способ химической чистки текстильных материалов

Формула изобретения

1. Способ чистки текстильного изделия, включающий обработку текстильного изделия с использованием соединения формулы (I)



где А представляет собой (СН₂) _a,

R¹, R², R³ и R⁴ - одинаковые или различные обозначают (C ₁-C₄)-алкил, и

a равен 0.

2. Способ по п.1, где соединение формулы (1) используют для основной операции чистки.

3. Способ по п.1, где соединение формулы (1) используют в качестве составляющего средства для выведения пятен, усилителя чистки или активатора чистки.

4. Способ по п.1, где текстильное изделие обрабатывают соединением формулы (1), где R¹ , R², R³ и R⁴ обозначают метил и/или этил, и а равен 0.

5. Способ по п.1, где способ сухой чистки текстильных изделий осуществляют в промышленных условиях.

6. Способ по п.1, где способ сухой чистки текстильных изделий осуществляют в домашних условиях.

7. Способ по п.1, в котором используют соединения формулы (I), где R¹, R² , R³ и R⁴ содержат различное число атомов углерода.

8. Способ по п.1, в котором используют два или большее число соединений формулы (1), различающихся по числу атомов углерода в своем составе.

Описание изобретения к патенту

Стирка с водой и стиральными моющими средствами в домашних или промышленных условиях и прачечных является не единственным важным способом чистки, применимым к текстильным изделиям. Сухую чистку используют для чувствительных к воде текстильных изделий, а также в случаях стойких загрязнений, в особенности, масляных и жирных пятен.

В качестве средств для сухой чистки все еще используют галогенированные углеводороды. К ним относятся хлорсодержащие углеводороды трихлорэтан, 1,1,1-трихлорэтан и дихлорметан, которые более не допускаются к применению, например, в Германии. Подобным образом, хлорфторсодержащие углеводороды (CFC), которые широко использовались при сухой чистке, более не допускаются для такого применения во многих странах.

Растворителем, который все еще широко используется, является тетрахлорэтан (перхлорэтилен, перхлороэтилен, perc, PER). Тетрахлорэтан представляет собой летучий хлорированный углеводород, который, в силу его способности растворять жиры, нашел широкое применение в промышленности, включая сухую чистку, в качестве растворителя/очистителя.

Недостатками PER являются, в частности, его возможное канцерогенное действие на людей, его высокая летучесть, его легкая растворимость в жиросодержащих пищевых продуктах и сильные свойства, создающие опасность для воды.

PER классифицирован как опасное вещество в EU's Black List и по нормам Germany's Haz Chem.

Растворители для сухой чистки, в частности перхлорэтилен, представляют опасность, при попадании в окружающую среду. Потенциальными источниками выбросов являются машина для чистки, воздух для сушки, контактирующая вода и осадок от перегонки, текстильное изделие, если оно неправильно высушено и/или удерживает растворитель, а также аварии.

Контроль за путями выбросов органических растворителей в секторе сухой чистки размещается в различных странах согласно их законодательству о защите окружающей среды и степени, до которой их законы соблюдаются и контролируются.

В Германии операторы сухой чистки и изготовители машин должны соблюдать множество требований для ограничения выбросов перхлорэтилена, таких как максимальные допустимые показатели дл выбросов PER в выходящем газе, на участке хранения и в соседних помещениях, которые влекут за собой существенные технические обязательства.

Однако независимо от степени, до которой регулируются выбросы PER на предприятиях сухой чистки, значительные количества PER могут удерживаться в наиболее важных основах текстильных изделий (шерсть, полиэфирное волокно), так что выделение растворителей текстильными изделиями также имеет значение. В случае PER это может привести к воздействию на потребителя, находящегося далеко от предприятия сухой чистки, из-за загрязнения воздуха.

Хлофторсодержащие углеводороды (CFC), указанные в начале описания, которые теперь не допускаются к применению при сухой чистке в большинстве стран, делают исключительно низкими температуры чистки и, из-за своей высокой летучести, также сокращают время сушки и, следовательно, уменьшают возможное механическое напряжение на текстильных изделиях.

Таким образом, можно избежать необратимого повреждения текстильных изделий с символом осторожного обращения "F".

В течение некоторого времени углеводородные растворители, не содержащие галогены (HCS), использовались как техническая альтернатива запрещенным CFC, a также широко используемого PER. Первоначально растворители HCS рассматривались только как замена CFC в отношении чистки особенно чувствительных текстильных изделий.

Растворители HCS представляют собой линейные алифатические углеводороды или смеси линейных, разветвленных и циклических алифатических углеводородов с 10-14 атомами углерода. Более высокий интервал их температур кипения от примерно 180 до 210°C отличает их от петролейных фракций, также используемых ранее при сухой чистке, или от перхлорэтилена, который имеет температуру кипения только 121°C. Растворители HCS широко используются при сухой чистке в США и Японии. Однако недостатком использования HCS является то, что, как следствие низкого давления паров, температуры сушки повышаются, и/или существенно возрастает время сушки. Это приводит к заметно большему термическому и механическому стрессу для чувствительных текстильных изделий, что сокращает срок их пользования потребителем.

Кроме того, энергетические требования для перегонки и рециклизации HCS существенно выше по сравнению с PER.

Соответственно, все еще имеется потребность в органических растворителях, которые не только обладают хорошей очищающей способностью, но также могут считаться превосходящими существующий уровень техники, по мнению токсикологов и экологов, и вследствие их физико-химических свойств.

Кроме того, они должны быть, по существу, применимыми в способах чистки, в которых на существующем уровне техники используют перхлорэтилен (PER) и углеводородные растворители (HCS).

