolefiinien luonteesta ja epäpuhtauksista olefiiniaineessa ja sivureaktioista sulfonointi-prosessin aikana.

Spesifistä anionista pesuainetta, joka myös on todettu erinomaiseksi käytettäväksi tässä keksinnössä, on kuvattu täydellisemmin Philip F. Pflaumer'in ja Adrian Kessler'in U.S. patentissa 5.352.880, julkaistu 25.7-1967 otsikolla "Detergent Composition", jonka selitys on otettu tähän viittein.

Kaikista edellä kuvatuista anionisista pinta-aktiivisten aineiden tyypeistä ovat edullisia yhdisteitä natrium-suora alkyylihentseenisulfonaatti, joka alkyyliketjuesa on keskimäärin n. 10 - n. 18, vielä edullisemmin n. 12 hiiliatomia, natrium-tali-alkyylisulfaatti; 2-asetoksi-tridekaani-l-sulfoni-happo; natriummetyyli-a*»sulfopalmitaatti} natrium^-metoksioktadekyylisulfo-naatti; natrium-kookos-alkyylietyleeniglykolieetterisulfonaatti; yhden moolin tali-alkoholia ja kolmen moolin etyleenioksidiareaktiotuotteen rlkkihappoes-terin natriumsuola; sekä niiden seokset.

Amfolyyttisisä synteettisiä pesuaineita

Amfolyyttiset synteettiset pesuaineet voidaan yleisesti kuvata alifaat-tisten sekundääristen ja tertiääristen amiinien johdannaisiksi tai heterosyklis-ten sekundääristen ja tertiääristen amiinien alifaattisiksi johdannaisiksi, joissa alifaattinen radikaali voi olla suoraketjuinen tai haarautunut ja jossa yksi alifaattisista substituenteistä sisältää 8-18 hiiliatomia ja ainakin 9 57780 yksi siäsltää anionisen vesiliukoisen ryhmän» esim. karboksin, sulfonaatin tai sulfatin. Esimerkkejä tämän määritelmän piiriin kuuluvista yhdisteistä ovat natrium-3-(dodekyyliamino)propionaatti, natrium-3-(dodekyyliamino)pro-paani-l-sulfonaatti, natrium-2-(dodekyyliamino)-etyylisulfaatti, natrium-2-(dimetyyliamino )-oktadekanoaatti, dinatrium-3- (N-karboksimetyylidodekyyliamino ) propaani-l-sulfonaatti, dinatrium-oktadekyyli-iminodiasetaatti, natrium-l-kar-boksimetyyli-2-undekyyli-imidatsoli ja natrium-N,N-bis(2-hydroksietyyli)-2-sulfaatti-3-dodekoksipropyyliaminiini. Natrium-3-(dodekyyliamino)-propaani-1-sulfonaatti on edullinen.

Kahta!sionisiä synteettisiä pesuaineita

Kahtaisioniset pinta-aktiiviset aineet voidaan yleisesti kuvata sekundääristen ja tertiääristen amiinien johdannaisiksi» heterosyklisten sekundääristen ja tertiääristen amiinien johdannaisiksi» tai kavtemääristen ammonium-, kvatemääristen fosfonium- tai tertiääristen sulfonium-yhdisteiden johdannaisiksi. Kvatemäärisen yhdisteen katuoninen atomi voi olla osana hete-rosyklisessä renkaassa. Kaikissa näissä yhdisteissä on ainakin yksi alifaatti-nen ryhmä, suoraketjuinen tai haarautunut, joka sisältää n. 3 - 18 hiiliatomia ja ainakin yhden alifaattisen substituentin, joka sisältää anionisen vesiliukoisen ryhmän, esim. karboksi-,sulfonaatti-, sulfaatti-, fosfaatti-, tai fos-foni-ryhmän. Esimerkkejä kahtaislonisten pinta-aktiivisten aineiden eri ryhmistä, jotka ovat tässä toimintakelpoisia, on kuvattu seuraavasti: 1. Yhdisteet, joilla on yleinen kaava <Vi “l - + - BJ - Z' jossa R^ on alkyyli, alkenyyli tai hydroksialkyyli, joka sisältää 6-18 hiili-atomia ja sisältää, jos halutaan, n,10 :neen asti etyleenioksidiosia ja/tai glyseryyli-osan; on typpi, fosfori tai rikki, R^ on alkyyli tai monohydrok-sialkyyli, joka sisältää 1-3 hiiliatomia; x on 1, kun Y^ on S, 2, kun Y^ on N tai P; on alkyleeni tai hydroksialkyleeni, joka sisältää 1 - n. 5 hiili-atomia; ja Z in karboksi-, sulfonaatti-sulfaatti-, fosfaatti- tai fosfaatti-ryhmä.

Esimerkkejä tästä kahtaislonisten pinta-aktiivisten aineiden ryhmästä ovat 3-(N,N-dimetyyli-N-heksadekyyliammonium)-propaani-l-sulfonaatti; 3~(N,N-dimetyyli-N-heksadekyyliammonium)-2-hydroksipropaani-l-sulfonaatti; 2-(N,N-dimetyyli-N-dodekyyliammonium)asetaatti; 3-(N,N-dimetyyli-N-dodekyyliammonium) propionaatti; 2-(N,N-dimetyyli-N-oktadekyyliammonium)etaani-l-sulfaatti; 57780 10 3- (P,P-dimetyyli-P-dodekyylifosfonium)-propaani-l-sulfonaatti; 2-(S-metyyli-S-tert-heksadekyylisulfoni)etaani-l-sulfonaatti; 3-(S-metyyli-S-dodekyylisulfo-ni)propionaatti; 4“(S-metyyli-S-tetra-dekyylisulfoni)butyraatti; 3-(N,N-dime-tyyliN-4-dodekenyyliammonium)propaani-l-sulfonaatti; 3-(N,N-dimetyyli-N-2-di-etoksi-heksadekyyliammonium)propaani-l-fosfaatti; ja 3-(N,N,-dimetyyli-N-N-glyseryylidodekyyliammonium)propionaatti.

