BR112018016481B1 - Detergente líquido - Google Patents
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Abstract
Um detergente líquido compreendendo: (a) de 0 a 30% em peso de água; (b) de 60 a 90% em peso de tensoativos; e (c) de 0,5 a 10% em peso de um polímero acrílico compreendendo de 20 a 50% em peso de unidades polimerizadas de ácido (met)acrílico e de 50 a 80% em peso de unidades polimerizadas de um monômero de estrutura H2C=C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH (R?)CH2O)mR?; em que R é H ou CH3, R? é C1-C2 alquil; R? é C8-C22 alquil ou C8-C16 alquilfenil; n é um número médio de 630 e m é um número médio de 0-10, desde que n=m e m + n seja 6-30.
Description
[001] Esta invenção refere-se a formulações de detergente com baixo teor de água, por exemplo, aquelas incluídas em bolsas dispersíveis em água.
[002] São conhecidas formulações de detergentes em bolsa, nas quais uma formulação de detergente é incluída em uma bolsa dispersível em água. Formulações contidas em bolsas geralmente têm menor teor de água do que outras formulações de detergente. Polímeros acrílicos como aditivos antirredeposição são conhecidos, por exemplo, em US4797223. Contudo, esta referência não sugere a utilização das formulações detergentes reivindicadas aqui.
[003] O problema resolvido por esta invenção é a necessidade de formulações melhoradas de detergentes para limpeza em bolsas.
[004] A presente invenção proporciona um detergente líquido compreendendo: (a) de 0 a 30% em peso de água; (b) de 60 a 90% em peso de tensoativos; e (c) de 0,5 a 10% em peso de um polímero acrílico compreendendo de 20 a 50% em peso de unidades polimerizadas de ácido (met)acrílico e de 50 a 80% em peso de unidades polimerizadas de um monômero de estrutura H2C=C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R’)CH2O)mR”; em que R é H ou CH3, R’ é C1-C2 alquil; R” é C8-C22 alquil ou C8-C16 alquilfenil; n é um número médio de 6-30 e m é um número médio de 0-10, desde que n>m e m + n seja 6-30.
[005] As percentagens são percentagens em peso (% p/p) e as temperaturas são em °C, salvo especificação em contrário. As operações foram realizadas à temperatura ambiente (20-25°C), salvo indicação em contrário. As percentagens de peso dos componentes no detergente são baseadas em pesos de ingredientes ativos, por exemplo, moléculas de tensoativo sem qualquer água que possa estar em um produto comercial de tensoativo e no peso de toda a composição líquida de detergente de roupa, incluindo água. As percentagens de unidades monoméricas no polímero acrílico são baseadas no peso total das cadeias poliméricas, isto é, peso seco. O termo "(met)acrílico" significa metacrílico ou acrílico. Grupos alquil são grupos hidrocarbil saturados que podem ser lineares ou ramificados. Grupos aralquil são grupos alquil substituídos por grupos aril. Exemplos de grupos aralquil incluem, por exemplo, benzil, 2-feniletil e 1-feniletil. Como aqui utilizado, o termo "tensoativo" inclui sabões de ácido graxo.
[006] Tal como aqui utilizado, a menos que indicado de outra forma, a expressão "peso molecular" ou Mw para se referir ao peso molecular médio ponderal como medido de uma maneira convencional com padrões de cromatografia de permeação em gel (GPC) e padrões de ácido poliacrílico. As técnicas de GPC são discutidas em detalhes em Modern Size Exclusion Chromatography, W. W. Yau, J. J. Kirkland, D. D. Bly; Wiley-Interscience, 1979, e em A Guide to Materials Characterization and Chemical Analysis, J. P. Sibilia; VCH, 1988, pág. 81-84. Os pesos moleculares são reportados aqui em unidades de Daltons.
[007] De preferência, o detergente compreende pelo menos 1% em peso do polímero acrílico, de preferência pelo menos 1,5% em peso, de preferência pelo menos 2% em peso; preferivelmente não mais que 8% em peso, de preferência não mais que 7% em peso, de preferência não mais que 6% em peso, de preferência não mais que 5% em peso.