Способ чистки с PER включает три стадии:

1) фактическая операция чистки в ванне с растворителем, которая также содержит некоторое количество воды и усилители чистки (включающие поверхносто-активные вещества, сорастворители и другие компоненты);

2) сушка горячим воздухом и извлечение растворителя конденсацией и адсорбцией;

3) регенерация растворителя путем фильтрации и перегонки или десорбции.

Чистка с HCS в основном включает те же стадии, что и способ чистки с PER. Методы чистки предлагают различные процедуры, различающиеся разделением стадий чистки и сушки (метод повторной загрузки), причем чистку и сушку объединяют в одной машине (замкнутый контур), и также инертизацией во время чистки и сушки (азот, сочетание свежего воздуха и циркулирующего воздуха или вакуум).

Органические растворители, рассматриваемые как альтернатива перхлорэтилену и/или углеводородным растворителям, должны удовлетворять, по меньшей мере, по существу, следующим требованиям: хорошая очищающая способность вообще и хорошая способность отделять водорастворимые или смачиваемые водой загрязнения и загрязнения пигментами, в случае соответствующих сочетаний с водорастворимыми поверхностно-активными веществами (усилители чистки); очень хорошая растворяющая способность в отношении жиров и масел; хорошая диспергирующая способность и достаточная устойчивость дисперсии в отношении пигментированных загрязнений для того, чтобы избежать посерения; очень небольшое, если таковое имеется, влияние на волокна, красители и отделку, т.е. только очень ограниченное набухание волокон, отсутствие вредного влияния в виде усадки шерсти, незначительные изменения термомеханических свойств волокон, отсутствие отслаивания красителей, отделок, расплавления адгезивов и т.д. (и в процессе сушки); очень небольшое удерживание в волоконной основе; отсутствие запаха растворителя в вычищенных текстильных изделиях; высокая летучесть для облегчения сушки и удаления; достаточно высокая температура воспламенения; небольшая, если имеется, коррозионная активность в отношении металлов и других материалов машин для чистки и сушки, даже в присутствии воды; только минимальное, если имеется, разложение в условиях чистки и перегонки, т.е. в присутствии загрязнений и при более высоких температурах; низкая вязкость для облегчения отделения загрязнений и для лучшего механического удаления растворителя центрифугированием; низкая растворимость в воде, но все же некоторая растворяющая способность в отношении воды (если добавляют поверхностно-активные вещества и другие солюбилизаторы); растворяющая способность в отношении так называемых усилителей чистки (содержащих, например, неионогенные, анионогенные, катионогенные, амфотерные поверхностно-активные вещества, другие растворители, например, (2-метоксиметилэтокси)пропанол, определенные соли, отбеливатели, дезинфицирующие средства, антистатики и другие добавки); образование устойчивых эмульсий воды - поверхностно-активных веществ в растворителе; соответствие максимальным показателям обработки, предусмотренным памяткой по уходу; и низкая токсичность для людей и окружающей среды.

Целью настоящего изобретения являются органические растворители, которые удовлетворяют требованиям сухой чистки лучше, чем растворители уровня техники, и которые обладают лучшим токсикологическим и экологическим профилем.

Неожиданно было обнаружено, что соединения формулы (1) обладают превосходной очищающей или растворяющей способностью в отношении жиров и масел и превосходной способностью суспендировать загрязнения и, следовательно, образовывать меньшее посерение, и считаются как токсикологически, так и экологически, по существу, более благоприятными, чем перхлорэтилен и углеводородные растворители, и, кроме того, также удовлетворяют вышеуказанным требованиям и, таким образом, являются вполне применимыми в качестве средства для сухой чистки.

Соответственно, настоящее изобретение относится к применению в качестве органического чистящего средства и растворителя при сухой чистке текстильных изделий соединений формулы (1)

где

А представляет собой (СН₂)_а или фенилен,

R ¹, R², R³ и R⁴ одинаковые или различные и означают (C₁-C₂₂)-H- и/или изоалкил, C₅- или С₆-пиклоалкил, фенил-(С ₁-С₄)-алкил, (С₁-С₉)-алкилфенил или фенил,

и а - целое число от 0 до 6.

Предпочтительно, R¹, R², R³ и R⁴ одинаковые или различные и представляют собой (C₁-C₁₃)-H- и/или изоалкил, C₅ - или С₆-циклоалкил, фенил-(С₁-С₂ )-алкил, (C₁-C₉)-алкилфенил или фенил, и а - целое число от 0 до 2.

Предпочтительнее, R¹, R², R³ и R⁴ одинаковые или различные и представляют собой (C₁-C₈ )-H- и/или изоалкил, циклогексил, бензил или фенил, и а равно 0 или 1.

Наиболее предпочтительно, R¹ , R², R³ и R⁴ одинаковые или различные и представляют собой (С₁-С₃)-н- и/или изоалкил, и а равно 0.

Примерами радикалов R¹-R⁴ являются, например, метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, н-амил, изоамил, трет-амил, неопентил, циклопентил, н-гексил, изогексил, циклогексил, октил, децил, изотридецил, фенил, бензил, фенилэтил, нонилфенил.

Соединения общей формулы (1) представляют собой ацетали. Ацетали, как правило, получают взаимодействием альдегидов с 2 моль спирта на карбонильную группу в присутствии катализаторов, таких как, например, сухой хлороводород.

Для синтеза соединений формулы (1) следует использовать диальдегиды. Предпочтительными диальдегидами для синтеза соединений формулы (1) являются глиоксаль, малоновый альдегид (1,3-пропандиаль, 1,3-пропандиальдегид), 1,4-бутандиаль и терефталевый альдегид. Особенно предпочтительным диальдегидом является глиоксаль, который приводит в соединениям формулы (1), где а=0.

