DE102015225548A1

DE102015225548A1 - Verbessertes Waschverfahren II

Info

Publication number: DE102015225548A1
Application number: DE102015225548.4A
Authority: DE
Inventors: Benoit Luneau; Michael Dreja; Peter Schmiedel; Christian Nitsch; Arnd Kessler; Thomas Müller-Kirschbaum
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-22
Also published as: WO2017102423A1; US20180305645A1; EP3390610A1; KR20180095629A

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine wässrige Waschflotte in einer Vorrichtung zur Reinigung von verschmutzten textilen Substraten, enthaltend eine Vielzahl von wasserunlöslichen festen Teilchen, die erhältlich sind durch die Umsetzung von Polyamidteilchen mit reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Einsatz von bestimmtem festem teilchenförmigem Reinigungsmaterial in Waschverfahren zum Waschen von textilen Substraten.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2007/128962 A1 ist ein Verfahren zum Reinigen von verschmutzten Substraten, insbesondere Textilien und Kleidungsstücken, bekannt, bei dem man das angefeuchtete Substrat in Abwesenheit organischer Lösungsmittel mit Teilchen aus polymerem Material behandelt. Die Polymerteilchen können mit Tensid umhüllt sein, das sich unter Anwendungsbedingungen von den Teilchen löst, auf das zu reinigende Substrat aufzieht und dadurch das Reinigungsergebnis insgesamt verbessert.
Gemäß der Lehre der internationalen Patentanmeldung WO 2011/128680 A2 können zu derartigen in einer Waschmaschine enthaltenen Kombinationen aus Polymerteilchen und angefeuchtetem Substrat verschiedene Komponenten eines Waschmittels zu verschiedenen Zeiten zudosiert werden, und die Polymerteilchen, die bei ihrem Einsatz zur Reinigung verschmutzter Substrate selbst anschmutzen, können durch Behandeln mit einer Waschmittelzusammensetzung gereinigt werden; gemäß WO 2011/128676 A1 können die verschiedenen Waschmittelkomponenten aus einer Kartusche in die Waschmaschine gelangen, wobei in der internationalen Patentanmeldung WO 2013/152065 spezifische Mengenbereich für einzelne Waschmittelinhaltsstoffe angegeben sind.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2012/056252 A2 ist bekannt, dass die Polymerteilchen im Wesentlichen zylindrisch oder sphärisch geformt sein können, ihr mittleres Schüttgewicht im Bereich von 0,5 g/cm³ bis 2,5 g/cm³ und ihr mittleres Volumen im Bereich von 5 mm³ bis 275 mm³ liegen kann, und sie im Gewichtsverhältnis von 0,1:1 bis 10:1 auf das zu reinigende Substrat in Waschmaschinen mit Füllkapazitäten im Bereich von 5 l bis 50 l eingesetzt werden können.
Die internationale Patentanmeldung WO 2013/132225 A1 betrifft das Wiedereinführen benutzter Polymerpartikel in das Reinigungsverfahren nach ihrer Behandlung mit aus einer Kartusche dosiertem Waschmittel.
Die internationale Patentanmeldung WO 2013/132223 A1 offenbart, dass die Polymerpartikel antimikrobiellen Wirkstoff enthalten können.
Gemäß der internationalen Patentanmeldung WO 2014/006424 können die Polymerpartikel Reinigungswirkstoffe in auf der Partikeloberfläche immobilisierter Form aufweisen. Als Reinigungswirkstoffe kommen dort Tenside, Enzyme, Oxidationsmittel und Bleichmittel in Frage. Diese können durch Ausbilden von ionischen Bindungen, Wasserstoffbrückenbindungen oder kovalenten Bindungen an die Oberfläche der Polymerpartikel immobilisiert werden, wobei sich zwischen den Reinigungswirkstoffen und der Partikeloberfläche auch aus Verbindungswirkstoffen wie Glutaraldehyd stammende Verbindungsgruppen befinden können.