Edullisia tämän ryhmän yhdisteitä kaupalliseslta kannalta ovat 3“(N#N-di-metyyli-N-heksadekyyliammonium)-2-hydroksipropaani-l-sulfonaatti; 3-(N,N-dime-tyyli-N-alkyyliammonium)-2-hydroksipropaani-l--sulfonaatti, jossa alkyyliryhmä on johdettu talirasva-alkoholista; 3-(N,N-dimetyyli-N-heksadekyyliammonium) propaani-l-sulfonaatti; 3-(N-N-dimetyyli-N-tetradekyyliammonium) propaani-1-sulfonaatti; 3-(N,N-dimetyyli-N-alkyyliammonium)-2-hydroksipropaani-l-sulfo-naatti, jossa alkyyliryhmä on johdettu kookosrasva-alkoholin keski-tislausja-keesta; 3-(N,N-dimetyylidodekyyliammonium) -2-hydroksipropaani-l-sulfonaatti; 4- (N,N-dimetyyli-tetradekyyliammonium)butaani-l-sulfonaatti; 4- (N,N-dimetyyli-N-heksadekyyliammonium) butaani-l-sulfonaatti; 4-(N,N-dimetyyli-heksadekyyli-ammonium) butyraatti; 6-(N,N-dimetyyli-N-oktadekyyliammonium) heksanoaatti; 3-(N,N-dimetyyli-N-eikosyyliammonium)-3-metyylipropaani-l-sulfonaatti; ja 6- (N,N-dimetyyli-N-heksadekyyliammonium) heksanoaatti.

Menetelmiä monien tämän ryhmän pinta-aktiivisten yhdisteiden valmistamiseksi on kuvattu UfS. patenteissa 2.129264« 2*774*766« 2.813.696« 2.628.332 ja 3*329*321 sekä saksalaisessa patentissa 1.018.421« jotka kaikki on yhdistetty tähän viittein.

2. Yhdisteet joilla on yleinen kaava: '6

R - M- H - N - R„ - C0(T

4 5 i Θ *7 jossa R. on alkyyli, sykloalkyyli, aryyli-,axalkyyli- tai alkaryyliryhmä, joka 4 sisältää 10-20 hiiliatomia; M on kahden arvoinen radikaali, joka on valittu ryhmästä aminokarbonyyli-, karbonyyliamino-, karbonyylioksi**, aminokarbonyyli- amino- vastaavat tio-ryhmittymät ja substituoidut amino-johdannaiset; Rc ja R_ 3 o ovat kumpikin alkyleeniryhmiä, jotka sisältävät 1-12 hiiliatomia; Rg on al kyyli tai hydroksialkyyli, joka sisältää 1-10 hiiliatomia; R^ on valitty ryhmästä joka käsittää R^-ryhmät H, - M-R” ja -R.COOMe, joissa R., Rc, R,« ja R„ o 438 43b8 tarkoittavat samaa kuin edellä ja Me on yksiarvoinen suolan muodostava kationi.

11 57780 Tämän tyyppisiä yhdisteitä ovat N,N-bis(oleyyliamidopropyyli)-N-metyyli-N-karboksimetyyliammoniumbetaiini; N,N-hie)stearamidopropyyli)-N-metyyli-N-kar-boksimetyyliammonium-betaiini; N-(s tearamidopropyyli)-N-dimetyyli-N-karboks i-metyyliammonium-betaiini; N,N-bis(oleyyliamidopropyyli)-N-(2-hydroksietyyli)-N-karboksimetyyliammonium-betaiini; ja Ν,Ν-bis(stearamidopropyyli)-N-(2-hyd-roksietyyli)-N-karboksimetyyliammonium-betaiini. Tämän tyyppisiä kahtaisioni-sia pinta-aktiivisia aineita valmistetaan menetelmien mukaisesti, joita on kuvattu U.S. patentissa 3.265*719 ja. saksalaisessa kuulutusjulkaisussa 1.018.421.

3* Yhdisteet, joilla on yleinen kaava R10 R? - CH - (CH2)n - CH - S0^ β /!\ R11 R12 R13 jossa R_ on alkyyliryhmä, R on vetyatomi tai alkyyliryhmä, hiiliatomien

/ lw A

kokonaismäärän atomeissa R ja R ollessa 6-16 ja R edustaa 9 10 /1 \ *U ®12 S13 kvatemääristä ammoniumryhmää, jossa kukin ryhmä R.1» R,„ ja R on alkyyli- 12 1^ tai hydroksialkyyliryhmä tai ryhmät R,, R, _ ja R ovat liittyneet heterosyk- 1JL 12 -Lp liseksi renkaaksi ja n on 1 tai 2. Esimerkkejä sopivista tämän tyyppisistä kahtaisionisista pinta-aktiivisista aineista ovat Y- ja 6-heksadekyylipyri-diini-sulfobetaiinit, Y- ja 6 heksadekyyli- pikoliini-eulfobetaiini, Y- ja 6-tetradekyyli-pyridiini-sulfobetaiini ja heksadekyyli-trimetyyliammonium-sulfo-betaiini. Tällaisten kahtaisionisten pinta-aktiivisten aineiden valmistus on kuvattu eteläafrikkalaisessa patenttihakemuksessa 69/5788.