[008] De preferência, o polímero é um polímero acrílico, isto é, um tendo pelo menos 60% em peso de resíduos polimerizados de monômeros acrílicos, de preferência pelo menos 75% em peso, de preferência pelo menos 80% em peso, de preferência pelo menos 90% em peso, de preferência pelo menos 95% em peso, de preferência pelo menos 98% em peso. Os monômeros acrílicos incluem ácidos (met)acrílicos e seus ésteres de C1-C22 alquil ou hidroxialquil, incluindo monômeros de estrutura H2C=C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R’)CH2O)mR”; ácido crotônico, ácido itacônico, ácido fumárico, ácido maleico, anidrido maleico, (met)acrilamidas, (met)acrilonitrila e ésteres de alquilo ou hidroxialquil de ácido crotônico, ácido itacônico, ácido fumárico ou ácido maleico.
[009] De preferência, o polímero acrílico compreende pelo menos 55% em peso de unidades polimerizadas de um monômero de estrutura H2C=C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R’)CH2O)mR”, preferivelmente pelo menos 60% em peso, preferencialmente pelo menos 65% em peso; preferivelmente não mais que 77% em peso, de preferência não mais que 75% em peso. De preferência, o polímero acrílico compreende pelo menos 23% em peso de unidades polimerizadas de ácido (met)acrílico, de preferência pelo menos 25% em peso; preferivelmente não mais que 45% em peso, de preferência não mais que 40% em peso, de preferência não mais que 35% em peso.
[0010] De preferência, R é H ou CH3. De preferência, R' é CH3. De preferência, n é pelo menos 8, de preferência pelo menos 10; de preferência n não é superior a 25, de preferência não superior a 20, de preferência não superior a 15. De um modo preferido, m não é superior a 5, de um modo preferido, não superior a 3, de um modo preferido, não superior a 1, de um modo preferido, zero. De preferência, R” é C8-C18 alquil ou C8-C16 alquilfenil, preferencialmente C8-C18 alquil, preferencialmente C10-C16 alquil. Numa modalidade preferida, R' é uma mistura de substituintes de C10-C16 alquil, preferivelmente R” é C12-C15 alquil.
[0011] De preferência, o peso molecular médio ponderal (Mw) do polímero acrílico é de 1.000 a 10.000; preferivelmente pelo menos 1.500; preferencialmente não superior a 7.000, de preferência não superior a 5.000, de preferência não superior a 4.000, de preferência não superior a 3.000.
[0012] De preferência, o polímero de ácido acrílico compreende não mais que 0,5% em peso de unidades polimerizadas de monômeros de reticulação, preferencialmente não mais que 0,3% em peso, preferivelmente não mais que 0,1% em peso, de preferência não mais que 0,05% em peso, de preferência não mais que 0,02% em peso. Um monômero de reticulação é um monômero de multietileno insaturado. De preferência, a formulação detergente compreende não mais que 0,5% em peso de um íon metálico selecionado do grupo que consiste em Zn+2, Ca+2, Mg+2 e Al+3, preferencialmente não mais que 0,3% em peso, de preferência não mais que 0,2% em peso, preferivelmente não mais que 0,1% em peso. As percentagens de íons metálicos são baseadas apenas no metal, sem o ânion.
[0013] De preferência, o detergente compreende pelo menos 65% em peso de tensoativos, de preferência pelo menos 70% em peso, de preferência pelo menos 75% em peso; preferivelmente não mais que 86% em peso; preferivelmente não mais que 83% em peso. De preferência, o detergente compreende pelo menos 3% em peso de água, preferivelmente pelo menos 4% em peso, preferivelmente pelo menos 5% em peso, preferivelmente pelo menos 6% em peso, preferivelmente pelo menos 7% em peso; preferivelmente não mais que 25% em peso, de preferência não mais que 20% em peso, de preferência não mais que 17% em peso, de preferência não mais que 15% em peso.
