DE60032756T2

DE60032756T2 - Nachschäumende reinigungsmittelzusammensetzungen

Info

Publication number: DE60032756T2
Application number: DE60032756T
Authority: DE
Inventors: A. Charles South Plainfield POLLACK; S. Gilbert Somerset GOMES
Original assignee: Colgate Palmolive Co
Current assignee: Colgate Palmolive Co
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: AU2004201955A1; ATE350441T1; ES2277834T3; WO2000061710A3; NZ522110A; AU770100B2; EP1169422B1; DE60032756D1; DK1169422T3; US6004920A; US5962396A; AU4206000A; WO2000061710A2; NZ514524A; EP1169422A2; US6051542A; PT1169422E

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine nachschäumende Reinigungszusammensetzung, die auf die zu reinigende Oberfläche gesprüht wird und wobei die Zusammensetzung dann auf der gereinigten Oberfläche schäumt.
Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige Feinflüssigreinigungszusammensetzungen mit Nachschäumeigenschaften, die mindestens ein Tensid, Isopentan und Wasser enthalten.
Im Stand der Technik gibt es zahlreiche Feinflüssigreinigungszusammensetzungen, die nichtionische Tenside in Kombination mit anionischen und/oder Betain-Tensiden enthalten, wobei das nichtionische Detergens nicht das wirksame Haupttensid ist, wie in der US-A-3 658 985 gezeigt ist, gemäß der ein Shampoo auf anionischer Basis eine geringere Menge von Fettsäurealkanolamid enthält. Die US-A-3 769 398 offenbart ein betainbasiertes Shampoo, das geringere Mengen von nichtionischen Tensiden enthält. Die Patentschrift führt aus, dass die geringen Schäumungseigenschaften von nichtionischen Detergenzien dessen Verwendung in Shampoozusammensetzungen nicht bevorzugt machen. Die US-A-4 329 335 offenbart ebenfalls ein Shampoo, das ein Betain-Tensid als den Hauptbestandteil und geringere Mengen von nichtionischem Tensid und Fettsäure-mono- oder -diethanolamid enthält. Die US-A-4 259 204 offenbart ein Shampoo, das 0,8 bis 20 Gew.-% anionischen Phosphorsäureester und ein zusätzliches Tensid umfasst, das entweder anionisch, amphoter oder nichtionisch sein kann. Die US-A-4 329 334 offenbart ein anionisch-amphoter basiertes Shampoo, das eine größere Menge von anionischem Tensid und geringere Mengen von Betain- und nichtionischen Tensiden enthält.
Die US-A-3 935 129 offenbart eine flüssige Reinigungszusammensetzung auf der Basis des Alkalimetallsilikatgehalts, die fünf grundlegende Bestandteile enthält, nämlich Harnstoff, Glycerin, Triethanolamin, anionisches Detergens und nichtionisches Detergens. Der Silikatgehalt bestimmt die Menge von anionischem und/oder nichtionischem Detergens und der Flüssigreinigungszusammensetzung. Die Schäumungseigenschaft dieser Detergenszusammensetzungen werden dort jedoch nicht diskutiert.
Die US-A-4 129 515 offenbart ein flüssiges Vollwaschmittel zum Waschen von Wäsche, das eine Mischung von im Wesentlichen gleichen Mengen von anionischen und nichtionischen Tensiden, Alkanolaminen und Magnesiumsalzen und gegebenenfalls zwitterionischen Tensiden als Schaummodifizierungsmittel umfasst.
Die US-A-4 224 195 offenbart eine wässrige Detergenszusammensetzung zum Waschen von Socken und Strümpfen, die eine spezielle Gruppe von nichtionischen Detergenzien, nämlich ein Ethylenoxid von sekundärem Alkohol, eine spezifische Gruppe von anionischen Detergenzien, nämlich ein Schwefelsäureestersalz von einem Ethylenoxidaddukt eines sekundären Alkohols und ein amphoteres Tensid umfasst, das ein Betain sein kann, wobei entweder das anionische oder das nichtionische Tensid der Hauptbestandteil sein kann.
Der Stand der Technik offenbart auch Detergenszusammensetzungen, die nur nichtionische Tenside enthalten, wie in den US-A-4 154 706 und US-A-4 329 336 gezeigt ist, gemäß denen die Shampoozusammensetzungen eine Mehrzahl von bestimmten nichtionischen Tensiden enthalten, um gewünschte Schäumungs- und Detergenseigenschaften trotz der Tatsache zu bewirken, dass nichtionischen Tensiden solche Eigenschaften üblicherweise fehlen.
Die US-A-4 013 787 offenbart ein piperazinbasiertes Polymer in Konditionier- und Shampoozusammensetzungen, die nur nicht-ionisches Tensid oder nur anionisches Tensid enthalten können.
Die US-A-4 671 895 lehrt eine flüssige Detergenszusammensetzung, die Alkoholsulfat-Tensid, nichtionisches Tensid, Pa raffinsulfonat-Tensid, Alkylethersulfat-Tensid und Wasser enthält.