- 4. Yhdisteet joilla on yleinen kaava R14 ~~/'n - Ri7 “ zi R16 jossa R, . on alkaryylimetyleeni-ryhmä joka sisältää noin 8-24 hiiliatomia 14 alkyyliketjuesa; R on valittu ryhmästä joka käsittää R, -ryhmiä sekä ai-kyyli- ja hydroksialkyyliryhmiä, jotka sisältävät 1-7 hiiliatomia; R^ on alkyyli- tai hydroksialkyyli, joka sisältää 1-7 hiiliatomia; R^ on alkyleeni tai hydroksialkyleeni, joka sisältää 1-7 hiiliatomia, ja Z1 on valittu ryhmästä sulfonaatti, karboksi ja sulfaatti. Esimerkkejä tämän tyyppisistä kahtais- 57780 ionisista pinta-aktiivisista aineista ovat 3-(N-dokekyylibentsyyli-N,N-dime-tyyliammonium)propaani-l-sulfonaatti; 4-(N-dodekyylibenteyyli-N,N-dimetyyli-ammonium)butaani-l-sulfonaatti; 3“(N-heksadekyylibentsyyli-N,N-dimetyyliam-monium)propaani-l-sulfonaatti; 3-(N-dodekyylibentsyyli-N,N-dimetyyliammonium) propionaatti; 4“(N-heksadekyylibentsyyli-N,N-dimetyyliammonium)butyraatti,· 3-(N-tetradekyylibentsyyli-N,N-dimetyyliammonium) ropaani-l-sulfaatti; 3-(N-dodekyylibentsyyli)-N,N-dimetyyliammonium)-2-hydroksipropaani-l-sulfonaatti; 3- [N,N-di(dodekyylibentsyyli)-N-metyyliammonium]propaani-1-eulfonaatti; 4- [ N,N-di(heksadekyylibentsyyli)-N-metyyli-ammonium]butyraatti; ja 3-[N,N-di (tetradekyylibentsyyli)-N-metyyllammonium]-2-hydroksipropaami -1-sulfonaatti.

Tämän tyyppisiä kahtaisionisia pinta-aktiivisia aineita sekä menetelmiä niiden valmistamiseksi on kuvattu U.S· patenteissa 2.697*116; 2.697*636 ja 2.669*991 ja kanadalaisessa patentissa 883*864* jotka kaikki on yhdistetty tähän viittein.

5· Yhdisteet, joilla on yleinen kaava:

H

19 ^ R1Ö_>lP - C - R__ - scr 18 / /\ 25 3 R20 R21 R22 jossa on alkyylifenyyli-, sykloalkyylifenyyli- tai alkenyylifenyyliryhmä, jotka sisältävät 8-20 hiiliatomia alkyyli-, sykloalkyyli- tai alkenyyliosassa; R19 R20 ovat ^Plkln alifaattisia ryhmiä* jotka sisältävät 1-3 hiiliatomia; R21 R22 ova* ^^-““Pikin vetyatomeja, hydroksiyyliryhmiä tai alifaattisia ryh miä* jotka sisältävät 1-3 hiiliatomia ja Rg^ 0X1 alkyleeniryhmä* joka sisältää 2-4 hiiliatomia.

Esimerkkejä tämän tyyppisistä kahtaisionisista pinta-aktiivisista aineista ovat 3-(N-dodekyylifenyyli-N,N-dimetyyliammonium)propaani-l-sulfonaatti; 4-(N-heksadekyylifenyyli-N*N-dimetyyli)butaani-l-sulfonaatti; 3-(N-tetradekyyli-fenyyli-N,N-dimetyyliammonium)-3»3-dimetyylipropaani-l-sulfonaatti ja 3-(N-do-dekyylifenyyli-Nf N-djmetyyljfmmonium)**3-hydroksipropaani-1-sulfonaa11i. Tämän tyyppisiä yhdisteitä on kuvattu täydellisemmin brittiläisissä patenteissa 9$0.883 ja 1.046.292* jotka on yhdistetty tähän viittein.

Kaikista edelläkuvatuista kahtaisionisista pinta-aktiivisista aine-tyypeistä ovat edullisia yhdisteitä 3(N,N-dimetyyli-N-alkyyliammonium)-propaani-1-sulfonaatti ja 3(N,N-dimetyyli-N-alkyyliammonium)-2-hydroksipropaani-l-sul-fonaatti joissa kummassakin yhdisteessä alkyyliryhmän pituus on keskimäärin 14*8 hiiliatomia; 3(N,N-dimetyyli-N-heksadekyyliammonium)propaani-l-sulfonaatti·» 3(N,N-dimetyyli-N-heksadekyyliammonium)-2-hydroksipropaani-l-sulfonaatti; 15 57780 3-(N-dodekyylibentsyyli-N,N-dimetyyliammonium)-propaani-l-sulfonaatti; (N-do-dekyylibentsyyli-N,N-dimetyyliammonium)asetaatti; 3-(N-dodekyylibentsyyli-N,N-dimetyyliammonium)-propionaatti} 6-(N-dodekyylibentsyyli-N,N-dimetyyliammo-nium)heksanoaatti; ja (N,N-dimetyyli-N-heksadekyyliammonium)asetaatti. Rakennesuoloja Tämän keksinnön pesuaineyhdistelmät sisältävät olennaisena aineosana alkalisen, polyanionisen pesuaine-rakennesuolan. Näissä yhdistelmissä nämä vesiliukoiset alkaliset rakennesuolat pitävät pesuliuoksen pH:n välillä n· 7 - n. 12» edullisesti välillä n· 8 — n. 11. Lisäksi nämä rakennesuolat parantavat koko yhdistelmien kankaan puhdistuskykyä samanaikaisesti kun ne " suspendoivat hiukkasmaista likaa, joka irtoaa kankaiden pinnasta ja estää sen uudelleen saostumisen kankaan pinnoille. Vaikka pesuaine-rakennesuolat suspendoivat kaoliniitti- ja illiitfi-·tyyppisiä savitahroja ja estävät nii-" den uudelleen sastumisen kankaille, ne eivät yllättäen häiritse tässä käytet tyjen vihreän vanutussaven tyyppisten savipehmentimien kerrostiimistä kankaiden pinnalle. Lisäksi näiden polyanionisten rakennesuolojen on havaittu aihet-tavan tämän keksinnön rakeissa pesuainevalmisteissa olevien vihreän vanutus-saven tyyppisten savien helpon ja homoheenisen dispergoitumisen kautta koko pesuvesi-väliaineen minimisekoituksella. Savi-dispersion homogeenisyys on välttämätön, että savi voisi tehokkaasti toimia kankaan pehmentäjänä, kun taas helppo dispergoitavuus tekee mahdolliseksi rakeisten pesuaineyhdistel-mien muodostamisen. Sopivat tässä käyttökelpoiset pesuainerakennesuolat voivat olla moniarvoista epäorgaanista ja moniarvoista orgaanista tyyppiä, tai näiden sekoituksia. Ei-rajoittavia esimerkkejä sopivista vesiliukoisista, epäorgaanisista aikalisistä pesuainerakennesuoloista ovat aikaiimetaliikar-bonaatit, -boraatit, -fosfaatit, -polyfosfaatit, -tripolyfosfaatit, -bikarbo-naatit ja -sulfaatit. Spesifisia esimerkkejä tällaisista suoloista ovat natrium- ja kaliumtetraboraatit, -perboraatlt, -karbonaatit, -tripolyfosfaatit, -rtofosfaatit ja -heksametafosfaatit.