Übliche Waschmittel enthalten neben den für den Waschprozess unverzichtbaren Inhaltsstoffen wie Tensiden und Buildermaterialien in der Regel weitere Bestandteile, die man unter dem Begriff Waschhilfsstoffe zusammenfassen kann und die so unterschiedlichen Wirkstoffgruppen wie Schaumregulatoren, Vergrauungsinhibitoren, Bleichmittel, Bleichaktivatoren und Farbübertragungsinhibitoren umfassen. Zu derartigen Hilfsstoffen gehören auch Substanzen, deren Anwesenheit die Waschkraft von Tensiden verstärkt, ohne dass sie in der Regel selbst ein tensidisches Verhalten aufweisen müssen. Derartige Substanzen werden oft als Waschkraftverstärker oder im Fall einer besonders ausgeprägten Wirkung gegenüber öl- oder fettbasierten Anschmutzungen als „Fatbooster“ bezeichnet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Waschleistung bei Anwesenheit einer Vielzahl von Polymerteilchen, insbesondere bei der Entfernung von Flecken von textilen Substraten mit öl- und/oder fetthaltigen, proteinhaltigen und/oder fruchthaltigen Anschmutzungen.
Gegenstand der Erfindung in einer ersten Ausführungsform ist eine wässrige Waschflotte in einer Vorrichtung zur Reinigung von verschmutzten textilen Substraten, enthaltend eine Vielzahl von wasserunlöslichen festen Teilchen, die erhältlich sind durch die Umsetzung von Polyamidteilchen mit reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Entfernen von Anschmutzungen von textilen Substraten, bei dem eine wasserhaltige Waschflotte, enthaltend eine Vielzahl von wasserunlöslichen festen Teilchen, die erhältlich sind durch die Umsetzung von Polyamidteilchen mit reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen, zum Einsatz kommt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Vielzahl von wasserunlöslichen festen Teilchen, die erhältlich sind durch die Umsetzung von Polyamidteilchen mit reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen, zur Reinigung von verschmutzten textilen Substraten durch Inkontaktbringen der Teilchen mit dem textilen Substrat in Gegenwart von Wasser.
Die erfindungsgemäße Waschflotte kann manuell oder bevorzugt maschinell, zum Beispiel mit Hilfe einer Waschmaschine, erhalten werden. Dabei ist es gewünschtenfalls möglich, ein festes oder flüssiges Waschmittel vorher, gleichzeitig oder nach dem Einsatz mit den wasserunlöslichen festen Teilchen anzuwenden. Insbesondere bei der gleichzeitigen Anwendung beträgt die Konzentration eines derartigen Waschmittels in dem flüssigen Anteil der erfindungsgemäßen Waschflotte vorzugsweise 1 mg/l bis 500 mg/l, insbesondere 5 mg/l bis 100 mg/l. Dabei versteht sich der flüssige Anteil der Waschflotte als der Anteil der gesamten Waschflotte inklusive der wasserunlöslichen festen Teilchen, der erhalten wird, wenn man die wasserunlöslichen festen Teilchen mittels Zentrifugieren von 8 kg der die festen wasserunlöslichen Teilchen enthaltenden Waschflotte für 5 Minuten in einer Zentrifuge mit horizontal montiertem zylindrischen Drehkörper von 515 mm Innendurchmesser und 370 mm innerer Tiefe bei 1400 Umdrehungen pro Minute von dem flüssigen Anteil abtrennt.
Durch die Anwesenheit der Polydialkylsiloxan- und/oder Alkangruppen an der Oberfläche der wasserunlöslichen Teilchen werden ihre Reibungseigenschaften verbessert, es kommt daher bei ihrem Einsatz zu einer geringeren Schädigung der Oberfläche des zu reinigenden textilen Substrats. Nicht nur bei Polydialkylsiloxangruppen, sondern auch bei Alkangruppen werden die Teilchen verträglicher zu gegebenenfalls in der Waschflotte enthaltenen Silikonölen oder Silikontensiden, so dass deren textilpflegende oder reinigende Wirkung auf das textile Substrat besser zur Geltung kommt.