[0014] O(s) tensoativo(s) pode(m) ser tensoativos catiônicos, aniônicos, não iônicos, sal de metal de ácido graxo, zwiteriônicos ou betaína. De preferência, a formulação compreende pelo menos um tensoativo aniônico, de preferência pelo menos dois. De preferência, tensoativos não iônicos têm um grupo alquil tendo pelo menos seis átomos de carbono e pelo menos cinco resíduos de óxido de etileno ou de óxido de propileno polimerizados. Preferivelmente, os tensoativos não iônicos têm pelo menos cinco resíduos de óxido de etileno polimerizados, preferivelmente pelo menos seis, de preferência pelo menos sete; de preferência não mais que doze, de preferência não mais que onze, de preferência não mais que dez. De preferência, tensoativos aniônicos têm um grupo alquil tendo pelo menos dez átomos de carbono e um grupo aniônico, de preferência selecionado de sulfonatos e sufatos. Os tensoativos aniônicos também podem ter resíduos polimerizados de óxido de etileno e/ou podem ter anéis aromáticos, por exemplo, alquilbenzeno sulfonatos lineares. Alguns tensoativos aniônicos são sais de metais alcalinos de ácidos graxos. De preferência, a composição de detergente compreende de 5 a 20% em peso de alquilbenzeno sulfonatos lineares, de preferência 5 a 15% em peso, de preferência 8 a 13% em peso. De preferência, os alquilbenzeno sulfonatos têm um grupo C10-C14 alquil. Preferencialmente, a composição de detergente compreende pelo menos 2% em peso de alquil sulfatos, de preferência pelo menos 3% em peso, de preferência pelo menos 4% em peso. De preferência, a composição de detergente compreende não mais que 12% em peso de alquil sulfatos, de preferência não mais que 10% em peso, de preferência não mais que 8% em peso. De preferência, um alquil sulfato contém de um a cinco unidades de óxido de etileno polimerizadas por molécula.
[0015] De preferência, o detergente compreende ainda de 1 a 15% em peso de um C1-C4 solvente de glicol, preferencialmente propileno glicol, preferivelmente de 2 a 10% em peso, preferencialmente de 3 a 8% em peso. De um modo preferido, o detergente compreende ainda de 1 a 15% em peso de um solvente de poliol que não é um C1-C4 glicol, preferencialmente 3 a 12% em peso. Os solventes poliol preferidos incluem, por exemplo, glicerol, tripropileno glicol, polietilenoglicol (preferencialmente menos de 4.000.000 Daltons, preferencialmente menos de 1.000.000), polipropileno glicol (preferencialmente menos de 4.000 Daltons, preferencialmente menos de 1.000) e metoxipolietileno glicol (mesmo peso molecular preferido para polietileno glicóis).
[0016] De um modo preferido, o pH da composição de detergente é de 4 a 11, de um modo preferido, de 4,5 a 10, de um modo preferido, de 4,5 a 9. As bases adequadas para ajustar o pH da formulação incluem bases minerais, tais como hidróxido de sódio e hidróxido de potássio; hidróxido de amônio; e bases orgânicas, tais como mono-, di- ou tri-etanolamina; ou 2- dimetilamino-2-metil-1-propanol (DMAMP). Podem ser utilizadas misturas de bases. Os ácidos adequados para ajustar o pH do meio aquoso incluem ácido mineral, tais como ácido clorídrico, ácido fosforoso, e ácido sulfúrico; e ácidos orgânicos, tais como ácido acético. Podem ser utilizadas misturas de ácidos. A formulação pode ser ajustada para um pH mais elevado com base e depois voltar a titular para os títulos descritos acima com ácido.