" Esimerkkejä sopivista orgaanisista aikalisistä pesuainerakennesuoloista ovat: (1) vesiliukoiset aminopolyasetaatit, esim. natrium- ja kaliumetyleeni-diamiinitetra-asetaatit, nitriilitriasetaatit ja N-(2-hydroksietyyli)nitriili-diasetaatiti (2) fytiinihapon vesiliukoiset suolat, esim. natrium- ja kaliumfy-taatitj (3) vesiliukoiset polyfosfoaaatit, joita ovat etaani-l-hydroksi-1,1-difosfonihapon natrium-, kalium- ja litiumsuolat* metyleenidifosfonihapon natrium-, kalium- ja litiumsuolat ja niiden kaltaiset.

Muita tässä käyttökelpoisia orgaanisia rakennesuoloja ovat polykarboksy— laatti-aineet, joita on kuvattu U.S. patentissa 2.264.103, mellitiinihapon 14 57780 vesiliukoiset alkalimetallisuolat mukaan lukien. Polykarboksylaatti-polymeerien ja -sekapolymeerien vesiliukoiset suolat, jollaisia on kuvattu U.S. patentissa 3.308.Ο67, joka on yhdistetty tähän viittein, ovat tässä myös sopivia. On selvää, että samalla kun edellä esitettyjen epäorgaanisten ja orgaanisten moniarvoisten unionisten rakennesuolojen alkalimetallisuolat ovat edullisia tässä käytettäviksi taloudelliselta kannalta, ovat tässä käyttökelpoisia minkä tahansa edellä esitetyn rakenne-anionin ammonium-, alkanoliammonium-, esim. trietanoliammonium-, dietanoliammonium- ja niiden kaltaiset vesiliukoiset suolat .

Tässä voidaan käyttää myös orgaanisten ja/tai epäorgaanisten rakenneainei-den seoksia. Eräs tällainen rakenneaineiden seos on esitetty kanadalaisessa patentissa 755*036, esim. natriumtripolyfosfaatin. trinatriumnitriilitriase-taatin ja trinatriumetaani-l-hydroksi-l,l-difosfonaatin kolmiosainen seos.

Samalla kun mikä tahansa edellä esitetyistä aikalisistä poly-anionisista rakenneaineista on tässä käyttökelpoinen ovat natriumtripolyfosfaatti, nat-riumnitriilitriasetaatti, natriummellitaatti, natriumsitraatti ja natriumkarbonaatti tässä edullisia käytettäviksi rakenneaineina. Natriumtripolyfosfaatti on tässä rakenneaineena erityisen edullinen sekä vaikutuksensa ansiosta pesu-ainerakenneaineena että kykynsä ansiosta homogeenisesti ja nopeasti dispergol-da vanutussarvet kautta koko pesuvesiväliaineen häiritsemättä saven kerrostumista kankaan pintaan. Natriumtripolyfosfaatti on myös erityisen tehokas sus-pendoimaan illiitti- ja kaoliniittisavitahrat ja jarruttamaan niiden uudelleen kerrostumista kankaan pintaan.

Pesuainerakennesuoloja käytetään n. 10 - n. 60, edullisesti n. 20 - 50 paine-^väkevyyksissä laskettuna tämän keksinnön pesuaineyhdistelmistä.

Savi-yhdisteitä Näiden yhdistelmien kolmas oleellinen aineosa käsittää erityistä vanutus-saviaineita kankaan pehmentämiseksi samanaikaisesti puhdistuksen kanssa.

Näitä vanutussavia sisältävät pesuaineyhdistelmät n. l:stä n.30:een, edullisesti 5;stä 13 paino-%:iin kokonaisyhdistelmistä.

Savi-mineraaleja, joita käytetään antamaan näille yhdistelmille pehmentäviä ominaisuuksia, voidaan kuvata paisumiskykyisiksi, kolmi-kerros-saviksi, ts. alumiini-silikaateiksi ja magnesiumsilikaatelksi, joiden ioninvaihtokapa-siteetti on vähintäin 30 meq/100 g savea. Käsite "paisumiskykyinen", kuten sitä käytetään savia kuvaamaan, tarkoittaa kerrostuneen savi-rakenteen kykyä paisua, tai laajentua joutuessaan veden kanssa kosketukseen. Kolmikerroksiset paisumiskykyiset savet, joita tässä käytetään, ovat niitä aineita, jotka geologisesti luokitellaan vihreiksi vanutussaviksi.

15 57780

On olemassa kaksi selvästi toisistaan erottuvaa vihreän vanutussaven tyyppisten savien ryhmää; ensimmäisessä aluminiumoksidi on läsnä silikaatin kidehilassa; toisessa vanutussaviryhmässä magnesiumoksidi on läsnä silikaatin kidehilassa. Näiden vautussavien yleiset kaavat ovat Al0(Si 0 ) (OH)_ ja £ C 5 £ £

Mg_(SI_0_)o(0H)_ aluminium- ja magnesiumoksidi-tyyppiselle savelle vastaavasti.