Die wasserunlöslichen festen Teilchen sind Polyamid-enthaltende Teilchen und insbesondere Teilchen aus Polyamid, ganz besonders Teilchen aus Nylon, am meisten bevorzugt in der Form von Nylon-Chips. Verschiedene Nylon Homo- oder Co-Polymere können verwendet werden, einschließlich Nylon 6 und Nylon 6,6. Vorzugsweise umfasst das Polyamid Nylon 6,6-Homopolymer mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 5.000 bis 30.000 Dalton, vorzugsweise 10.000 bis 20.000 Dalton, am meisten bevorzugt von 15.000 bis 16.000 Dalton. Derartige wasserunlösliche feste Teilchen bilden gleichsam das Trägermaterial für die an der Oberfläche befindlichen Polydialkylsiloxan- und/oder Alkangruppen.
Erfindungswesentlich ist, dass die wasserunlöslichen Teilchen an ihrer Oberfläche Polydialkylsiloxan- und/oder Alkangruppen tragen. Dies kann erreicht werden durch Umsetzung der vorstehend beschriebenen Polymerteilchen mit reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen. Bevorzugte reaktive Gruppen sind Epoxy-, Carboxy- und cyclische Anhydrid-Gruppen sowie deren Mischungen. Die Umsetzung von derartige reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen mit Polyamidoberflächen ist beispielsweise aus J. Appl. Pol. Science 73, 129–136 (1999) bekannt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Polydialkylsiloxan um ein Polydimethylsiloxan und bei dem Alkan um ein Polyethylen, Polypropylen und/oder hydriertes Polyisopren. Eine cyclische Anhydrid-Gruppe lässt sich durch Graft-Copolymerisation von beispielsweise Maleinsäureanhydrid auf ein Polyethylen, Polypropylen und/oder Polyisopren einführen. Bevorzugt ist, die festen Teilchen mit solchen Mengen an reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen umzusetzen, dass sich 1 µg/cm² bis 200 µg/cm², insbesondere 5 µg/cm² bis 50 µg/cm² Polydialkylsiloxan- und/oder Alkangruppen an der Teilchenoberfläche befinden. Vorzugsweise liegt dabei das Molekulargewicht einer Polydialkylsiloxan- oder Alkangruppe im Bereich von 1000 g/mol bis 200000 g/mol, insbesondere von 1000 g/mol bis 100000 g/mol.
Die erfindungsgemäß eingesetzten wasserunlöslichen festen Teilchen beziehungsweise Partikel oder Formkörper sind vorzugsweise von einer solchen Form und Größe, die eine gute Fließfähigkeit und engen Kontakt mit dem zu reinigenden Gut ermöglicht. Bevorzugte Formen der Teilchen schließen Kugeln und Würfel ein, aber die bevorzugte Teilchenform ist zylindrisch. Die Teilchen sind vorzugsweise so bemessen, dass sie jeweils ein Gewicht in dem Bereich von 20 mg bis 50 mg, vorzugsweise von 30 mg bis 40 mg haben, oder dass zumindest das zahlenmittlere Durchschnittsgewicht der Teilchen in diesen Bereichen liegt. Im Falle der am meisten bevorzugten zylindrisch geformten Teilchen beträgt der bevorzugte Teilchendurchmesser 1,5 mm bis 6,0 mm, besonders bevorzugt 2,0 mm bis 5,0 mm, am meisten bevorzugt 2,5 mm bis 4,5 mm, während die Länge der zylindrischen Teilchen bevorzugt im Bereich von 2,0 mm bis 6,0 mm, besonders bevorzugt 3,0 mm bis 5,0 mm und am meisten bevorzugt im Bereich von 4,0 mm liegt.