Die US-A-4 450 091 offenbart hochviskose Shampoozusammensetzungen, die ein Gemisch von amphoterem Betain-Tensid, Polyoxybutylen/Polyoxyethylen-nichtionischem Tensid, anionischem Tensid, Fettsäurealkanolamid und Polyoxyalkylenglykolfettsäureester enthalten. Keine der beispielhaft beschriebenen Zusammensetzungen enthält jedoch eine Wirkstoffmischung, bei der das nichtionische Tensid in einer größeren Menge enthalten ist, vermutlich wegen der geringen Schaumeigenschaften des Polyoxybutylen/Polyoxyethylen-nichtionischem Detergens.
Die US-A-4 595 526 offenbart eine Zusammensetzung, die nichtionisches Tensid, Betain-Tensid, anionisches Tensid und C₁₂- bis C₁₄-Fettsäure-monoethanolamid-Schaumstabilisator umfasst.
Die US-A-4 675 422, US-A-4 698 181; US-A-4 724 174, US-A-4 770 815 und US-A-4 921 942 offenbaren Alkylsuccinamate, die Zusammensetzungen beziehen sich jedoch nicht auf Feinflüssigzusammensetzungen.
Keine dieser Patentschriften lehrt jedoch eine Zusammensetzung, die auf eine Oberfläche gesprüht werden kann, wobei die Zusammensetzung dann auf der Oberfläche, die gereinigt wird, schäumt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft nachschäumende Zusammensetzungen wie in Anspruch 1 definiert. Diese Zusammensetzungen werden aus einem Behälter als Spray auf eine Oberfläche abgegeben, wobei die nachschäumende Zusammensetzung die Oberfläche als Flüssigkeit kontaktiert und innerhalb von wenigen Sekunden ohne mechanische Einwirkung oder laufendes Wasser oder Drücken eines Schwamms innerhalb von wenigen Sekunden zu schäumen beginnt.
Die vorliegenden nachschäumenden Zusammensetzungen werden in einen unter Druck stehenden Fluidspender verpackt, wie er in der US-A-4 964 540 veranschaulicht ist. Ein unter Druck stehender Fluidspender kann im Allgemeinen als expandierbarer Beutel mit einer im Allgemeinen zylindrisch geformten Außenwand beschrieben werden, wobei der Beutel ein verschlossenes Ende und ein offenes Ende aufweist und die Außenwand eine Mehrzahl von im Wesentlichen längsverlaufenden Falten einschließt, wobei die Falten eine Mehrzahl von Spitzen und Tälern definieren, Ventilmittel, die mit dem offenen Ende verbunden sind, um den Inhalt des Beutels selektiv abzugeben, eine expandierbare Energieröhre, die den Beutel im Wesentlichen umgibt, um den Druck auf den Beutel und dessen Inhalt aufrechtzuerhalten, eine Mehrzahl von expandierbaren längsverlaufenden Rippen, die in den Tälern der Falten angeordnet sind und die Täler mindestens teilweise füllen, wobei die längsverlaufenden Rippen ein erneutes Falten der Falten in dem Beutel steuern, während Fluid aus dem Beutel abgegeben wird.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine nachschäumende Feinflüssigreinigungszusammensetzung, die ungefähr:

(a) 8 Gew.-% bis 39 Gew.-% von mindestens einem Sulfonattensid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium- oder Magnesiumsalz von linearem C₈- bis C₁₈-Alkylbenzolsulfonat und Na trium- oder Magnesiumsalz von C₈- bis C₁₈-Paraffinsulfonat und Mischungen davon,
(b) 2 Gew.-% bis 24 Gew.-% von mindestens einem ethoxylierten Alkylethersulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium-ethoxyliertem C₈- bis C₁₈-Alkylethersulfat, Ammonium-ethoxyliertem C₈- bis C₁₈-Alkylethersulfat und Natrium-ethoxyliertem C₈- bis C₁₈-Alkylethersulfat und Mischungen davon,
(c) 0 bis 10 Gew.-% Tensid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Betain-Tensiden und Aminoxidtensiden und Mischungen davon,
(d) 1 Gew.-% bis 16 Gew.-% Alkylpolyglucosid,
(e) 0 Gew.-% bis 4 Gew.-% Mono- oder Dialkanolamid,
(f) 0 Gew.-% bis 20 Gew.-% ethoxyliertes nichtionisches Tensid,
(g) 0 Gew.-% bis 0,6 Gew.-% Duftstoff,
(h) 7 Gew.-% bis 14 Gew.-% Isopentan und
(i) 60 Gew.-% bis 80 Gew.-% Wasser

Die in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendeten ethoxylierten C₈- bis C₁₈-Alkylethersulfattenside besitzen die Struktur: R-(OCHCH₂)_nOSO₃ ^–M⁺, in der n etwa 1 bis etwa 22, bevorzugt 1 bis 3 beträgt und R eine Alkylgruppe mit etwa 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, bevorzugter 12 bis 15 und natürliche Schnitte, z. B. C₁₂ bis C₁₄, C₁₂ bis C₁₅, ist, und M ein Ammoniumkation oder ein Alkalimetallkation ist, insbesondere Natrium oder Ammonium.