✓ 5 2 2

On ymmärrettävä^ että hydraattiveden määrä edellä olevissa kaavoissa voi vaihdella käsittelyn mukaan, minkä alaiseksi savi on joutunut. Tämä on epäolennaista vanutussavien käytölle tässä silikaatin kidehilan rakenteen mukaan. Lisäksi vanutussaven kidehilassa voi tapahtua raudan ja magnesiumin atomi- ^ Xl _ substituoitumista, samalla kun metalli-kationeja, kuten Na , Ca sekä myös H+, voi olla mukana hydraatti-vedessä antamassa sähköisen neutraalisuuden. Paitsi mitä jäljempänä huomautetaan, ovat tällaiset kationi-substituoitumiset epäolennaisia savien käytölle tässä, sillä savien halutut fysikaaliset ominai-suudet eivät oleellisesti muutu niiden vaikutuksesta.

Tässä käyttökelpoisille, paisumiskykyisille aluminiumsilikaateille on, edelleen ominaista di-kahdeksanpintainen kidella, kun taas paisumiskykyisillä kolmikerros-magnesiumsilikaateilla on tri-kahdeksanpintainen kidehila.

Kuten edellisestä huomataan sisältävät tämän keksinnön yhdistelmissä käytetyt Bavet kationista vastaioneja, kuten protoneja, natrium-ioneja, kalium-ioneja, kalsiumionin, magnesium!onin ja niiden kaltaisia. On tavallista eot-taa savet toisistaan sen perusteella että yksi kationi absorboituu vallitsevasti tai yksinomaisesti. Esimerkiksi natriumsavi on eräs, jossa absorboitunut kationi on vallitsevasti natrium, Tällaiset absorboidut kationit voivat joutua mukaan vaihtoreaktioihin vesiliuoksissa läsnäolevien kationeiden kanssa. Tyypillisen vaihtoreaktion, joka koskee vanutussaven tyyppistä savea il-- maisee seuraava yhtälö:

Vanutussavi (Na) + NH^OHij^ vanu tus savi (NH^) + NaOH. Koska edellisessä tasapainoreaktiossa yksi ekvivalentti ammonium-ioneja korvaa yhden ekvivalentin natriumia, on tavallista mitata kationinvaihtokapasiteetti (nimitetään toisinaan "emäksenvaihtokapasiteetik8i,,) milliekvivalentteina 100 gr kohti savea (meq./lOO g). Savien kationinvaihtokapasiteetti voidaan mitata usealla tavalla, kuten elektrodialyysillä, vaihtamalla arnmonium-ioniin, jota seuraa titraus, tai metyleeni-sininen-menetelmällä, jotka menetelmät kaikki on esitetty täydellisenä Grimehav'eea/'The Chemistry and Physics of Clays", pp. 264-263, Intersoience (1971)· Savi-mineraalin kationinvaihtokapasiteetti riippuu eri tekijöistä, kuten saven paisumisominaisuuksista, saven täytöstä, mikä puolestaan ainakin osittain määräytyy kidhilan rakenteen mukaan, jne. Savien ionin vaihtokapasiteetti vaihtelee laajalti välillä noin 2meq/lOO g kaoliniiteille-n.l50 meq/lOO g ja ylikin tietyille montmoriiioniitti-lajin saville. Illiittisavien ioninvaihtokapasiteetti sijoittuu johonkin tämän välin 16 57780 alemman osan kohtaan, ts. tavalliselle iiliitti-savelle se on keskimäärin noin 26 meq/lOO g.

On päädytty siihen tulokseen, että illiitti- ja kaoliniitti-savet suhteellisen alhaisine ioninvaihtokapasiteetteineen eivät ole käyttökelpoisia näissä yhdistelmissä. Tällaiset illiitti- ja kaoliniitti-savet muodostavat todellakin savitahrojen pääkomponentin ja, kuten edellä mainittiin ne poistetaan kankaan pinnoista näiden yhdistelmien avulla. Kuitenkin vanutussavien, kuten nontroniitin, jonka ioninvaihtokapasiteetti on noin 50 meq/lOO g, sa-poniitin, jonka ioninvaihtokapasiteetti on noin JO meq/lOO ja montmoriIlo-niitin jonka ioninvaihtokapasiteetti on yli JO meq/lOO g, on todettu olevan käyttökelpoisia näissä yhdistelmissä, sillä ne kerrostuvat kankaille antaen halutun pehmennyksen. Niinmuodoin tässä käyttökelpoisia savi-mineraaleja voidaan luonnehtia paisumiskykyisiksi, kolmikerroksisiksi vanutussaven tyyppisiksi saviksi, joiden ioninvaihtokapasiteetti on vähintäin noin 50 meq/lOO g.