Особенно предпочтительным соединением для описанной цели является тетраметоксиэтан (2) от Clariant

и аналогичное соединение тетраэтоксиэтан.

Соединения формулы (1) можно использовать на различных стадиях способа сухой чистки как в промышленности, так и при сухой чистке в домашних условиях. Они допускают, в частности, применение в качестве растворяющего и чистящего средства в основной операции чистки. В данном случае соединения формулы (1) могут полностью заменить чистящие средства перхлорэтилен, углеводороды, а также другие растворители.

Применение растворителей формулы (1) можно осуществлять согласно существующим способам в так называемых PER-машинах или в HSC-машинах (например, от Satec).

Характерные условия обработки для применения соединений формулы (1) указаны ниже как условия, описанные для обработки в PER- и HSC-машинах.

Параметр способа	PER-машина	HSC-машина
Скорости:
чистка	35 об/мин	30-40 об/мин
центрифугирование	380 об/мин	700-800 об/мин
g-фактор (центрифугирование)	77	330
Загрузка	18 кг	18 кг
Растворное отношение
низкий уровень	1:1,7 кг/л	1:3,9 кг/л
высокий уровень	1:3,9 кг/л	1:6,7 кг/л
вихревая ванна	---	1:6,7 кг/л
Фильтр	Центробежные фильтры	Картриджи
Температура сушки	60°C	70°C
Способ сушки	Завершение процесса сушки в барабане PER, содержание <2 г/м3 при температуре изделия, по меньшей мере, 35°C	Инертизация азотом, нагревание отключают при содержании кислорода <9%
Перегонка растворителя	При атмосферном давлении	макс - 70 см Hg

Могут потребоваться модификации процессов или модификации машин для чистки, в зависимости от физико-химических свойств определенных соединений формулы (1). Например, различные температуры кипения из-за различных радикалов R¹-R⁴ и/или различия в величине могут неизбежно привести к различным температурам сушки и, например, изменению условий перегонки для извлечения растворителя (давление, температура).

Температуры воспламенения, иные чем у используемых растворителей HCS, также могут потребовать изменений в технике безопасности, например, в типе инертизации (содержание остаточного кислорода).

В частности, органические радикалы R в растворителях формулы (1) можно изменять для регулирования растворяющей способности в отношении неполярных веществ (других растворителей, жиров, масел), а также для полярных веществ и растворителей (включая воду).

Различные степень удерживания и вязкость также могут, например, вызвать необходимость в различных g-факторах для удаления растворителя центрифугированием. В коммерческой практике в HCS-машинах используют более высокие g-факторы, чем в PER-машинах.

Другие факторы, которые можно упомянуть/оптимизировать в связи с применением растворителей формулы (1) включают, например, время чистки, растворное отношение, ритм реверсирования, уровень загрузки, идентичность и количество используемых усилителей, применение вихревой ванны через подачу смеси воздух-растворитель для деликатной чистки чувствительных текстильных изделий.

Все такие модификации обычных способов сухой чистки, которые являются результатом использования новых растворителей формулы (1), легко определяются специалистом в данной области техники через предварительные испытания.

Способы сухой чистки также разделяются на способ с одной ванной и способ с двумя ваннами. Стандартная обработка, как правило, является чисткой по способу в двух ваннах с использованием малого растворного отношения в первой ванне и большего растворного отношения во второй ванне. Первая ванна служит для отделения основных загрязнений. Растворители формулы (1) можно использовать как в способе с одной ванной, так и в способе с двумя ваннами.

Но, в принципе, также возможно объединение чистящих средств формулы (1) с перхлорэтиленом, углеводородами или другими растворителями и, таким образом, частичная замена традиционных растворителей.

Так же, как при использовании в качестве "основного чистящего средства" (для основной операции чистки), соединения формулы (1) также можно использовать в средствах для выведения пятен, в активаторах чистки или усилителях чистки. Средства для удаления пятен используют для удаления пятен в технологии чистки текстильных изделий. Различают группы средств для удаления пятен, перечисленные далее.

1) Средства для чистки щеткой используют для предварительного удаления пятен с больших загрязненных участков текстильных изделий. Их применяют в чистом виде с мягкой щеткой или разбрызгивая на сильно загрязненные участки перед основной операцией чистки.

2) Специальные средства для удаления пятен используют для обработки интенсивных специфических пятен на текстильных изделиях. Их наносят непосредственно на пятно и оставляют действовать перед основной операцией чистки.

3) Средства для обработки после удаления пятен используют после основной операции чистки для удаления любых оставшихся пятен.

Активаторы чистки используют для удаления пятен, и они также могут содержать, например, адсорбенты запаха. Их применяют в ванне для предварительной обработки и, так как они являются растворителями загрязнений для того, чтобы избежать любой обработки щеткой.

Усилители чистки, при добавлении в органический растворитель, используемый в качестве чистящего средства, предназначены для усиления эффективности чистки и, более конкретно, также для удаления водорастворимых или набухающих в воде загрязнений, которые только умеренно растворяются, если вовсе не растворяются, в органическом растворителе. Примеры таких водорастворимых соединений включают соль в виде мелких частиц (NaCl высокой чистоты или также в смеси с золями CaCl ₂ или MgCl₂), используемую зимой для борьбы с обледенением тротуаров и улиц. Они также будут удалять нерастворимые пигментированные загрязнения и обнаруживать способность диспергирования пигментов и таким образом ингибировать обратное осаждение отделившихся частиц грязи. Они также служат для того, чтобы избежать пиллинга и улучшить фактуру ткани. Усилители чистки обычно содержат поверхностно-активные вещества (в частности, анионогенные, неионогенные, амфотерные поверхностно-активные вещества и также катионогенные поверхностно-активные вещества), растворители, антистатики, умягчители или добавки, улучшающие фактуру, и, в соответствующем случае, специальные добавки, такие как дезинфицирующие средства и отбеливатели. Кроме того, усилитель чистки можно использовать для введения небольших количеств воды в ванну для чистки, которые образуют эмульсии в органических растворителях с поверхностно-активными веществами.