Das ethoxylierte Alkylethersulfat kann durch Sulfatieren des Kondensationsprodukts von Ethylenoxid und C₈- bis C₁₀-Alkanol und Neutralisieren des resultierenden Produkts hergestellt werden. Die ethoxylierten Alkylethersulfate unterscheiden sich voneinander in der Zahl von Kohlenstoffatomen in den Alkoholen und in der Zahl von Mol Ethylenoxid, die mit 1 Mol eines solchen Alkohols umgesetzt wurden. Bevorzugte ethoxylierte Alkyletherpolyethenoxysulfate enthalten 12 bis 15 Kohlenstoffatome in den Alkoholen und in deren Alkylgruppen, z. B. Natriummyristyl(3 EO)-sulfat.
Ethoxylierte C₈- bis C₁₈-Alkylphenylethersulfate mit 2 bis 6 Mol Ethylenoxid im Molekül sind ebenfalls zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen geeignet. Diese Tenside können durch Umsetzung von Alkylphenol mit 2 bis 6 Mol Ethylenoxid und Sulfatieren und Neutralisieren des resultierenden ethoxylierten Alkylphenols hergestellt werden.
Das lineare Alkylbenzolsulfonat mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe wird in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendet, wobei die Alkylbenzolsulfonate einen hohen Gehalt an 3- (oder höheren) Phenylisomeren und einen entsprechend geringen Gehalt (weit unter 50 %) von 2- (oder niedrigeren) Phenylisomeren aufweisen, d.h. wobei der Benzolring vorzugsweise zum großen Teil an der 3- oder höheren (z. B. 4-, 5-, 6- oder 7-)Position der Alkylgruppe gebunden ist und der Gehalt der Isomere, bei denen der Benzolring an der 2- oder 1-Position. gebunden ist.
Andere geeignete anionische Tenside sind die Olefinsulfonate, einschließlich langkettigen Alkensulfonaten, langkettigen Hydroxyalkansulfonaten und Mischungen von Alkensulfonaten und Hydroxyalkansulfonaten. Diese Olefinsulfonatdetergenzien können auf bekannte Weise durch die Reaktion von Schwefeltrioxid (SO₃) mit langkettigen Olefinen mit 8 bis 25 und vorzugsweise 12 bis 21 Kohlenstoffatomen, und die die Formel RCH=CHR₁ aufweisen, wobei R eine höhere Alkylgruppe mit 6 bis 23 Kohlenstoffatomen ist und R₁ eine Alkylgruppe mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff ist, hergestellt werden, um eine Mischung von Sulfonen und Alkensulfonsäuren zu bilden, die dann behandelt wird, um die Sulfone in Sulfonate umzuwandeln. Bevorzugte Olefinsulfonate enthalten 14 bis 16 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe R und werden durch Sulfonieren von α-Olefin erhalten.
Andere Beispiele für geeignete anionische Sulfonattenside sind die Paraffinsulfonate mit etwa 10 bis 20, vorzugsweise etwa 13 bis 17 Kohlenstoffatomen. Primäre Paraffinsulfonate werden durch Umsetzung von langkettigen α-Olefinen und Bisulfiten hergestellt und Paraffinsulfonate mit entlang der Paraffinkette verteilter Sulfonatgruppe sind in den US-Patentschriften US-A-2 503 280, US-A-2 507 088, US-A-3 260 744, US-A-3 372 188 und in der Deutschen Patentschrift DE 735 096 gezeigt.
Die Alkylpolysaccharidtenside, die in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendet werden, besitzen eine hydrophobe Gruppe mit etwa 8 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 16 Kohlenstoffatomen, bevorzugter etwa 12 bis etwa 14 Kohlenstoffatomen, und eine hydrophile Polysaccharidgruppe mit etwa 1,5 bis etwa 10, vorzugsweise etwa 1,5 bis etwa 4, bevorzugter etwa 1,6 bis etwa 2,7 Saccharideinheiten (z. B. Galaktosid-, Glucosid-, Fruktosid-, Glucosyl-, Fruktosyl- und/oder Galaktosyleinheiten). Mischungen von Saccharideinheiten können in den Alkylpolysaccharidtensiden verwendet werden. Die Zahl x gibt die Zahl von Saccharideinheiten in einem bestimmten Alkylpolysaccharidtensid an. Bei einem bestimmten Alkylpolysaccharidmolekül kann x nur ganze Werte annehmen. In jeder physischen Probe von Alkylpolysaccharidtensiden wird es im Allgemeinen Moleküle mit unterschiedlichen x-Werten geben. Die physische Probe kann durch einen durchschnittlichen Wert von x gekennzeichnet werden und dieser durchschnittliche Wert kann gebrochene Werte annehmen. In dieser Beschreibung sollen die Werte von x durch schnittliche Werte sein. Die hydrophobe Gruppe (R) kann eher an den 2-, 3-, oder 4-Positionen als an der 1-Position gebunden sein (was somit z. B. ein Glucosyl oder Galaktosyl im Gegensatz zu einem Glucosid oder Galaktosid ergibt). Bindung durch die 1-Position, d.h. Glucoside, Galaktoside, Fruktoside usw. ist jedoch bevorzugt. In dem bevorzugten Produkt sind die zusätzlichen Saccharideinheiten vornehmlich an der 2-Position der vorhergehenden Saccharideinheit gebunden. Bindung durch die 3-, 4- und 6-Positionen kann ebenfalls auftreten. Es ist möglich und weniger gewünscht, dass eine Polyalkoxidkette die hydrophobe Einheit (R) und die Polysaccharidkette verbindet. Die bevorzugte Alkoxideinheit ist Ethoxid.