Olematta mitenkään teorian rajoittama näyttää siltä että näiden yhdisteiden edullinen pehmentämiskyky (ja voimakas värinpuhdistuskyky jne.) on luettava niissä käytettyjen savien fysikaalisten ominaisuuksien ja ioninvaihto-ominaisuuksien ansioksi. Toisin sanoen, kokeet ovat osoittaneet, että ei-pai-sumiskykyiset savet, kuten kaoliniitit ja illiitit, jotka kumpikin ovat savi-ryhmiä, joiden ioninvaihtokapasiteetit ovat alle 50 meq/lOO g, eivät anna näissä yhdistelmissä käytettyjen savien edullisia aspekteja. Lisäksi vanutussavien ainutlaatuiset fysikaaliset ja sähkökemialliset ominaisuudet aiheuttavat ilmeisesti niiden vuorovaikutuksen näissä yhdistelmissä käytettyjen poly-anionisten rakennesuolojen kanssa ja niiden vaikutuksesta dispergoi tiimi sen. Niinpä nyt on havaittu että sensijaan että agglomeroituisivat muodostamaan viskoosisia geelejä joutuessaan veden kanssa kosketukseen tässä käytetyt vanu tussavet voidaan lisätä pesuvesiin rakeisissa yhdistelmissä, jotka sisältävät tässä esitetyn tyyppisiä poly-anionisia pesuainerakenneaineita antamaan homogeenisia, pysyviä savi-suspensioita. Geeliytymis-ja agglomeroitumisongelmia, joita kohdataan, kun vanutussavia lisätään vesipitoiseen väliaineeseen kiinteässä muodossa voidaan levittää rakennesuolan läsnäololla. Ilmeisesti rakennesuolojen anionien negatiiviset sähkövaraukset torjuvat savihiukkasia antaen täten halutun homogeenisen savi-dispersion ja estäen agglomeroitumi-sen. Olipa syy mikä tahansa pesuainerakenneaineen ja vaunutussaven edulliseen yhteistoimintaan, tarjoaa poly-anionisten pesuainerakenneaineiden yhdistelmä paisumiskykyisten, kolmikerroksisten, di-kahdeksanpintaisten alumiini-silikaattien ja paisumiskykyisten, kolmikerroksisten, tri-kahdeksanpintaisten magnesium-silikaattien kanssa keinon, jolla tällaisia vanutussavia voidaan lisätä pinta-aktiivisia aineita sisältävien väliaineisiin kiinteässä muodossa 17 57780 antamaan homogeeninen savidispersio, joka vaaditaan tehokkaaseen kankaan pehmentämiseen.

Vanutussavia, joita käytetään tämän keksinnön yhdistelmissä on kaikkia kaupallisesti saatavissa. Tällaisia savia ovat esimerkiksi montmorilloniitti, volkonskoiitti, nontroniitti, hektoriitti,saponiitti ja saukoniitti. Näitä savia on saatavissa eri kauppanimillä, esimerkiksi Thixogel 1 ja Gelwhite GP, Georgia Kaolin Co:sta, Elizabeth, New Jersey; Volclay BC ja Volclay ^ 325» American Colloid Cossta, Skokie, Illinois; Black Hills Bentonite BH 450» International Minerals and Chemicals silta, ja Veegum Pro ja Veegum P. R.T. Vanderbilt; ilta. On pidettävä mielessä että tällaiset vanutussaven tyyppiset " mineraalit, joita saadaan edelläesitetyillä kauppanimillä, voivat sisältää erilaisten herkkien mineraalien seoksia. Tällaiset vanutussavimineraalien seokset ovat sopivia tässä käytettäviksi.

— Samalla kun mikä tahansa vähintäin noin 50 meq/100 g ovat tässä käyttö kelpoisia ovat määrätyt savet edullisia. Esimerkiksi Gelwhite GP on erittäin valkoinen vanutussaven muoto ja on sentähden edullinen valmistettaessa valkoisia rakeisia pesuaine-yhdistelmiä. Volclay BC, joka on vanutussaven tyyppinen savimineraali, joka sisältää ainakin 3 $ rautaa (ilmasitu Feo0 :na) kide-

^ J

hilassa ja jolla on erittäin korkea ioninvaihtokapasiteetti, on eräs tehokkaimmista ja vaikuttavimmista savista käytettäväksi suurteho-yhdistelmissä ja on edullinen tuotesuorituskyvyn kannalta. Toisaalta tietyt vanutussavet, joita markkinoidaan nimellä "bentoniitti", ovat siinä määrin toisten silikaattimineraalien saastuttamia, että niiden ioninvaihtokapasiteetti putoaa tarpeellisen rajan alapuolelle eikä tällaisilla savilla ole käyttöä näissä yhdistelmissä.

Sopivia savimineraaleja tässä käytettäviksi voidaan valita sen tosiasian perusteella että vanutussavet antavat todellisen 14Ä:n röntgensäde-taipumaku-" van. Tämä ominainen kuva yhdessä vaihtokapasiteettimittausten kanssa jotka on suoritettu edelläesitetyllä tavalla, tarjoaa perustan erityisten vanutussavi-tyyppisten mineraalien valitsemiseksi käytettäviksi tässä esitetyissä rakeisissa pesuaine-yhdistelmissä.

Vallinnalsia komponentteja Tässä esitetyt pesuaine-yhdistelmät voivat sisältää muita aineita joita yleisesti käytetään tällaisissa yhdistelmissä. Esimerkiksi erilaisia tahroja suspendoivia aineita kuten karboksimetyyliselluloosaa^ syöpymisen estoaineita, väriaineita, täyteaineita, kuten natriumsulfaattia ja piihappoa, optisia kir-kastimia, vaahdotusaineita, vaahtoamisen estoaineita, mikrobien torjunta-aineita, haalistumisen estoaineita, pH:n säätöaineita, kuten natriumBilikaattia, entsyymiä ja niiden kaltaisia alalla hyvin tunnettuja aineita pesuaine-yhdistelmissä käytettäviksi, voidaan myös käyttää tässä. Näissä pesuaine-yhdistelmissä voi olla mukana myös sidottua vettä.

10 57780 Tämän keksinnön savea sisältävät pesuaine-yhdistelmät ovat rakeisessa muodossa. Yhdistelmiä voidaan valmistaa sekoittamalla yksinkertaisesti sopivia aineosia kuivassa muodossa. Yhdistelmät lisätään sitten veteen antamaan pesu-liuos Joka sisältää näitä yhdistelmiä noin 0,02:sta noin 2-painoprosenttiin. Tahriintuneet kankaat lisätään pesuliuokseen Ja pestään tavalliseen tapaan. Käytettävän pesuaineyhdistelmän tehokas määrä riippuu tiettyyn määrään asti pestävisn vaatteiden painosta Ja tahriintumisasteestä. Pesuvesikylvyt, Jotka sisältävät näitä yhdistelmiä puhdistavat Ja pehmentävät riittävästi tahriutu-neet kankaat, erityisesti puuvillan Ja puuvilla/polyesteri-seokset. Pesuliuok-sessa oleva suspendoitunut saviaines adsorboi myös pysymätöntä väriä liuoksessa, vähentäen siten värin siirtymistä tai estäen een.