Ванна с чистящим средством, т.е. растворителем формулы (1), используемым для основной операции чистки, средствами для выведения пятен, активаторами чистки и усилителями чистки, содержащими растворитель формулы (1), может содержать также усилители отделения загрязнений, перечисленные далее.

Поверхностно-активные вещества

Поверхностно-активные вещества, которые можно использовать для добавления к или в чистящие средства формулы (1), например, в тетраметоксиэтан (2), представляют собой следующие средства.

Анионогенные поверхностно-активные вещества

Применимые анионогенные поверхностно-активные вещества включают сульфаты, сульфонаты, карбоксилаты, фосфаты и их смеси. Подходящими катионами являются щелочные металлы, например, натрий или калий, или щелочноземельные металлы, например кальций, включая моно-, ди- или триэтаноламмониевый катион, и их смеси.

Особенно предпочтительными являются следующие типы анионогенных поверхностно-активных веществ:

сульфонаты сложных алкилэфиров, алкилсульфаты, сульфаты простых алкилэфиров, алкилбензолсульфонаты, алкансульфонаты и мыла, описанные далее.

Сульфонаты сложных алкилэфиров включают линейные эфиры (C₈-C ₂₂)- карбоновых кислот (т.е. жирных кислот), которые сульфируют газообразным SO₃. Подходящими исходными веществами являются природные жиры, такие как например, сало, кокосовое масло и пальмовое масло. Но карбоновые кислоты также могут быть синтетическими по природе. Предпочтительными сульфонатами алкилэфиров являются соединения формулы

где R¹ представляет собой (С ₈-С₂₀)-углеводородный радикал, предпочтительно, алкил, и R представляет собой (С₁-С₆)-углеводородный радикал, предпочтительно, алкил. М представляет катион, который образует водорастворимую соль с сульфонатом алкилэфира. Подходящими катионами являются катионы натрия, калия, лития или аммония, или такие, как моноэтаноламин, диэтаноламин и триэтаноламин. Предпочтительно, R¹ представляет собой (С₁₀ -С₁₆)-алкил, и R представляет собой метил, этил или изопропил. Особое предпочтение отдают сульфонатам метиловых эфиров, где R¹ представляет собой (С₁₀-С₁₆ )-алкил.

Алкилсульфаты представляют собой соли или кислоты формулы ROSO₃M, где R представляет собой (С₁₀-С₂₄)-углеводородный радикал, предпочтительно, алкил, или гидроксиалкильный радикал с (С₁₀-С ₂₀)-алкильным компонентом, предпочтительнее, радикал (С ₁₂-С₁₈-алкил или гидроксиалкил.

М представляет собой водород или катион, например катион щелочного металла (причем примерами являются натрий, калий, литий) или аммоний или замещенный аммониевый катион, например катионы метил-, диметил- и триметиламмония, и катионы четвертичного аммония, такие как катионы тетраметиламмония и диметилпиперидиния, и катионы четвертичного аммония, образованные от алкиламинов, таких как этиламин, диэтиламин, триэтиламин, и их смеси.

Сульфаты простых алкилэфиров представляют собой соли или кислоты формулы RO(А)_mSO₃M, где R представляет собой незамещенный (С₁₀-С₂₄)-алкильный или гидроксиалкильный радикал, предпочтительно, (С₁₂ -С₂₀)-алкильный или гидроксиалкильный радикал, предпочтительнее, (С₁₂-С₁₈-алкильный или гидроксиалкильный радикал. А представляет собой звено этокси или пропокси, m больше 0, предпочтительно, от около 0,5 до около 6, и предпочтительнее, от около 0,5 до около 3, и М представляет собой атом водорода или катион, например, катион натрия, калия, лития, кальция, магния, аммония или замещенного аммония.

Конкретными примерами замещенных катионов аммония являются катионы метил-, диметил и триметиламмония, и катионы четвертичного аммония, такие как катионы тетраметиламмония и диметилпиперидиния, а также катионы, образованные от алкиламинов, таких как этиламин, диэтиламин, триэтиламин, и их смеси. Примерами, которые можно упомянуть, являются сульфаты простых эфиров (С₁₂-С₁₈ -жирных спиртов, где содержание ЕО равно 1, 2, 2,5, 3 или 4 моль на моль сульфата эфира жирного спирта, и где М представляет собой натрий или калий.

Алкильная группа во вторичных алкансульфонатах может быть или насыщенной или ненасыщенной, разветвленной или линейной и, необязательно, гидроксизамещенной. Сульфогруппа может располагаться в любом положении углеродной цепи, хотя первичные метальные группы в любом конце цепи не содержат какие-либо сульфонатные группы.

Предпочтительные вторичные алкансульфонаты содержат линейные алкильные цепи с примерно 9-25 атомами углерода, предпочтительно, от примерно 10 до примерно 20 атомов углерода, и предпочтительнее, примерно 13-17 атомов углерода. Катионом является, например, катион натрия, калия, аммония, моно-, ди- или триметиламмония, кальция, или магния, или их смеси. Предпочтительным является катион натрия.

Вторичные алкансульфонаты можно получить под торговым названием Hostapur SAS (от Clariant).