[0017] Quando os construtores estão presentes nas composições da invenção, os construtores preferidos incluem citratos, fosfatos, carbonatos, aluminossilicatos, fosfonatos orgânicos, carboxilatos, policarboxilatos (por exemplo, ácido poliacrílico ou copolímeros de ácido (met)acrílico maleico), poliacetil carboxilatos ou suas misturas dos mesmos. O termo "carbonato(s)" refere-se a carbonato, bicarbonato, percarbonato e/ou sesquicarbonato. Os construtores podem ser adicionados como sais ou na forma ácida. De preferência, os carbonatos ou citratos são sais de sódio, potássio ou lítio; de preferência de sódio ou de potássio; de preferência sódio. Os construtores preferidos incluem carbonato de sódio, bicarbonato de sódio, citrato de sódio ou misturas de dois ou mais dos mesmos. Preferivelmente, a quantidade de construtor quando presente nas composições inventivas pode variar, por exemplo, de 0,1 a 50% em peso, preferivelmente de 0,5 a 40 por cento em peso, com base no peso total da composição de detergente.
[0018] Co-construtores também podem ser incluídos nas composições da invenção. Os co-construtores preferidos incluem, mas não estão limitados a, ácido poliacrílico e seus copolímeros, sulfonatos, fosfonatos (por exemplo, dietilenotriamina pentametileno fosfonato de sódio). Preferivelmente, a quantidade de co-construtores quando presente nas composições inventivas pode variar, por exemplo, de 0,1 a 20% em peso, alternativamente de 0,5 a 10 por cento em peso, com base no peso total da composição de detergente.Construtores e co-construtores estão preferencialmente presentes em composições de detergente que são detergentes para lavar louças.
[0019] A composição de detergente pode também compreender vários outros ingredientes opcionais incluindo, sem limitação, hidrótropos (por exemplo, etanol, propileno glicol), enzimas (por exemplo, protease, lipase, amilase), conservantes, perfumes, agentes fluorescentes, corantes de sombreamento, construtores adicionais e/ou polímeros aditivos (por exemplo, polímeros antirredeposição, polímeros antienvelhecimento).
[0020] De preferência, o detergente está contido numa embalagem vedada, de preferência numa embalagem de detergente de dose unitária. De preferência, a embalagem compreende um polímero solúvel em água ou dispersível em água. Numa modalidade preferida da invenção, o polímero é álcool polivinílico. Composições detergentes em embalagens vedadas podem ser usadas, por exemplo, em máquinas de lavar ou máquinas de lavar louça automáticas. Os métodos para formar bolsas são bem conhecidos e estão descritos, por exemplo, em WO 2002/060758. Exemplos Exemplo 1: Desempenho em uma formulação modelo. Formulação modelo com 11% de água proveniente de tensoativos aniônicos
[00021] Os ingredientes são adicionados a um copo sob agitação mecânica, seguindo a ordem de adição descrita no quadro abaixo. A formulação modelo é transparente e amarela.
[00022] Os polímeros A, B, C e D foram adicionados à parte superior da formulação modelo, utilizando um agitador mecânico a 500 rpm durante 5 minutos. A estabilidade das formulações foi avaliada visualmente após 24 h a 22°C e para as formulações estáveis; outra avaliação visual foi feita após 2 meses de armazenamento a 40°C.
[00023] O polímero A foi o único polímero acrílico testado que era estável na formulação modelo.
[00024] O teste de resistência à coleta de sujeira foi realizado em máquinas de lavar europeias, da Miele, modelo Novotronic W1614, a 40°C, programa de algodão, 1000 rpm, dureza da água a 30° TH e carga de 3,5 kg de tecidos de lastro.
[00025] A coleta de sujeira foi medida em tecidos brancos fornecidos pela empresa WFK: algodão (Co) referência 10A; poliéster-algodão (65/35) (PeCo) referência 20A.
[00026] Cada máquina de lavar roupa foi carregada com uma amostra de dimensão 21*29,7 cm de algodão, poliéster-Algodão (65/35), poliéster (Pe) e poliamida 6,6 (PA). Uma amostra fresca e cinzenta fornecida pela WFK Company foi adicionada por máquina e por ciclo. Adicionamos 35g da formulação modelo da Dow por máquina.
[00027] Após os 10 ciclos, a refletância Y (D65) foi medida com um espectrocolorímetro Konica Minolta CM2600d em cada amostra branca (algodão, poliéster-algodão, poliéster e poliamida).