Tämän keksinnön rakeisia rakenneaineita sisältäviä pesuaineyhdistelmiä Ja kankaan pesu- Ja pehmennysprosessia valaistaan seuraavin esimerkein. Erikokoista puuvilla-terry-kangaspyykkiä pestiin vesiliuoksissa, Joihin oli liuotettu erilaisia savea sisältäviä, rakenneaineita sisältäviä tämän keksinnön rakeisia pesuaineyhdistelmiä. Näin pestyjen terrykangastilkkujen pehmeyttä verrattiin terrykangastilkkujen pehmeyteen, Jotka oli pesty samalla väkevyydellä samaa rakenneaineita sisältävää rakeista pesuainetta, Jossa ei ollut savea, sekä terrykangastilkkujen pehmeyteen Jotka oli pesty tässä samassa savettomassa pesuaineliuoksessa huuhtomalla vedessä, Joka sisälsi tavallista kaupallisesti saatavaa kankaan pehmennintä. Yhdistelmä Ja liuosväkevyydet on esitetty seuraavassa taulukossa 1.

Terrykangastilkkuja pestiin 10 minuuttia pienoissekolttimessa, joka sisälsi 7*6 1 pesunestettä, jonka lämpötila oli 49° ja keinotekoinen kovuus 103 mg/l. Tilkkuja oli 4 paino-# pesunesteestä. Pesun jälkeen tilkut kierrettiin kuiviksi ja huuhdottiin 7»6 litralla vettä, jonka lämpötila oli 49°C ja keinotekoinen kovuus 120 g/l. Tilkut kuivattiin sitten tavanomaisessa sälkökuivurissa.

Useiden käsittelykertojen jälkeen 3-3 tuomarin muodostama henkilöryhmä arvosteli testi- ja vertailutilkkujen pehemeyttä sermitunnulla tehden vertailu-pareja kaikista tilkuista. Arvostelijat määrittivät asteeksi kokonaisluvun 0:sta 4sään suoraviivaisessa mittakaavassa kunkin parin pehmeämmälle käsittelylle, määräten korkeammat asteet vastaamaan suurempia pehmeyseroja.

Saadut arvot analysoitiin tilastollisesti keskimääräisten pehmeysasteiden saamiseksi (panelin arvosteluykslkkö) kullekin käsittelylle sekä tilastollisen arvion saamiseksi pienimmälle merkitsevälle erolle (LSS) 95 #:n luotettavuus-tasolla. Tulokset pehmentämistesteistä on esitetty taulukossa I.

19 57780

Aineosa - paino-$ Yhdistelmä n:o ___ 12 1 k 5 6_ I .xl I i ! i Anioninen pinta-akt.aine 16,8 16,8 16,8 | 15,3 i 8,¾ 16,8

Natriumtripolyfosfaatti 32,9 32,9 32,9 1+5,0 2l+,7 1+9,5

Natrium Silikaatti 5,9 5,9 5,9 5,37 2,9 5,9_

Natrium Sulfaatti 19,6 29,6 29,6 12,8 12,8 11+, 1

Sekalaisia sivuaineita -^1+,1 /v-1+,1 ~1+,1 -^2,8 oj|,6 λ/3,1_

XX

Gelwhite GB 10,0 ,r , xxx

Volclay BC 9,1 50,0 _ " Kosteus Loput Loput Loput Loput Loput Loput

Yhdistelmän väkevyys liuoksessa (paino-$) 0,10¾ 0,10¾ 0,10¾ 0,11 j 0,20 0,10¾

..... ' ” “ ~ —— I

Liuoksen pH 9,5 9,2 9,2 9,3 j 9,3 9,2_

Huuhtelu Vesi Vesi Kaupal- Vesi Vesi Vesi linen | pehmen- i nin ! I (10,07 ! j paino-$) I____ I i t

Kertojen lukumäärä h i 1+ 2.2 2

Keskimääräinen pehmeys- i aste (panelin arvostelu- yksikkö) 0,8 -2,1 0,2 -0,5 ! 1,7 -2,6 -----------

Pienin merkitsevä ero I

(LSD) 0,9 ! 1,0 _ ----- -......— 1 ;_I_, 20 5 77 8 0 +Seos, jossa natriumtalialkyylisulfaatin painosuhde natrium-suora-alkyyli-bentseenisulfonaattiin on 1,22:1, jolloin sulfonaatin alkyyliketju on keskimäärin 11,8 hiiliatomin pituinen.

++Kaupallisesti saatava natrium montmorilloniittisavif jonka ioninvaihto-kapasiteetti on n. 100 meq/100 g.

Kaupallisesti saatava montmorilloniittisavi, jonka ioninvaihtokapasi-teetti on n. 85-100 meq/100 g.

Taulukosta I voidaan nähdä, että tämän keksinnön yhdistelmät 1, 4 ja 5 antavat pehmeyksiä jotka ovat paljon parempia kuin rakennealneita sisältävillä savettornilla pesuainevalmisteillä ja kaupallisilla kankaanpehmennyshuuhtelu-lisäaineella saadut pehmeydet.

Tämän keksinnön yhdistelmät 1, 4 ja 5 antavat myös erinomaisen puhdistus-ja pesutukoksen, kun niitä käytetään peeuliuoksissä määritellyissä väkevyyksissä.