Vorzugsweise vor der erfindungsgemäßen Behandlung mit den wasserunlöslichen Teilchen wird das zu reinigende Gut durch Benetzen mit Wasser befeuchtet, um eine zusätzliche Verbesserung für die Waschflotte bereitzustellen und dadurch eine Verbesserung der Transporteigenschaften des Waschguts und der Teilchen innerhalb des Systems zu ermöglichen, so dass die Entfernung von Verschmutzungen und Flecken erleichtert wird. Am bequemsten kann durch Kontakt mit Leitungswasser benetzt werden. Vorzugsweise wird die Benetzungsbehandlung so durchgeführt, dass man ein Gewichtsverhältnis von Waschgut zu Wasser im Bereich von 1:0,1 bis 1:5 erreicht; mehr bevorzugt liegt das Gewichtsverhältnis im Bereich von 1:0,2 bis 1:2, wobei besonders günstige Ergebnisse mit Verhältnissen wie 1:0,2, 1:1 und 1:2 erzielt werden. Jedoch können in einigen Fällen erfolgreiche Ergebnisse mit einem Gewichtsverhältnisse von bis zu 1:50 erreicht werden, obwohl solche Verhältnisse im Hinblick auf die erhebliche Mengen an Abwasser, die erzeugt werden, nicht bevorzugt sind.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung und dem Verfahren gemäß diesem Aspekt der Erfindung, das als interstitielles Verfahren zwischen Reinigen und Scheuern angesehen werden kann, wird ein Gewichtsverhältnis von Waschgut zu wasserunlöslichen festen Teilchen vorzugsweise im Bereich von 1:1 bis 1:30, insbesondere von 1:1,5 bis 1:2,5, ganz besonders von 1:2 eingestellt. Dabei wird der Anteil der wasserunlöslichen festen Teilchen als Gewicht der Teilchen im trockenen Zustand, das heißt nach 24-stündiger Lagerung bei 21°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65%, bestimmt.
Die Teilchen weisen nach ihrem Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren oder zur erfindungsgemäßen Verwendung die erfindungswesentliche Oberflächenmodifizierung noch auf; sie können zufriedenstellend erneut eingesetzt werden, obwohl eine gewisse Verschlechterung in der Leistung im allgemeinen nach drei oder mehr Einsätzen der Teilchen zu beobachten ist. Die Regenerierung der wasserunlöslichen festen Teilchen kann auf an sich bekannter Weise erfolgen, wie sie beispielsweise in der WO 2012/035342 A1 beschrieben ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgt die Regenerierung durch Inkontaktbringen der Teilchen beispielsweise in einem separaten Spülgang, gegebenenfalls durch Zusatz von Reinigungsmitteln, die auch von aggressiver Natur sein können. Die Temperatur des Regenerierungsschrittes ist zumindest dann unabhängig von der Waschtemperatur, wenn das Waschgut vor der Regenerierung der Teilchen entnommen wird.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Reinigung von verschmutzten textilen Substraten umfassend eine Vielzahl wasserunlöslichen festen Teilchen, die erhältlich sind durch die Umsetzung von Polyamidteilchen mit reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen, und ein Reservoir zur Aufnahme der Teilchen innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist typischerweise eine Klapptür in einem Gehäuse auf, um Zugang zum Inneren der Waschtrommel zu ermöglichen, um ein im Wesentlichen geschlossenes System bereitzustellen. Vorzugsweise schließt die Tür einen Zugang zu einer zylindrischen Trommel, die drehbar in einer weiteren, stationären, Trommel gelagert ist, auf, während die drehbar gelagerte Zylindertrommel vertikal innerhalb des Gehäuses angebracht ist. Folglich wird eine Frontladeeinrichtung bevorzugt. Alternativ kann die zylindrische Trommel vertikal innerhalb des Gehäuses angebracht sein und die Zugriffseinrichtung sich in der Oberseite der Vorrichtung befinden, wobei die drehbare Trommel ebenfalls über eine Zugriffsvorrichtung verfügen muss.