[00028] Para gerar os dados, os tecidos foram dobrados da mesma maneira e o valor de Y foi medido em dois pontos em um lado e dois no outro lado de cada tecido. Então a média e o desvio padrão para cada tipo de tecido foram calculados.
[00029] A adição de polímero A para a formulação modelo ajudou a melhorar a brancura de amostras de algodão e algodão/poliéster, em comparação com nenhuma adição de polímero. O Polímero A proporciona o mesmo grau de brancura, doseado a 1,5% ou 3% p/p da formulação modelo.
[00030] A adição de Polímero A permite uma redução de 20% do tensoativo aniônico enquanto aumenta a% Y versus nenhum polímero para amostras de Algodão e Algodão/poliéster. O polímero A atua no mesmo nível da referência, ou oferece desempenho superior em tecidos de poliéster de algodão e algodão, quando a quantidade de tensoativos aniônicos é reduzida em 20%.
[00031] O teste de desempenho de limpeza primário foi realizado em máquinas de lavar roupa europeias, Miele, modelo NOVOTRONIC W1614, configuradas a: 40°C, programa de algodão, 1000 rpm, dureza da água sintonizada a 30°TH e carregadas com 3,5kg de tecidos de lastro.
[00032] O teste de desempenho de limpeza primária foi medido após 1 ciclo de lavagem das manchas de algodão fornecidas pela CFT Company: tais como Pasta, concentrado puro de Cereja; Ketchup de Tomate e Argila.
[00033] Cada máquina de lavar roupa foi carregada com tecido de lastro e manchas. Executamos 6 réplicas por mancha. Dosamos 35g da formulação do modelo Dow por máquina (ver exemplo 1 para composição modelo).
[00034] A limpeza primária é medida via Delta E (ΔE) de cada mancha.
[00035] O Delta E é a diferença de cor entre a mancha não lavada e a mancha lavada, dentro do espaço de cor L*a*b*. Cada mancha foi medida, antes e depois da lavagem. O Delta E de cada amostra foi calculado a partir dos valores de L*a* b* da mancha não lavada e lavada, seguindo a seguinte equação:
[00036] Quando o Delta E é alto, a limpeza principal também é importante.
[00037] Então a média e o desvio padrão médio (desv. padr.) para cada tipo de tecido foram calculados.
[00038] A adição de Polímero A para a formulação modelo da Dow ajuda a melhorar o desempenho de limpeza primária de algumas manchas. A adição de Polímero A permite redução de 10% a 20% de tensoativo aniônico enquanto melhora a limpeza primária versus nenhum polímero. Algumas manchas, como tomate e argila, foram significativamente mais bem lavadas com uma redução de 10% de tensoativo aniônico e 3% de Polímero A. A mancha de Cereja lavada com uma redução de 20% do tensoativo aniônico e 3% do Polímero A é mais bem lavada.
[00039] O Polímero A atua no mesmo nível da referência, ou oferece desempenho superior em tecidos de algodão quando a monodose é reduzida em 10% e até 20% de tensoativos aniônicos.
[00040] O projeto da embalagem de dose unitária foi realizado seguindo este procedimento. Primeiro, um tubo de PVC de cerca de 3 cm de diâmetro foi testado para sua resiliência ao calor. A fonte de calor usada foi um ferro plano sintonizado com a temperatura mais alta e sem produção de vapor. Após 10 segundos, o tubo estava intacto.
[00041] Depois, juntaram-se 2 pedaços do filme de álcool polivinílico e ajustou-se a temperatura do ferro plano até as 2 peças serem soldadas. Esta temperatura foi então fixada para as próximas etapas. Em seguida, o tubo foi envolvido com o filme hidrossolúvel até que as duas partes estivessem em contato. O filme hidrossolúvel é soldado com a borda do ferro plano para obter um tubo, uma espécie de bolsa. A bolsa obtida foi então preenchida com formulação de detergente e a outra extremidade poderia ser soldada.