Pääasiallisesti samanlaisia pesu- pehmenemistuloksia saadaan, kun anioni-nen pinta-aktiivinen seos yhdistelmässä 1,4 tai 5 (taulukko 1) korvataan ekvivalentilla määrällä 2-asetoksi-tridekaani-l-sulfonihappoa; natriummetyyli-a-sulfopalmitaattia; natrium-8-metoksioktadekyylisulfonaattia; natrium-kookos-alkyyliestyleeniglykolieetterisulfonaattia tai yhden moolin talirasva-alko-holia ja kolmen moolin etyleenioksidia reaktiotuotteen rikkihappoesterin nat-riumsuolaa.

Pääasiallisesti samanlainen pesu- ja pehmenemistulos saadaan, kun anioni-nen pinta-aktiivinen seos yhdistelmissä 1,4 tai 5 ( talukko i) korvataan ekvivalentilla määrällä 3(N,N-dimetyyli-N-alkyyliammonium)-propaani-l-sulfonaattia tai 3(li»N-dimetyyli-N-alkyyliammonium)-2-hydroksipropaani-l-sulfonaattia, jolloin kummassakin yhdisteessä alkyyliryhmän pituus on keskimäärin 14*8 hiili-atomia; 3(N,N-dimetyyli-N-heksadekyylianmonium)-propaani-l-sulfonaattia; 3(N,N-dimetyyli-N-heksadekyyliammonium)-2-hydroksipropaani-l-sulfonaattia; 3-(H-dodekyylibentsyyli-N,N-dimetyyliammonium)-propaani-l-sulfonaattia; (N-dodekyylibentsyyli-N,N-dimetyyliammonium)asetaattia; 3-(N-dodekyylibent-syyli-N,N-dimetyyliammonium)propionaattia; 6-(N-dodekyylibentsyyli-N,N-dime-tyyliammonium)heksanoaattia; (N,N-dimetyyli-N-heksadekyyliammonium)asetaattia tai natrium-3-(dodekyyliamino)propaani-l-sulfonaattia.

Pääasiallisesti samanlaiseen pesu- ja pehmenamistulokseen päästään, kun natriumtripolyfosfaatti-rakennesuola yhdistelmissä 1,4 tai 5 (taulukko I) korvataan ekvivalentilla määrällä natriumnitriiliasetaattia, natriummellitaattia, natriumsitraattia tai natriumkarbonaattia.

Pääasiallisesti samanlaiseen pesu- ja pehmenemistulokseen päästään, kun savipehmennin yhdistelmissä 1, 4 tai 5 korvataan ekvivalentilla määrällä voi- 57780 konskoiittia, nontroniittia, hektoriittia tai saukoniittia, kaikkien tällaisten savien ioninvaihtokapasiteetin ollessa suurempi kuin 50 meq/100 g.

Odottamattomien kankaanpehmennysetujen lisäksi, joita tämän keksinnön rakennsuoloja sisältävät suurteho-pesuaineyhdistelmät tarjoavat on vielä muita etuja, jotka tämä keksintö tekee mahdolliseksi Esimerkiksi edellä mainittu värin siirtymisen estäminen on merkitsevä etu, jota yleensä tavallisilla kankaanpehmennysyhdistelmillä ei ole.

Lisäksi tässä kuvattu erityinen ryhmä savia, .iotka laskeutuvat kankaille^ tarjoaa tahranpoistoedun. Pestävät kankaat adsorboivat savia muodostaen parannetun tahroja irroittavan pinnan. Etyötynä tästä käsittelystä on, että myöhemmissä pesuissa lika ja tahrat ovat helpommat poistaa kankaista verrattuna kankaaseen, jota ei ole aikaisemmin käsitelty tämän keksinnön savea sisältävillä yhdistelmillä. Lisäksi vielä kaikki nämä edut saadaan huonontamatta käsitellyn kankaan vedenabsorboimiskykyä. Tämä on selvä vastakohta tavallisten kvatemääristen ammonium-kankaanpehmentimien suhteen, jotka pyrkivät useamman kerran jälkeen alentamaan käsiteltyjen kankaiden vedenabsorboimiskykyä.

On erityisen merkitsevää, että mikään edellä kuvatuista eduista ei millään tavalla huononna tai häiritse pesuaineyhdistelmien yleistä kokonaispesu-tehoa. Se tosiasia, että näihin saavutuksiin päästään suhteellisen lyhyen pesuvaiheen aikana, esimerkiksi n. 6 - n. 15 minuutissa, on erityisen huomionarvoista.

Claims (3)

22 57780 Pat entt ivaat imukset:

1. Tekstiilien pesuun käytettävä rakeinen pesuaineyhdistelmä, joka sisältää 2-30 paino-% yhdistelmän painosta saippuatonta, synteettistä pesuainetta, joka on valittu anionisista, amfolyyttisistä ja kahtaisionisista pesuaineista, ja 10-60 paino-^ orgaanista tai epäorgaanista pesuainerakennesuolaa, tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi 1-50 paino-% tekstiilien pehmennysaineena vanutussavea, jonka ioninvaihtokapasiteetti on vähintään 50 mekv/100 g, jolloin yhdistelmä antaa liuoksen pH:ksi J-12, kun sitä liuotetaan veteen väkevyydessä 0,12 paino-Ji.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pesuaineyhdistelmä, tunnettu siitä, että vanutussavipehmennin valitaan di-kahdeksanpintaisista, paisumiskykyisistä, kolmikerroksisista alumiinisilikaateista ja tri-kahdeksanpintaisista, paisumiskykyisistä, kolmikerroksisista magnesiumsilikaateista, ja sitä on läsnä 5_15 paino-% yhdistelmän painosta.

3· Patenttivaatimuksen 2 mukainen pesuaineyhdistelmä, tunnettu siitä, että vanutussavi valitaan montmorilloniiteista, valkonskoiiteista, nontroniiteista, hektoriiteista ja saponiiteista. U. Patenttivaatimuksen 3 mukainen pesuaineyhdistelmä, tunnettu siitä, että vanuttussavi on natriummontmorilloniitti.