Так же, как и вторичные алкансульфонаты, первичные алкансульфонаты можно использовать подобным образом в моющих композициях по настоящему изобретению. Предпочтительные алкильные цепи и катионы те же, что и для вторичных алкансульфонатов.

Применимые анионогенные поверхностно-активные вещества включают алкенил- или алкилбензолсульфонаты. Алкенильная или алкильная группа может быть разветвленной или линейной и, необязательно, гидроксизамещенной. Предпочтительные алкилбензолсульфонаты содержат линейные алкильные цепи с примерно 9-25 атомами углерода, и предпочтительно, содержат от примерно 10 до примерно 13 атомов углерода; катионом является катион натрия, калия, аммония, моно-, ди- или триэтаноламмония, кальция или магния или их смеси.

Катион магния является предпочтительным для систем с мягкими поверхностно-активными веществами, в то время как катион натрия предпочтителен для стандартных применений. То же применимо к алкенилбензолсульфонатам.

Термин "анионогенные поверхностно-активные вещества" также включает олефинсульфонаты, которые получают сульфонированием (С₈-С₂₄)-олефинов, и предпочтительно, (С ₁₄-С₁₆- -олефинов, триоксидом серы и последующей нейтрализацией. Данный способ получения таков, что полученные олефинсульфонаты могут содержать незначительные количества гидроксиалкансульфонатов и алкандисульфонатов.

Предпочтительные анионогенные поверхностно-активные вещества также включают карбоксилаты, причем примерами являются мыла жирных кислот и сравнимые поверхностно-активные вещества. Мыла могут являться насыщенными или ненасыщенными и могут содержать различные заместители, такие как гидроксильные группы или -сульфонатные группы. Предпочтение отдается линейным насыщенным или ненасыщенным углеводородным радикалам как гидрофобным группам, содержащим от примерно 6 до примерно 30, и предпочтительно, от 10 до примерно 18 атомов углерода.

Применимые анионогенные поверхностно-активные вещества также включают соли ациламинокарбоновых кислот, ацилсаркозинаты, полученные взаимодействием хлоридов жирных кислот с саркозинатом натрия в щелочной среде; продукты конденсации жирных кислот и белков, полученные взаимодействием хлоридов жирных кислот с олигопептидами; соли алкилсульфамидокарбоновых кислот; соли простых алкил- и алкиларилэфиров карбоновых кислот; сульфонированные поликарбоновые кислоты; алкил- и алкенилглицерилсульфаты, такие как олеилглицерилсульфаты, сульфаты простых эфиров алкилфенола, алкилфосфаты, фосфаты простых алкилэфиров, изэтионаты, такие как ацилизэтионаты, N-ацилтауриды, алкилсукцинаты, сульфосукцинаты, моноэфиры сульфосукцинатов (в частности, насыщенные и ненасыщенные моноэфиры С₁₂-С₁₈) и диэфиры сульфосукцинатов (в частности, насыщенные и ненасыщенные диэфиры C₁₂ -C₁₈), ацилсаркозинаты, сульфаты алкилполисахаридов, такие как сульфаты алкилполигликозидов, разветвленные первичные алкилсульфаты и алкилполиэтоксикарбоксилаты, такие как соединения формулы RO(CH₂CH₂)_kCH₂ COO^-M⁺, где R представляет собой (С ₈-С₂₂)-алкил, k равен числу от 0 до 10, и М представляет собой катион.

Неионогенные поверхностно-активные вещества

Продукты конденсации алифатических спиртов с от примерно 1 до примерно 25 моль этиленоксида.

Алкильная цепь алифатических спиртов может быть линейной или разветвленной, первичной или вторичной и содержит, в целом, от примерно 8 до примерно 22 атомов углерода. Особое предпочтение отдают продуктам конденсации спиртов С₁₀-С₂₂ с от примерно 2 до примерно 18 моль этиленоксида на молекулу спирта. Алкильная цепь может быть насыщенной или ненасыщенной. Этоксилаты спиртов могут содержать этиленоксид при узком распределении по гомологам ("узкий интервал этоксилатов") или при широком распределении по гомологам ("широкий интервал этоксилатов"). Такой класс продуктов включает, например, продукты марок Genapol® (от Clariant).

Продукты конденсации этиленоксида с гидрофобной основой, образованной конденсацией пропиленоксида с пропиленгликолем

Гидрофобная часть таких соединений, предпочтительно, имеет молекулярную массу от примерно 1500 до примерно 1800. Присоединение этиленоксида к такой гидрофобной части приводит к улучшенной растворимости в воде. Продукт представляет собой жидкость до содержания полиоксиэтилена около 50% от общей массы продукта конденсации, что соответствует конденсации с до около 40 моль этиленоксида. Коммерчески доступными примерами такого класса продуктов являются продукты марок Genapol PF® (от Clariant).

Продукты конденсации этиленоксида с продуктом реакции пропиленоксида и этилендиамина

Гидрофобное звено таких соединений состоит из продукта реакции этилендиамина с избытком пропиленоксида и, как правило, имеет молекулярную массу в интервале примерно 2500-3000. Этиленоксид присоединяют к такому гидрофобному звену до уровня от примерно 40 мас.% до примерно 80 мас.% полиоксиэтилена и молекулярной массы примерно 5000-11000. Коммерчески доступными примерами такого класса соединений являются продукты марок Tetronic® от BASF и марок Genapol PN® от Clariant GmbH.

