CZ301476B6 - Prací prostredek s vysokou prací úcinností a s nízkou tvorbou inkrustu, obsahující pouze tenzidy vyrobené z obnovitelných surovin - Google Patents

Abstract

Prací prostredek, který má vysokou prací úcinnost a soucasne nízkou tvorbu inkrustu na praných tkaninách, obsahující pouze tenzidy vyrobené z obnovitelných surovin a snadno rozložitelný, pricemž obsahuje 0,1 až 40 % hmotn. sodných solí nasycených a/nebo nenasycených vyšších mastných kyselin o poctu uhlíkových atomu 8 až 22, 0,1 až 20 % hmotn. alkylpolyglykosidu s alkylovým retezcem o poctu uhlíkových atomu 8 až 22, a 0,1 až 80 % hmotn. kremicitanu sodného ve kterém molární pomer SiO.sub.2.n. : Na.sub.2.n.O je 1,2 až 4,2.

Description

Prací prostředek s vysokou prací účinností a s nízkou tvorbou inknistů, obsahující pouze tenzidy vyrobené z obnovitelných surovin

Oblast techniky

Vynález se týká účinného pracího prostředku, který má vysokou prací účinnost a nízkou tvorbu inkrustů na praných tkaninách, obsahujícího pouze tenzidy vyrobené z obnovitelných surovin. Prací prostředek je vhodný pro praní všech druhů tkanin i netkaných textilií a je snadno biolo10 gicky rozložitelný.

Dosavadní stav techniky

Základem současného pracího prostředku jsou tenzidy, sekvestranty, alkálie, dalši složky jsou enzymy, bělicí látky, antikorozivní látky a další. Detergenční (prací) účinnost a množství tvorby inkrustů určují tenzidy a buildry.

Základní kritéria výběru tenzidů (i dalších látek) do pracích prostředků jsou následující: jsou to aplikační vlastnosti (tj. prací účinnost a nízká tvorba inkrustů), dále biologická rozložitelnost a konečně kritérium rozhodující ekonomické, neboť tenzid, který splňuje prvá dvě kritéria, ale nemá přijatelnou cenu, není možno v praxi použít. Z tohoto důvodu je pro práškové prací prostředky vyráběné ve velkém měřítku výběr tenzidů velmi omezený.

Inkrusty jsou krystaly vápenatých a horečnatých solí, obvykle síranů, uhličitanů a dalších, které se usazují během praní v tkanině, způsobují její Šednutí a oděrem mezi vlákny a inkrusty se tkanina třepí a klesá její mechanická pevnost.

Současné prací prostředky obsahují jako hlavní tenzidy kombinaci 5 až 15% natriunf-alkyl30 benzensulfonátu s 1 až 10 % oxyethylenovaným (etoxylovaným) mastným alkoholem (obvykle alkyl CIO až Cl 4, počet oxyethylenskupin 6 až 12). Oba tyto výše uvedené tenzidy jsou vyrobené z ropných, tj. neobnovitelných surovin. Alkyl oxyethylenovaného mastného alkoholu by sice mohl být vyroben z obnovitelné suroviny (rostlinného nebo živočišného oleje) ale oxyethylenskupiny (tedy minimálně 50 % uhlíkových atomů) by v každém případě pocházely z ropy. Místo natrium-alkylbenzen-sulfonátu lze použít poněkud lépe biologicky rozložitelný natrium-alkensulfonát (rovněž z ropy, v praxi se používá minimálně).

Tenzidy z obnovitelných surovin se používají ve vyráběných pracích prostředcích minimálně. Z ekonomických důvodů připadají v úvahu pouze natrium-alkylsulfáty. Natrium-l-sulfo40 methylalkanoáty (sodné soli α-sulfomethylesterů vyšších mastných kyselin) se sice uvádějí jako tenzidy z obnovitelných surovin, ale uhlíkový atom methy (esterové skupiny je fosilního původu.

Všechny výše uvedené tenzidy mají vysokou pěnivost. Prací prostředky pro automatické pračky musí mít regulovanou, tedy nízkou pěnivost, proto jako další složku obsahují odpěňovač. Jako odpěňovač lze použít l až 4 % směsi natrium-alkanoátu a natrium-alkenoátu, tj. sodné soli vyšších mastných kyselin (sodného mýdla), ale současné prací prostředky používají většinou jako regulátorů pěnivosti 0,1 až 0,8% silikonových odpěňovačů, jejichž biologická rozložitelnost rovněž není optimální.