Typische hydrophobe Gruppen schließen Alkylgruppen, entweder gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt, mit etwa 8 bis etwa 20, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen ein. Vorzugsweise ist die Alkylgruppe eine geradkettige gesättigte Alkylgruppe. Die Alkylgruppe kann bis zu 3 Hydroxygruppen und/oder die Polyalkoxidketten kann bis etwa 20, vorzugsweise weniger als etwa 10 Alkoxideinheiten enthalten.
Geeignete Alkylpolysaccharide sind Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl und Octadecyl, Di-, Tri-, Tetra-, Penta- und Hexaglucoside, Galaktoside, Laktoside, Fruktoside, Fruktosyle, Laktosyle, Glucosyle und/oder Galaktosyle und Mischungen davon.
Die Alkylmonosaccharide sind vergleichsweise weniger in Wasser löslich als die höheren Alkylpolysaccharide. Wenn sie in Mischung mit Alkylpolysacchariden verwendet werden, werden die Alkylmonosaccharide zu gewissem Grade löslich gemacht. Die Verwendung von Alkylmonosacchariden im Gemisch mit Alkylpolysacchariden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Geeignete Mischungen schließen Kokosnussalkyl, Di-, Tri-, Tetra- und Pentaglucoside und Talkalkyltetra-, -penta- und -hexaglucoside ein.
Die bevorzugten Alkylpolysaccharide sind Alkylpolyglucoside mit der Formel RO(C_nH_2nO)_r(Z)_x, in der Z von Glucose abgeleitet ist, R eine hydrophobe Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkyl, Alkylphenyl, Hydroxyalkylphenyl und Mischungen davon ist, wobei die Alkylgruppen etwa 10 bis etwa 18, vorzugsweise etwa 12 bis etwa 14 Kohlenstoffatome enthalten, n ist 2 oder 3, vorzugsweise 2, r ist 0 bis 10, vorzugsweise 0 und x ist 1,5 bis 8, vorzugsweise 1,5 bis 4, insbesondere 1,6 bis 2,7. Um diese Verbindungen herzustellen, kann ein langkettiger Alkohol (R₂OH) mit Glucose in Gegenwart eines Säurekatalysators umgesetzt werden, um das gewünschte Glucosid zu bilden. Alternativ können die Alkylpolyglucoside durch ein Zweistufenverfahren hergestellt werden, bei dem ein kurzkettiger Alkohol (R₁OH) mit Glucose in Gegenwart eines Säurekatalysators umgesetzt werden kann, um das gewünschte Glucosid zu bilden. Alternativ können die Alkylpolyglucoside durch ein Zweistufenverfahren hergestellt werden, bei dem ein kurzkettiger Alkohol (C_1-6) mit Glucose oder einem Polyglucosid (x = 2 bis 4) umgesetzt wird, um ein kurzkettiges Alkylglucosid (x = 1 bis 4) zu ergeben, das wiederum mit einem langkettigeren Alkohol (R₂OH) umgesetzt werden kann, um den kurzkettigen Alkohol auszutauschen und das gewünschte Alkylpolyglucosid zu erhalten. Wenn dieses Zweistufenverfahren verwendet wird, sollte der Gehalt des fertigen Alkylpolyglucosidmaterials an kurzkettigem Alkylglucosid weniger als 50 % betragen, vorzugsweise weniger als 10 %, insbesondere weniger als etwa 5 %, insbesondere 0 % des Alkylpolyglucosids.
Die Menge von nicht umgesetztem Alkohol (der Gehalt an freiem Fettalkohol) in dem gewünschten Alkylpolysaccharidtensid beträgt vorzugsweise weniger als etwa 2 Gew.-%, bevorzugter weniger als etwa 0,5 Gew.-% der Gesamtmenge des Alkylpolysaccharids. Bei einigen Anwendungen ist es bevorzugt, einen Alkylmonosaccharidgehalt von weniger als etwa 10 % zu haben.
"Alkylpolysaccharidtensid" soll hier sowohl die bevorzugten Glucose- und Galaktose-basierten Tenside und die weniger bevorzugten Alkylpolysaccharidtenside wiedergeben. In der gesamten Beschreibung wird "Alkylpolyglucosid" so verwendet, dass Alkylpolyglykoside eingeschlossen sind, weil sich die Stereochemie der Saccharineinheit während der Herstellungsreaktion ändert.