Семиполярные неионогенные поверхностно-активные вещества

Категория неионогенных соединений включает водорастворимые аминоксиды, водорастворимые фосфиноксиды и водорастворимые сульфоксиды, причем каждый тип соединений содержит алкильный радикал с от примерно 10 до примерно 18 атомами углерода. Семиполярные неионогенные поверхностно-активные вещества также включают аминоксиды формулы

где R представляет собой алкильную, гидроксиалкильную или алкилфенольную группу с длиной цепи от примерно 8 до примерно 22 атомов углерода, R² представляет собой алкиленовую или гидроксиалкиленовую группу, содержащую от примерно 2 до примерно 3 атомов углерода, или их смеси, причем каждый радикал R ¹ представляет собой алкильную или гидроксиалкильную группу, содержащую от примерно 1 до примерно 3 атомов углерода, или полиэтиленоксидную группу, содержащую от примерно 1 до примерно 3 этиленоксидных звеньев, и x равен от 0 до примерно 10. Группы R¹ могут соединяться вместе через атом кислорода или азота и образовывать таким образом цикл. Аминоксиды такого типа представляют собой, в частности, (С₁₀-C₁₈)-алкилдиметиламиноксиды и (С₈-С₁₂-алкоксиэтилдигидроксиэтиламиноксиды.

Амиды жирных кислот

Амиды жирных кислот имеют формулу

где R представляет собой алкильную группу, содержащую от примерно 7 до примерно 21, и предпочтительно, от примерно 9 до примерно 17 атомов углерода, и каждый радикал R ¹ представляет собой атом водорода, (С₁-С ₄)-алкил, (C₁-C₄)-гидроксиалкил или (C₂H₄O)_xH, где x изменяется от примерно 1 до примерно 3. Предпочтительными являются (С ₈-С₂₀)-амиды, моноэтаноламиды, диэтаноламиды и изопропаноламиды.

Применимые неионогенные поверхностно-активные вещества также включают алкил- и алкенилолигогликозиды и также полигликолевые эфиры жирных кислот или полигликолевые эфиры жирных аминов, которые все содержат 8-20, и предпочтительно, 12-18 атомов углерода в жирной алкильной части, алкоксилированные тригликамиды, смешанные простые эфиры или смешанные формилы, алкилолигогликозиды, алкенилолигогликозиды, N-алкилглюкамиды жирных кислот, фосфиноксиды, диалкилсульфоксиды и белковые гидролизаты.

Полиэтиленовые, полипропиленовые и полибутиленовые конденсаты алкилфенолов

Такие соединения включают продукты конденсации алкилфенолов с (С₆-С₂₀)-алкильной группой, которая может быть или линейной или разветвленной, с алкиленоксидами. Предпочтение отдают соединениям, содержащим от примерно 5 до примерно 25 моль алкиленоксида на моль алкилфенола. Коммерчески доступными поверхностно-активными веществами такого типа являются, например, продукты марок Arkopal N® (от Clariant). Такие поверхностно-активные вещества относят к алкоксилатам алкилфенолов, примером которых являются этоксилаты алкилфенолов.

Цвиттерионные поверхностно-активные вещества

Типичными примерами амфотерных или цвиттерионных поверхностно-активных веществ являются алкилбетаины, алкиламидбетаины, аминопропионаты, аминоглицинаты или амфотерные соединения имидазолиния формулы

где R¹ обозначает (С₈ -С₂₂)-алкил или -алкенил, R² обозначает водород или CH₂CO₂M, R³ обозначает CH₂CH₂OH или CH₂CH₂ OCH₂CH₂CO₂M, R⁴ обозначает водород, CH₂CH₂OH или CH₂CH ₂COOM, Z обозначает СО₂М или CH₂CO ₂M, n равен 2 или 3, предпочтительно, 2, М обозначает водород или катион, такой как катион щелочного металла, щелочноземельного металла, аммония или алканоламмония.

Предпочтительными амфотерными поверхностно-активными веществами указанной формулы являются монокарбоксилаты и дикарбоксилаты. Их примерами являются кокоамфокарбоксипропионат, кокоамидокарбоксипропионовая кислота, кокоамфокарбоксиглицинат (также называемый кокоамфодиацетатом) и кокоамфоацетат.

Предпочтительные амфотерные поверхностно-активные вещества также включают алкилдиметилбетаины (Genagen LAB/® Clariant GmbH) и алкилдиполиэтоксибетаины с алкильным радикалом от примерно 8 до примерно 22 атомов углерода, который может быть линейным или разветвленным, предпочтительно, с 8-18 атомами углерода, и предпочтительнее, содержащим от примерно 12 до примерно 18 атомов углерода.

Применимые катионогенные поверхностно-активные вещества включают замещенные или незамещенные соли четвертичного аммония с линейными или разветвленными цепями типа R¹N(CH₃)₃ ⁺X^-, R^lR²N(CH ₃)₂ ⁺X^-, R¹R²R ³N(CH₃)⁺X^- или R¹ R²R³R⁴N⁺X^- . Радикалы R¹, R², R³ и R ⁴ могут, предпочтительно и независимо, представлять собой незамещенный алкил с длиной цепи 8-24 атома углерода, и в особенности, 10-18 атомов углерода, гидроксиалкил, содержащий от примерно 1 до примерно 4 атомов углерода, фенил, (С₂-С ₁₈)-алкенил, например, жирный алкенил или олеил, (С ₇-С₂₄)-аралкил, (C₂H₄O) _xH, где x равен величине от примерно 1 до примерно 3, или алкильные радикалы, содержащие одну или несколько сложноэфирных групп, или циклические соли четвертичного аммония. Х представляет собой подходящий анион.

Наряду с поверхностно-активными веществами также могут присутствовать другие материалы, такие как

поглотители запаха, дезодоранты, ароматизаторы, антистатики, противомикробные вещества, такие как бактерициды и фунгициды, консерванты, солюбилизаторы, агенты, регенерирующие волокна, отделочные вещества, эмульгаторы, ферменты, пропитывающие вещества, а также вода в небольших количествах.