[00042] As formulações de monodose da Dow com e sem o polímero A foram testadas com o filme hidrossolúvel do álcool polivinílico comercialmente disponível. A dose unitária na sua embalagem foi armazenada à temperatura ambiente durante 2 meses e não foi observado qualquer dano no filme hidrossolúvel.
[00043] A formulação da dose unitária e a embalagem hidrossolúvel são compatíveis. Além disso, a dose unitária contendo o Polímero A, o protótipo mais promissor passou com sucesso neste teste de compatibilidade. Exemplo 2: Desempenho em uma formulação modelo de lavanderia para serviços pesados (HDL). Formulação modelo HDL
[00044] O teste de resistência à coleta de sujeira foi realizado em máquinas de lavar europeias, da Miele, modelo Novotronic W1614, a 40°C, programa de algodão, 1.000 rpm, dureza da água a 30° TH e carga de 3,5 kg de tecidos de lastro.
[00045] A coleta de sujeira foi medida em tecidos brancos fornecidos pela WFK Company: algodão (Co) referência 10A; poliéster-Algodão (65/35) (PeCo) referência 20A; poliéster (Pe) referência 30A e poliamida 6,6 (PA) referência 40A.
[00046] Cada máquina de lavar roupa foi carregada com uma amostra de dimensão 21*29,7 cm de algodão, poliéster-Algodão (65/35), poliéster (Pe) e poliamida 6,6 (PA). Uma amostra fresca e cinzenta fornecida pela WFK Company foi adicionada por máquina e por ciclo. A formulação do modelo Dow HDL foi doseada a 65g por máquina.
[00047] Após os 10 ciclos, a refletância Y (D65) foi medida com o espectrocolorímetro Konica Minolta CM2600d em cada amostra branca (algodão, poliéster-algodão, poliéster e poliamida). Para gerar os dados, os tecidos foram dobrados da mesma maneira e o valor de Y foi medido em dois pontos em um lado e dois no outro lado de cada tecido. Então, a média e o desvio padrão para cada tipo de tecido foram calculados.
[00048] A adição de polímero A para a formulação modelo HDL ajuda a melhorar a brancura em amostras de algodão e Algodão/poliéster, em comparação com nenhuma adição de polímero. O Polímero A proporciona o mesmo grau de brancura, doseado a 1,5% ou 3% p/p da formulação modelo de monodose.
[00049] A adição de Polímero A permite uma redução de 20% do tensoativo aniônico enquanto aumenta a% Y versus nenhum polímero para amostras de Algodão e Algodão/poliéster. O Polímero A atua no mesmo nível da referência, ou oferece desempenho superior em tecidos de algodão quando a HDL é reduzida em 20% de tensoativos aniônicos.
Claims (9)
1. Detergente líquido, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) de 0 a 30% em peso de água; (b) de 60 a 90% em peso de tensoativos; e (c) de 0,5 a 10% em peso de um polímero acrílico compreendendo de 20 a 50% em peso de unidades polimerizadas de ácido (met)acrílico e de 50 a 80% em peso de unidades polimerizadas de um monômero de estrutura H2C=C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R’)CH2O)mR”; em que R é H ou CH3, R’ é C1-C2 alquil; R” é C12-C15 alquil; n é um número médio de 8-15 e m é 0; e em que o polímero acrílico tem um peso molecular médio ponderal de 1000 a 4000.
2. Detergente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero acrílico tem um peso molecular médio ponderal de 1500 a 3000.
3. Detergente de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o polímero acrílico não tem mais que 0,1% em peso de reticulante.
4. Detergente de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende de 1 a 8% em peso de um polímero acrílico.
5. Detergente de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende de 0 a 20% em peso de água.
6. Detergente de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende de 65 a 86% em peso de tensoativos.
7. Detergente de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o polímero acrílico compreende de 23 a 40% em peso de unidades polimerizadas de ácido (met)acrílico e de 60 a 77% em peso de unidades polimerizadas de um monômero de estrutura H2C=C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R’)CH2O)mR”.
8. Detergente de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que m não é maior que um e R' é metilo.
9. Detergente de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende de 3 a 17% em peso de água.
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