Ein besonders bevorzugtes APG-Glykosidtensid ist APG 625-Glykosid, hergestellt von der Henkel Corporation, Ambler, PA, USA. APG25 ist ein nichtionisches Alkylpolyglykosid, das durch die Formel: C_nH_2n+1O(C₆H₁₀C₅)_xH gekennzeichnet ist, in der n = 10 (2 %); n = 12 (65 %); n = 14 (21–28 %); n = 16 (4–8 %) und n = 18 (0, 5 %), und x (der Polymerisationsgrad) = 1,6. APG 625 besitzt: einen pH-Wert von 6 bis 10 (10 % APG 625 in destilliertem Wasser), eine Dichte bei 25 °C von 1,1 g/ml, eine Dichte bei 25 °C von 9,1 Pfund/Gallone, einen berechneten HLB-Wert von 12,1 und eine Brookfield-Viskosität bei 35 °C mit einer Spindel Nr. 21 und 5 bis 10 UpM von 3000 bis 7000 cPs.
Die erfindungsgemäß eingesetzten wasserlöslichen nichtionischen Tenside sind kommerziell gut bekannt und schließen die Ethoxylate von primärem aliphatischen Alkohol, Ethoxylate von sekundärem aliphatischen Alkohol, Alkylphenolethoxylate und Ethylenoxid-Propylenoxid-Kondensate auf primären Alkoholen, wie Plurafacs (BASF) und Kondensate von Ethylenoxid mit Sorbitanfettsäureestern wie die Tween (ICI) ein. Die nichtionischen synthetischen organischen Detergenzien sind im Allgemeinen Kondensationsprodukte einer organischen aliphatischen oder alkylaromatischen hydrophoben Verbindung und hydrophilen Ethylenoxidgruppen. Praktisch jedwede hydrophobe Verbindung mit einer Carboxy-, Hydroxy-, Amido- oder Aminogruppe mit einem an den Stickstoff gebundenen freien Wasserstoff kann mit Ethylenoxid oder mit des sen Polyhydratationsprodukt Polyethylenglykol kondensiert werden, um ein wasserlösliches nichtionisches Tensid zu bilden. Ferner kann die Länge der Polyethylenoxykette so eingestellt werden, dass der gewünschte Ausgleich zwischen den hydrophoben und hydrophilen Elementen erreicht wird.
Die nichtionische Tensidklasse schließt die Kondensationsprodukte von höherem Alkohol (z. B. Alkohol, der 8 bis 18 Kohlenstoffatome in einer geradkettigen oder verzweigten Anordnung enthält), kondensiert mit 5 bis 30 Mol Ethylenoxid, ein, beispielsweise Lauryl- oder Myristylalkohol, kondensiert mit 16 Mol Ethylenoxid (EO), Tridecanol kondensiert mit 6 bis Mol EO, Myristylalkohol, kondensiert mit 10 Mol EO pro Mol Myristylalkohol, das Kondensationsprodukt von EO mit einem Kokosnussfettalkoholschnitt, der eine Mischung aus Fett-alkoholen mit Alkylketten enthält, die in der Länge von 10 bis 14 Kohlenstoffatomen variieren, und wobei das Kondensat entweder 6 Mol EO pro Mol Gesamtalkohol oder 9 Mol EO pro Mol Alkohol enthält, und Talgalkoholethoxylate, die 6 EO bis 11 EO pro Mol Alkohol enthalten.
Eine bevorzugte Gruppe der vorhergehenden nichtionischen Tenside sind die Neodolethoxylate (Shell Co.), die höherer aliphatischer primärer Alkohol, der 9 bis 15 Kohlenstoffatome enthält, wie C₉- bis C₁₁-Alkohol, kondensiert mit 7 bis 10 Mol Ethylenoxid (Neodol 91-8), C₁₂- bis C₁₃-Alkohol, kondensiert mit 6, 5 Mol Ethylenoxid (Neodol 23-6.5), C₁₂- bis C₁₅-Alkohol, kondensiert mit 12 Mol Ethylenoxid (Neodol 25-12), C₁₄- bis C₁₅-Alkanol, kondensiert mit 13 Mol Ethylenoxid (Neodol 45-13) und dergleichen sind. Solche Ethoxamere haben einen HLB-Wert (hydrophob/lipophiles-Gleichgewicht) von 8 bis 15 und ergeben gute O/W-Emulgierung, während Ethoxamere mit HLB-Werten unter 8 weniger als 5 Ethylenoxidgruppen enthalten und dazu neigen, schlechte Emulgatoren und schlechte Tenside zu sein.
Weitere befriedigende wasserlösliche Alkohol-Ethylenoxid-Kondensate sind die Kondensationsprodukte eines sekundären aliphatischen Alkohols, der 8 bis 18 Kohlenstoffatome in einer ge radkettigen oder verzweigten Anordnung, kondensiert mit 5 bis 30 Mol Ethylenoxid, enthält. Beispiele für im Handel erhältliche, nichtionische Reinigungsmittel des genannten Typs sind sekundärer C₁₁- bis C₁₅-Alkanol, der mit entweder 9 EO (Tergitol 15-S-9) oder 12 EO (Tergitol 15-S-12) kondensiert ist, vermarktet von Union Carbide.