Примеры

Исследования, описанные в данном описании ниже, осуществляют с использованием тетраметоксиэтана (ТМЕ) формулы (2) как примера растворителя формулы (1).

В качестве стандартных растворителей используют

тетрахлорэтен (= перхлорэтилен, = PER) и

С_10-13-изоалканы (= углеводородный растворитель = HCS).

Пример 1

Исследуют способность удалять пятно жидкого парафина с различных тканей для стандартных испытаний исследовательского института прачечного хозяйства Waschereiforschunganstalt Krefeld.

Используемыми для испытаний тканями являются

хлопчатобумажная wfk 10A, хлопок-полиэфир wfk 20A, полиэфирная wfk 30A, полиамидная wfk 40A, акриловая wfk 50A, шерстяная wfk 60A и шелковая wfk 70A.

Каждую из указанных тканей загрязняют парафиновым маслом, окрашенным жирорастворимым красителем Суданом красным. Измеряют коэффициент отражения (степень белизны) загрязненных тканей.

Затем испытываемые ткани стирают с тетраметоксиэтаном и стандартными растворителями при комнатной температуре в лабораторной стиральной машине Linitest. Для каждого типа ткани стирка включает неокрашенную белую ткань такого же типа для того, чтобы можно было исследовать перенос/повторное осаждение грязи. После стирки испытываемые ткани сушат и оценивают так, как описано далее.

Определяют количество отделившейся грязи, коэффициент отражения (степень белизны) чистых тканей, и вычисляют различие с величинами, измеренными для загрязненных тканей.

Чем выше dR значений коэффициентов отражения, тем лучше удаление экспериментального загрязнения. Для того чтобы определить повторное осаждение грязи, сравнивают величины L, a, b соседних белых тканей до и после стирки и вычисляют цветовое различие dE.

Чем меньше цветовое различие dE, там меньше образцы тканей окрашиваются за счет переноса грязи (повторного осаждения).

Таблица 1
Удаление парафинового масла тетраметоксиэтаном в сравнении с PER и HSC
Испытываемая ткань	dR степени белизны (%) после чистки
	тетраметоксиэтаном	PER	HSC
wfk 10A	47,1	45,8	38,6
wfk 20A	41,9	41,4	37,1
wfk 30A	38,2	36,8	36,4
wfk 40A	21,7	21,5	20,1
wfk 50A	40,9	39,5	39,6
wfk 60A	35,0	34,0	34,2
wfk 70A	28,0	26,3	27,6
Общее (все ткани)	252,8	245,3	233,6

Таблица 2
dE окрашивания белых тканей за счет повторного осаждения грязи
Испытываемая ткань	dE окрашивания белых тканей за счет повторного осаждения грязи в
	тетраметоксиэтане	PER	HSC
wfk 10A	1,7	2,0	4,6
wfk 20A	1,7	2,1	2,6
wfk 30A	0,7	0,9	1,0
wfk 40A	2,2	2,2	3,2
wfk 50A	0,8	2,5	1,2
wfk 60A	3,0	3,5	1,0
wfk 70A	0,7	2,6	0,5
Общее (все ткани)	10,8	15,8	14,1

Пример 2

Исследуют способность удалять пятно растительного масла с различных тканей для стандартных испытаний исследовательского института прачечного хозяйства Waschereiforschunganstalt Krefeld. Используемым для испытаний растительным маслом является подсолнечное масло, также окрашенное Суданом красным.

Процедура анализа схожа с процедурой в примере 1.

Таблица 3
Удаление подсолнечного масла тетраметоксиэтаном в сравнении с PER и HSC
Испытываемая ткань	dR степени белизны (%) после чистки
	тетраметоксиэтаном	PER	HSC
wfk 10A	46,0	42,9	36,2
wfk 20A	43,3	41.3	38,3
wfk 30A	36,5	34,7	35,3
wfk 40A	21,1	19,8	19,9
wfk 50A	24,8	23,3	22,1
wfk 60A	17,0	17,1	17,6
wfk 70A	15,9	15,2	15,8
Общее (все ткани)	204,6	194,3	185,2

Таблица 4
dE окрашивания белых тканей за счет повторного осаждения грязи
Испытываемая ткань	dE окрашивания белых тканей за счет повторного осаждения грязи в
	тетраметоксиэтане	PER	HSC
wfk 10A	1,8	2,4	4,0
wfk 20A	1,8	2,0	2,8
wfk 30A	0,8	1,2	1,0
wfk 40A	2,2	2,3	3,2
wfk 50A	0,7	1,8	1,4
wfk 60A	3,5	3,6	1,0
wfk 70A	0,6	1,6	0,8
Общее (все ткани)	11,4	14,9	14,2

Пример 3

Исследуют чистящую способность тетраметоксиэтана в сравнении с PER и HSC на различных загрязненных стандартизованных тканях из исследовательского института прачечного хозяйства Waschereiforschunganstalt Krefeld. Используют следующие ткани для испытаний: хлопок-полиэфир wfk 20C (ткань смешана с жирным-пигментным загрязнением) и хлопок-полиэфир wfk 20D (ткань смешана с загрязнением синтетическим кожным салом). Испытываемые ткани стирают в лабораторной стиральной машине Linitest при комнатной температуре. Стирка включает незагрязненную белую ткань wfk 20А для того, чтобы можно было исследовать перенос грязи с загрязненной ткани на белую ткань.

Количественное определение очищения тканей и эффективности чистки, основанное на измерениях, и переноса грязи/посерения осуществляют так, как описано в примере 1.