Kritéria pro výběr buildrového systému jsou stejná jako pro výběr tenzidů, Buildrů je v pracím prostředku několik skupin, jsou to jednak sekvestranty, které snižují tvrdost vody, tj. odstraňují vápenaté a horečnaté ionty z pracího roztoku, dále alkálie, které regulují pH pracího roztoku a další.

-1CZ 301476 B6

Základním sekvestrantem, který se v pracích prostředcích používal byl tri fosforečnan pentasodný (pentanatrium-trifosfát, tri póly fosfát) v množství 4 až 40 % Jeho používání je však ve vyspělých zemích zakázáno pro negativní ekologické účinky (v ČR omezen obsah fosforu na max. 0,5 % což odpovídá 1,98 % tri fosforečnanu pentasodného).

Náhradou trifosforečnanu pentasodného se stal hlinitokřemičitan sodný (Zeolit A), který působí jako téměř nerozpustný iontoměniě, tj. jako suspenze. Má nižší sekvestrační účinnost než trifosforeěnan pentasodný, proto je nutno jej kombinovat z organickými polymery na bázi kyseliny akrylové a maleinové (vyráběné z ropných surovin), jejichž nevýhodou je, že jsou biologicky nerozložitelné.

Dále se používají krystalické oligokremiěitany sodné, z těch patří mezi nej účinnější vrstvený dikřemičitan disodný, který má sice lepší sekvestrační vlastnosti než hlinitokřemičitan sodný, je rovněž lépe rozpustný, ale i tento se pro dosažení nízké tvorby inkrustů kombinuje s organickými polymery. Tyto organické polymery jsou obvykle kopolymery kyseliny maleinové a kyseliny akrylové (do pracích prostředků se používají ve formě sodných solí), proti tvorbě inkrustů jsou účinné (viz např. Rieger J.: A new approach towards an understanding of scaling in the presence of polycarboxylates. Tenside, Surfactants, Detergents 39(6), 221-225 (2002). Nevýhodou těchto polymeruje, že jsou ropného původu a jsou zcela biologicky nerozložitelné.

V současnosti jsou tyto organické polymery nejěastěji používanou a prakticky jedinou ekonomicky přijatelnou antiinkrustační složkou současných pracích prostředků.

Další možné sekvestranty jsou buď účinné ale biologicky nerozložitelné (trinatrium-nitrilotri25 acetát). Další sekvestranty jsou sice biologicky rozložitelné (natři um-glukonát, tetranatriumiminodisukcinát), ale příliš drahé, je možno je vzhledem k jejich ceně použít pouze jako doplňující složky k hlavnímu buildru. Konečně trinatrium-citrát je sice biologicky rozložitelný a ekonomicky přijatelný, aleje málo účinný.

Jako alkálie se obvykle používá uhličitan sodný a metakřemiěitan sodný, který rovněž působí jako antikorozní složka. Dalšími složkami jsou enzymy a bělicí látky. Tyto látky neodstraňují nečistotu fyzikálním působením, tj. detergeněním procesem, ale chemicky rozkládají molekuly nečistoty (např. proteiny a barviva) na hydrofilní sloučeniny, které se pak rozpustí v pracím roztoku. Tyto složky ovlivňují sice prací účinnost, ale nijak neovlivňují množství tvorby inkrustů.

Jako plnící látka se používá síran sodný nebo chlorid sodný.

Z výše uvedených skutečností je zřejmé, že současné známé bezfosfátové prací prostředky obsahující obvykle jako základní tenzidy natři um-alkyl benzen sulfonát (případně natři um-alkenSvfviiat) V kvinbiiiavi š oxyčuiylúváiiýúi 11 msti lým aíkuhulciii a jako bckvcsiiamy hiiiiúukřciiiičitan sodný nebo dikřemičitan sodný v kombinaci s organickými polymery nebo dalšími výše uvedenými sekvestranty mají sice vysokou prací účinnost, ale současně mají nejméně dvojnásobně vyšší tvorbu inkrustů na tkanině než analogické prací prostředky obsahující trifosforečnan pentasodný, a kromě toho veškeré tenzidy které obsahují, jsou vyrobeny z neobnovitelných (ropných) surovin.

K potlačení tvorby inkoustů v detergentech se používá rada sloučenin, nejblíže k níže uvedenému řešení podle tohoto vynálezu je použití natři um-alkyl polygly kos idether- karboxylátů (EP 457155 A2) (to jsou na rozdíl od neionických alkylpolyglykosidů anionické tenzidy), případně použití kombinace alkylglykosidů (takto souhrnně jsou označeny alkylmonoglykosidy a alkylpolyglykosidy) s allkylsulfáty, 1-sulfo-alkanoáty (α-sulfomethylestery) a dalšími sulfáty a sulfonáty (WO 90/05 772).

Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem je cílem tohoto vynálezu prací prostředek, který má vysokou prací účinnost ale současně má i nízkou tvorbu inkrustů na praných tkaninách, obsahu55 jící pouze tenzidy vyrobené z obnovitelných surovin a použité sekvestranty neobsahují fosfor ani

-2CZ 301476 B6 organické polymery, tedy tento prací prostředek je snadno biologicky rozložitelný a současně je ekonomicky přijatelný navíc s konkurence schopnou cenou k současným pracím prostředkům.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje prací prostředek dle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 0,1 až 40 % sodných solí nasycených nebo/a nenasycených vyšších mastných kyselin o počtu uhlíkových atomů 8 až 22 a 0,1 až 20 % alkylpolyglykosidu s alkylem o počtu uhlíkoio vých atomů 8 až 22 a 0,1 až 80 % křemičitanu sodného ve kterém molámí poměr SiO₂: Na₂O je

1,2 až 4,2.

Prací prostředek může dále obsahovat alkálie (uhličitan sodný), případně další buildry, antikorozní látky (metakřemičitan sodný), enzymy (proteasy, amylasy, cellulasy, lipasy atd.), bělicí látky tj. peroxosloučeniny (peroxoboritan sodný, peroxouhličitan sodný), aktivátory peroxosloučenin (tetracetylethylendiamin), barviva, vonné látky, atd.

Výhodou pracího prostředku podle vynálezu je, že má vysokou prací schopnost a současně nízké inkrustace, které jsou výrazně nižší než u běžných bezfosfátových prostředků a že veškeré tenzidy, tedy mýdlo a alkylpolyglykosid, které obsahuje pocházejí pouze z obnovitelných surovin.

Další výhodou je, že prací prostředek podle vynálezu je koncipován tak, že použitá kombinace tenzidů (sodného mýdla a alkyipolyglukosidu) a sekvestrantu (oligokřemičitan sodný) vykazuje tak nízké inkrusty, že není třeba žádné další antiinkrustační složky (např. organického polymeru).

Prací prostředek podle vynálezu se dá vyrábět jako kompaktní prací prostředek, tj. jako koncentrát a že pro jeho výrobu lze použít stávající technologická zařízení, která se používají k výrobě pracích prostředků. Prací prostředek podle vynálezu je snadno biologicky rozložitelný.

Mýdlo, tedy sodné mýdlo se vyrábí běžně reakcí hydroxidu sodného s rostlinným olejem (např. kokosový, palmojádrový nebo palmový olej) nebo živočišným tukem (obvykle hovězí lůj). Vznikne mýdlo, které obsahuje směs sodných solí nasycených a nenasycených mastných kyselin s počtem uhlíkových atomů 8 až 22. Mýdlo je snadno biologicky rozložitelné, neboť obsahuje pouze nerozvětvené mastné kyseliny.

Alkylpolyglykosidy (alkylglykosidy) jsou směsi oligomerů s počtem glykosidických jednotek l až 8, přičemž průměrný stupeň polymerace je 1 až 3, jsou to tedy směsi monoglykosidů, diglykosidů atd. Alkylpolyglykosidy se vyrábějí reakcí glykosidu, obvykle glukosy (pak jsou to alkylpolyglukosidy) s mastnými alkoholy. Glukosa se vyrábí běžně ze sacharosy (řepného nebo třtinového cukru), nebo z bramborového nebo obilného škrobu. Mastný alkohol se vyrábí z rostlinných olejů (např. kokosový, palmojádrový nebo palmový olej). Alkylpolyglykosidy jsou rovněž snadno biologicky rozložitelné, neboť obsahují lineární alkyl a glykosidickou (cukernou) skupinu.

Příklady provedení vynálezu

Vynález bude v dalším blíže popsán s pomocí konkrétních příkladů, které jsou pouze ilustrativní a neomezuj í nijak rozsah vynálezu.