Andere geeignete nichtionische Reinigungsmittel schließen die Polyethylenoxidkondensate von einem Mol Alkylphenol, das 8 bis 18 Kohlenstoffatome in geradkettiger oder verzweigter Alkylgruppe enthält, mit 5 bis 30 Mol Ethylenoxid ein. Spezielle Beispiele für Alkylphenolethoxylate schließen Nonylphenol, kondensiert mit 9,5 Mol EO pro Mol Nonylphenol, Dinonylphenol, kondensiert mit 12 Mol EO pro Mol Dinonylphenol, Dinonylphenol, kondensiert mit 15 Mol EO pro Mol Phenol, und Diisooctylphenol, kondensiert mit 15 Mol EO pro Mol Phenol, ein. Im Handel erhältliche nichtionische Tenside dieses Typs sind Igepal CO-630 (Nonylphenolethoxylat), vermarktet von GAF Corporation.
Kondensate von 2 bis 30 Mol Ethylenoxid mit Sorbitanmono- und -tri-C₁₀-C₂₀-alkansäureestern mit einem HLB von 8 bis 15 können auch als nichtionischer Reinigerbestandteil in der beschriebenen Zusammensetzung verwendet werden. Diese Tenside sind wohl bekannt und sind von Imperial Chemical Industries unter der Handelsbezeichnung Tween erhältlich. Zu geeigneten Tensiden gehören Polyoxyethylen-(4)sorbitanmonolaurat, Polyoxyethylen(4)sorbitanmonostearat, Polyoxyethylen-(20)sorbitantrioleat und Polyoxyethylen-(20)sorbitantristearat.
Die bevorzugten langkettigen ungesättigten Fettsäuren wie Tallölfettsäure gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen etwa 8 bis etwa 24 Kohlenstoffatome, bevorzugter etwa 10 bis etwa 20 Kohlenstoffatome. Eine bevorzugte ungesättigte Fettsäuremischung ist eine raffinierte Tallölfettsäure. Eine typische Tallölfettsäure enthält eine Mischung von einfach ungesättigter C₁₆- bis C₁₈-Fettsäure, ungesättigter Dien-C₁₆- bis C₁₈-fettsäure, ungesättigter Trien-C₁₆- bis C₁₈-fettsäure und gesättigter C₁₆- bis C₁₈-Fettsäure. Andere ungesättigte Fettsäuren, die in den vorliegenden Zusammensetzungen brauchbar sind, sind ungesättigte Pflanzenölfettsäuren, einschließlich Soja-, Erdnuss-, Mais-, Baumwollsamen-, Leinsamen- und raffinierte Ölfettsäuren, und Fettsäuren, die aus ungesättigten C₁₈- (durchschnittlich)-Fettsäuren und Mischungen davon bestehen.
Die zwitterionischen Tenside, die in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendet werden, sind wasserlösliche Betaine mit der allgemeinen Formel:
in der X^– ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus CO₂ ^– und SO₃ ^– und R₁ eine Alkylgruppe mit 10 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 12 bis 16 Kohlenstoffatomen, oder der Amidorest ist:
worin R eine Alkylgruppe mit 9 bis 19 Kohlenstoffatomen ist und a die ganze Zahl 1 bis 4 ist; R₂ und R₃ jeweils Alkylgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise einem Kohlenstoffatom sind; R₄ eine Alkylen- oder Hydroxyalkylengruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und gegebenenfalls einer Hydroxylgruppe ist. Typische Alkyldimethylbetaine umfassen Decyldimethylbetain oder 2-(N-Decyl-N,N-dimethylammonium)acetat, Kokosdimethylbetain oder 2-(N-Kokos-N,N-dimethylammonium)ace-tat, Myristyldimethylbetain, Palmityldimethylbetain, Lauryldimethylbetain, Cetyldimethylbetain, Stearyldimethylbetain, usw. Zu den Amidobetainen gehört in ähnlicher Weise Kokosamido-ethylbetain, Kokosamidopropylbetain und dergleichen. Ein bevorzugtes Betain ist Kokos(C₈- bis C₁₈)- amidopropyldimethyl-betain. Zwei bevorzugte Betain-Tenside sind Rewoteric AMB 13 und Golmschmidt Betain L7.
Die in der vorliegenden Zusammensetzung verwendeten Aminoxide sind semipolare nichtionische Tenside, die Verbindungen und Mischungen von Verbindungen mit der Formel:
umfassen, in der R₅ ein Alkyl-, 2-Hydroxyalkyl-, 3-Hydroxyalkyl- oder 3-Alkoxy-2-hydroxypropylrest ist, wobei das Alkyl beziehungsweise das Alkoxy 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten, R₆ und R₇ jeweils Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl oder 3-Hydroxypropyl sind und n 0 bis 10 ist. Besonders bevorzugt sind Aminoxide mit der Formel:
in der R₈ eine C₁₂- bis C₁₆-Alkyl oder ein Amidoradikal:
ist, worin R₁₁ eine Alkylgruppe mit etwa 9 bis 19 Kohlenstoffatomen ist und a eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist und R₉ und R₁₀ Methyl oder Ethyl sind. Die obigen Ethylenoxidkondensate, Amide und Aminoxide sind vollständiger in der US-A-4 316 824 beschrieben.