Таблица 5
Чистка стандартных загрязненных тканей для испытаний тетраметоксиэтаном в сравнении с PER и HSC
Испытываемая ткань	Повышение dR (%) степени белизны после чистки
	тетраметоксиэтаном	PER	HSC
wfk 20C	17,9	13,7	17,2
wfk 20D	17,6	9,5	11,5
Общее (все ткани)	35,5	23,2	28,7

Таблица 6
dE окрашивания белых тканей за счет повторного осаждения грязи
Белая ткань, выстиранная в присутствии	dE окрашивания белых тканей за счет повторного осаждения грязи в
	тетраметоксиэтане	PER	HSC
wfk 20C	4,3	9,2	5,9
wfk 20A	6,5	7,2	5,1
Общее (все ткани)	10,8	16,4	11,0

Пример 4. Устойчивость окрашивания текстильных изделий

Устойчивость окрашивания текстильных изделий испытывают на различных коммерчески доступных окрашенных тканях. Окрашенными тканями являются

1) 100% полиамид, бирюзовый,

2) 100% полиэфир, чисто ярко-синий,

3) 100% полиэфир, желтый,

4) 100% шелк, бордо,

5) 100% шелк, темно-зеленый,

6) 100% вискоза, бордо,

7) 100% вискоза, черная,

8) 100% шерсть, коричневато-желтая.

Два образчика окрашенной ткани одновременно стирают вместе с 4 образчиками белой ткани для испытаний wfk 20A тетраметоксиэтаном и стандартными растворителями в стиральной машине Linitest при комнатной температуре.

Один окрашенный образчик и два белых образчика извлекают через 10 мин. Второй окрашенный образчик и оставшиеся два белых образчика стирают еще в течение 50 минут.

После сушки окрашенные ткани и белые ткани оценивают следующим образом.

Определяют цветовое различие dE с нестиранными окрашенными тканями для того, чтобы количественно оценить сохранение цвета окрашенных тканей. Чем ниже цветовые различия dE, тем меньше воздействует на окраску чистящее средство.

Возможный перенос загрязнения из-за отделения красителя определяют количественно, измеряя цветовое различие dE стиранных белых образчиков относительно нестиранных белых образчиков. Чем ниже величина dE, тем меньше белые ткани окрашиваются окрашенными тканями.

В идеале величины dE равны нулю как в случае сохранения цвета, так и в случае переноса цвета.

Таблица 7
Сохранение цвета различных окрашенных текстильных изделий после стирки с тетраметоксиэтаном в течение 10 мин в сравнении с PER и HCS
Окрашенная ткань	Цветовые различия dE после 10-мин стирки в
	ТМЕ	PER	HCS
100% полиамид, бирюзовый	0,6	2,1	2,1
100% полиэфир, чисто ярко-синий	0,2	0,4	0,2
100% полиэфир, желтый	0,9	1,4	1,0
100% шелк, бордо	1,0	0,1	0,6
100% шелк, темно-зеленый	0,4	0,2	0,3
100% вискоза, бордо	1,0	0,9	1,1
100% вискоза, черная	0,6	1,1	0,8
100% шерсть, коричневато-желтая	0,4	0,6	1,0
Общее (все ткани)	5,1	5,8	7,1

Таблица 8
Сохранение цвета различных окрашенных текстильных изделий после стирки с тетраметоксиэтаном в течение 60 мин в сравнении с PER и HCS
Окрашенная ткань	Цветовые различия dE после 60-мин стирки в
	ТМЕ	PER	HCS
100% полиамид, бирюзовый	1,0	2,7	2,4
100% полиэфир, чисто ярко-синий	0,4	0,4	0,3
100% полиэфир, желтый	1,2	1,5	1,5
100% шелк, бордо	1,8	0,8	1,4
100% шелк, темно-зеленый	0,6	1,3	0,4
100% вискоза, бордо	2,6	0,9	2,3
100% вискоза, черная	0,7	1,1	1,2
100% шерсть, коричневато-желтая	0,9	1,2	1,2
Общее (все ткани)	9,2	9,9	10,7

Таблица 9
Перенос красителя на белую ткань при стирке с окрашенными тканями в тетраметоксиэтане в течение 10 мин в сравнении с PER и HCS
Белая ткань, стиранная в присутствии окрашенной ткани	dE окрашивания после 10-мин стирки в
	ТМЕ	PER	HCS
100% полиамида бирюзового	4,4	4,5	3,5
100% полиэфира чисто ярко-синего	2,6	3,0	3,2
100% полиэфира желтого	2,1	2,1	2,0
100% шелка бордо	2,8	3,0	2,9
100% шелка темно-зеленого	2,8	3,4	2,6
100% вискозы бордо	2,4	2,8	2,6
100% вискозы черной	2,3	2,5	2,4
100% шерсти коричневато-желтой	2,5	2,9	2,8
Общее (все ткани)	21,9	24,2	22,0

Таблица 10
Перенос красителя на белую ткань при стирке с окрашенными тканями в тетраметоксиэтане в течение 60 мин в сравнении с PER и HCS
Белая ткань, стиранная в присутствии окрашенной ткани	dE окрашивания после 60-мин стирки в
	ТМЕ	PER	HCS
100% полиамида бирюзового	4,9	4,7	4,6
100% полиэфира чисто ярко-синего	2,6	3,0	3,2
100% полиэфира желтого	2,1	2,1	2,2
100% шелка бордо	3,2	3,2	2,9
100% шелка темно-зеленого	2,9	3,6	2,8
100% вискозы бордо	3,0	3,4	2,7
100% вискозы черной	2,4	2,7	2,7
100% шерсти коричневато-желтой	2,7	3,0	2,9
Общее (все ткани)	23,8	25,7	24,0