-3CZ 301476 B6

Tabulka 1 Složení a výsledky testování pracích prostředků podle příkladu 1 až 6

uváděná % složeni jsou % hmotnostní	Složení podle příkladu [%1	Porovnávací prostředky [%]
Surovina	1	2	3	4	5	6
Tenzfdy
natrium-alkylbenzensulfonát				6	6	6
oxyethylenovaný mastný alkohol				4	4	4
sodná sůl mastných kyselin	2	8	26	2	2	2
alkylpolyglukosid	1	2	14
Sékvwtnmty
trifosforečnan sodný				30
hlinitokřemičitan sodný		10			30
dikřemlčitan sodný	4	20	40			30
trlkřemičltan sodný			6
organický polymerx)					4	4

Alkalická proteasa	1	1	1	1	1	1
uhličitan sodný	8	20	5	20	20	20
síran sodný (do 100 %)	**84	39	8	37	33	33
testován/ prací účinností
Prací účinnost 30eC [%]	56	58	62	58	56	54
Prací účinnost 45°C [%]	78	80	84	80	76	78
Prací účinnost 60’C [%]	78	82	84	84	80	82
Prací účinnost 70’C [%]	76	80	82	82	76	80
Inkrusty [%]	3,4	3,2	3,6	3,8	10,4	9,2

x) sodná sůl kopolymeru kyseliny akrylové a maleinové xx) v tomto případě byl použit místo síranu sodného chlorid sodný

V tabulce 1 je uvedeno složení pracích prostředků podle vynálezu v příkladech 1 až 3, složení io porovnávacích pracích prostředků je uvedeno v příkladech 4 až 6 a jsou uvedeny rovněž výsledky testování prací účinnosti a tvorby inkrustů.

Z výsledků uvedených v tabulce 1 ie vidět, že prací prostředky podle vynálezu (příklady 1 až 3) mají nízkou tvorbu inkrustů, kteráje na úrovni kvalitních fosfátových pracích prostředků (pří15 klad 4), bezfosfátové prací prostředky obvyklého složení (příklady 5 a 6) mají tvorbu inkrustů dvakrát až třikrát vyšší.

Způsob testování tvorby inkrustů

Bavlněná tkanina (300 x 120 mm se vloží do 3 1 prací lázně (složení: prací prostředek 3 gj’, CaCI₂ 0,394 g.l¹, odpovídá tvrdosti vody 20 °N) zahřáté na teplotu 90 °C a ponechá se při této teplotě v klidu po dobu 3 h. Poté se tkanina vyjme a dvakrát se vymáchá ve studené vodě (12 až 14 °C). Během dne se tkanina vypere celkem dvakrát, vždy v nové prací lázni, poté se suší na prádelní Šňůře do druhého dne. Další čtyři dny se proces opakuje, tkanina se tedy celkem vypere desetkrát. Poté se tkanina spálí a popel se vyžíhá při 900 °C a stanoví se procenta popelovin tj. inkrustů, Provádí se tři stanovení, ze kterých se vypočte aritmetický průměr.

Veškeré údaje o složení v procentech uváděné v celém textu přihlášky vynálezu jsou údaje v procentech hmotnostních.

-4CZ 301476 B6

Průmyslová využitelnost

Prací prostředek podle vynálezu je možno vyrábět na stávajících výrobních zařízeních, je vhodný 5 do všech typů praček a pro všechny druhy tkanin.

Claims (3)

10 PATENTOVÉ NÁROKY

1. Prací prostředek, který má vysokou prací účinnost a současně nízkou tvorbu inkrustů na praných tkaninách, obsahující pouze tenzidy vyrobené z obnovitelných surovin a snadno biologicky

15 rozložitelný, vyznačující se tím, že obsahuje 0,1 až 40 % hmotnostních sodných solí nasycených nebo/a nenasycených vyšších mastných kyselin o počtu uhlíkových atomů 8 až 22, 0,1 až 20 % hmotnostních alkylpolyglykosidu s alkylovým řetězcem o počtu uhlíkových atomů 8 až 22, a 0,1 až 80 % hmotnostních křemičitanu sodného, ve kterém molámí poměr SiO₂: Na₂O je 1,2 až 4,2.

2. Prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje 1 až 20 % hmotnostních sodných solí nasycených nebo/a nenasycených vyšších mastných kyselin o počtu uhlíkových atomů 8 až 22, 1 až 10 % hmotnostních alkylpolyglukosidu s alkylovým řetězcem o počtu uhlíkových atomů 8 až 18, a 2 až 40 % křemičitanu sodného, ve kterém molámí poměr SiO₂: Na₂O jc

25 1,8 až 3,2.

3. Prostředek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje alkátie, případně další buildry, antikorozní látky, enzymy, bělicí látky tj. peroxosloučeniny, aktivátory peroxosloučenin, stabilizátory peroxosloučenin, barviva a vonné látky.