Die Hauptklasse von Verbindungen, bei denen gefunden wurde, dass sie für die vorliegenden Reinigungszusammensetzungen über Temperaturbereiche, die 5 °C bis 43 °C erstrecken, hoch geeignete Co-Tenside bereitstellen, sind z. B. wasserlösliche Polyethylenglykole mit einem Molekulargewicht von 150 bis 1000, Polypropylenglykol mit der Formel HO(CH₃CHCH₂=)_nH, wobei n eine Zahl von 2 bis 18 ist, Mischungen von Polyethylenglykol und Polypropylenglykol (Synalox) und Mono- und Di-C₁- bis C₆-alkylether und Ester von Ethylenglykol und Propylenglykol mit den Strukturformeln R(X)_nOH, R₁(X)_nOH, R(X)_nOR, R₁(X)_nOR₁ und R₁(X)_nOR, wobei R eine C₁- bis C₆-Alkylgruppe ist, R₁ eine C₂- bis C₄-Acylgruppe ist, X (OCH₂CH₂) oder (OCH₂(CH₃)CH) ist und n eine Zahl von 1 bist 4 ist, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Alkyllactat, wobei die Alkylgruppe 1 bis 6 Kohlenstoffatome besitzt, 1-Methoxy-2-propanol, 1-Methoxy-3-propanol und 1-Methoxy-2-, -3- oder -4-butanol.
Ausgewählte Beispiele der Polypropylenglykole schließen Dipropylenglykol und Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 150 bis 1000 ein, z. B. Polypropylenglykol 400. Andere geeignete Glykolether sind Ethylenglykolmonoethylether (Butyl-Cellosolv), Diethylenglykolmonobutylether (Butylcarbitol), Triethylenglykolmonobutylether, Mono-, Di-, Tripropylenglykolmonobutylether, Tetraethylenglykolmonobutylether, Mono-, Di-, Tripropylenglykolmonomethylether, Propylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonohexylether, Diethylenglykolmonohexylether, Propylenglykol-tert.-butylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonopropylether, Ethylenglykolmonopentylether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykolmonopropylether Diethylenglykolmonopentylether, Triethylenglykolmonomethylether, Triethylenglykolmonoethyhether, Triethylenglykolmonopropylether, Triethylenglykolmonopentylether, Triethylenglykolmonohexylether, Mono-, Di-, Triproyplenglykolmonoethylether, Mono-, Di-, Tripropylenglykolmonopropylether, Mono-, Di-, Tripropylenglykolmonopentylether, Mono-, Di-, Tripropylenglykolmonohexylether, Mono-, Di-, Tributylenglykolmonomethylether, Mono-, Di-, Tributylenglykolmonoethylether, Mono-, Di-, Tributylenglykolmonopropylether, Mono-, Di-, Tributylenglykolmonobutylether Mono-, Di-, Tributylenglykolmonopentylether und Mono-, Di-, Tributylenglykolmonohexylether, Ethylenglykolmonoacetat und Dipropylenglykolpropionat.
Das Amphiphil mit niedrigem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Molekül, das aus mindestens zwei Teilen zusammengesetzt ist, das in der Lage ist, mit dem polaren Lösungsmittel und dem unpolaren Lösungsmittel zu binden. Eine Erhöhung des Molekulargewichts des Amphiphils mit niedrigem Molekulargewicht erhöht dessen Wasser/Öl-Kopplungsfähigkeit, was bedeutet, dass weniger Amphiphil mit niedrigem Molekulargewicht notwendig ist, um das polare Lösungsmittel und das unpolare Lösungsmittel oder schwach polare Lösungsmittel zu koppeln. Mindestens ein Teil ist im Wesentlichen hydrophob, mit Partialpolar- und Wasserstoffbindungslöslichkeitsparametern nach Hansen von weniger als 5 (MPa)^1/2. Mindestens ein Teil ist im Wesentlichen wasserlöslich, mit einem Partialwasserstoffbindungslöslichkeitsparameter nach Hansen von gleich oder größer als 10 (MPa)^1/2.
Um die hydrophilen und hydropholen Teile zu identifizieren, muss das amphiphile Molekül mit niedrigem Molekulargewicht (amphiphil) gemäß den folgenden Regeln geschnitten werden: die hydrophoben Teile sollten keine Stickstoff- oder Sauerstoffatome enthalten, die hydrophilen Teile enthalten im Allgemeinen die Heteroatome einschließlich der direkt an ein Sauerstoff- oder Stickstoffatom gebundenen Kohlenstoffatome.