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist geeignet, um einen Kontakt der Teilchen mit dem verschmutzten Substrat bereitzustellen. Idealerweise sollten die Teilchen wirksam zirkuliert werden, um eine effektive Reinigung zu fördern.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung wenigstens ein Reservoir, insbesondere mit einer entsprechenden Steuerung, für die wasserunlöslichen festen Teilchen, das sich beispielsweise innerhalb der Waschmaschine befindet, die Teilchen zur Regenerierung beinhaltet und geeignet ist, den Fluss der Teilchen innerhalb der Waschmaschine zu steuern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/128962 A1 [0002]
WO 2011/128680 A2 [0003]
WO 2011/128676 A1 [0003]
WO 2013/152065 [0003]
WO 2012/056252 A2 [0004]
WO 2013/132225 A1 [0005]
WO 2013/132223 A1 [0006]
WO 2014/006424 [0007]
WO 2012/035342 A1 [0020]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

J. Appl. Pol. Science 73, 129–136 (1999) [0016]

Claims

Wässrige Waschflotte in einer Vorrichtung zur Reinigung von verschmutzten textilen Substraten, enthaltend eine Vielzahl von wasserunlöslichen festen Teilchen, die erhältlich sind durch die Umsetzung von Polyamidteilchen mit reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen.
Verfahren zum Entfernen von Anschmutzungen von textilen Substraten, bei dem eine wasserhaltige Waschflotte, enthaltend eine Vielzahl von wasserunlöslichen festen Teilchen, die erhältlich sind durch die Umsetzung von Polyamidteilchen mit reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen, zum Einsatz kommt.
Verwendung einer Vielzahl von wasserunlöslichen festen Teilchen, die erhältlich sind durch die Umsetzung von Polyamidteilchen mit reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen, zur Reinigung von verschmutzten textilen Substraten durch Inkontaktbringen der Teilchen mit dem textilen Substrat in Gegenwart von Wasser.
Verfahren nach Anspruch 2 oder Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von textilem Substrat zu wasserunlöslichen festen Teilchen im Bereich von 1:1 bis 1:30, insbesondere von 1:1,5 bis 1:2,5 liegt.
Vorrichtung zur Reinigung von verschmutzten textilen Substraten umfassend eine Vielzahl von wasserunlöslichen festen Teilchen, die erhältlich sind durch die Umsetzung von Polyamidteilchen mit reaktive Gruppen tragenden Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen, und ein Reservoir zur Aufnahme der Teilchen innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung.
Waschflotte, Verfahren, Verwendung oder Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserunlöslichen festen Teilchen in Form von Kugeln, Würfeln und/oder Zylindern vorliegen.
Waschflotte, Verfahren, Verwendung oder Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserunlöslichen festen Teilchen jeweils ein Gewicht im Bereich von 20 mg bis 50 mg aufweisen.
Waschflotte, Verfahren, Verwendung oder Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserunlöslichen festen Teilchen erhältlich sind durch Umsetzung mit Polydialkylsiloxanen und/oder Alkanen, die als reaktive Gruppen Epoxy-, Carboxy- und cyclische Anhydrid-Gruppen sowie deren Mischungen tragen.
Waschflotte, Verfahren, Verwendung oder Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Polydialkylsiloxan um ein Polydimethylsiloxan und bei dem Alkan um ein Polyethylen, Polypropylen und/oder hydriertes Polyisopren handelt.
Waschflotte, Verfahren, Verwendung oder Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich 1 µg/cm² bis 200 µg/cm², insbesondere 5 µg/cm² bis 50 µg/cm² Polydialkylsiloxan- und/oder Alkangruppen an der Teilchenoberfläche befinden.