Diese Tabelle zeigt die Löslichkeitsparameter für verschiedene Gruppen. Die erste Reihe kann als der hydrophile Teil eines amphiphilen Moleküls verwendet werden, weil der Wasserbindungslöslichkeitsparameter immer größer als 10 ist. Die letzte Gruppe kann als der hydrophobe Teil eines Amphiphils verwendet werden, weil dessen polare und Wasserstoffbindungslöslichkeitsparameter unter 1 sind. Die Gruppe in der Mitte (Ester und Ketone) können nicht als signifikanter Beitrag zu einem amphiphilen Molekül verwendet werden. Es ist beachtenswert, dass amphiphile Keton- oder Esterfunktionen enthalten können, diese Funktionen tragen jedoch nicht direkt zu der amphiphilen Leistung bei. d ist der Dispersionslöslichkeitsparameter nach Hansen gemessen bei Raumtemperatur, P ist der polare Löslichkeitsparameter nach Hansen gemessen bei Raumtemperatur, H ist der Wasserstoffbindungslöslichkeitsparameter nach Hansen gemessen bei Raumtemperatur. Insbesondere bevorzugte Amphiphile mit niedrigem Molekulargewicht, die in einer Konzentration von etwa 5 bis etwa 60 Gew.-% vorhanden sind, bevorzugter etwa 15 bis etwa 40 Gew.-%, sind ausge wählt aus der Gruppe bestehend im Wesentlichen aus Polyoxyethylenderivaten mit der Formel C_xH_2x+1-O-(CH₂CH₂-O-)_yH, in der x und/oder y 1 bis 6 ist, bevorzugter 1 bis 6; Polyolen mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, Polyaminen mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen, Polyamiden mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen, Alkanolen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und Alkylenglykolalkylether mit der Formel:
in der R'' eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen ist und x 0 bis 2 ist und y etwa 1 bis etwa 5 ist. Das Molekulargewicht des Amphiphils mit niedrigem Molekulargewicht beträgt etwa 76 bis etwa 300, bevorzugter etwa 100 bis etwa 250. Besonders bevorzugte Amphiphile mit niedrigem Molekulargewicht sind Propylenglykol-n-butylether, Tripropylenglykol-n-butylether, Propylenglykol-t-butylether, Propylenglykolmethylether, Hexandiol, Diethylenglykolmonobutylether, Triethylenglykolmonohexylether und Tetraethylenglykolmonohexylether und Mischungen davon wie Propylenglykol-n-butylether und Propylenglykolmethylether im Verhältnis von etwa 2 : 1 bis etwa 1,5 : 1.
Die vorliegenden Zusammensetzungen enthalten mindestens ein löslichmachendes Mittel, das Natriumxylolsulfonat, Natriumcumolsulfonat, C₂- bis C₃-Mono- oder -dihydroxyalkanole wie Ethanol, Isopropanol und Propylenglykol und Mischungen davon sein kann. Die löslichmachenden Mittel werden eingeschlossen, um Niedrigtemperaturtrübheitsklärungseigenschaften zu steuern. In der vorliegenden Zusammensetzung kann gegebenenfalls Harnstoff als zusätzliches löslichmachendes Mittel in einer Konzentration von 0 bis etwa 10 Gew.-% eingesetzt werden, bevorzugter etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-%.
Die vorliegende Zusammensetzung kann C₁₂- bis C₁₄-Alkylmonoalkanolamid wie Laurylmonoalkanolamid und/oder C₁₂- bis C₁₄-Alkyldialkanolamid wie Lauryldiethanolamid oder Kokosdiethanolamid enthalten.
Das Wasser ist in einer Konzentration von etwa 40 Gew.-% bis 90 Gew.-% vorhanden.
Zusätzlich zu den bereits erwähnten wichtigen und optionalen Bestandteilen des Feinflüssigdetergens kann man auch übliche und konventionelle Hilfsstoffe einsetzen, mit der Maßgabe, dass sie die Eigenschaften des Detergens nicht nachteilig beeinflussen. Somit können verschiedene Färbemittel und Parfüms, UV-Absorber wie die Uvinule, die Produkte der GAF Corporation sind, Sequestriermittel wie Ethylendiamintetraacetat, Magnesiumsulfatheptahydrat, pH-Modifizierungsmittel usw. verwendet werden. Der Anteil solcher Hilfsmaterialien wird insgesamt normalerweise 15 Gew.-% der Detergenszusammensetzung nicht überschreiten, und die Prozentgehalte der meisten dieser einzelnen Komponenten werden einen Höchstwert von 5 Gew.-% und vorzugsweise weniger als 2 Gew.-% aufweisen. Natriumformiat oder Formalin kann in die Formulierung als Konservierungsmittel in einer Konzentration von 0,1 bis 4 Gew.-% eingeschlossen werden. Natriumbisulfit kann als Farbstabilisator in einer Konzentration von 0,01 bis 0,2 Gew.-% verwendet werden.
Die vorliegenden Feinflüssigdetergenzien wie Geschirrspülflüssigkeiten werden einfach durch einfache Mischmethoden aus einfach erhältlichen Komponenten hergestellt, die bei Lagerung die gesamte Zusammensetzung nicht nachteilig beeinflussen. Löslichmachende Mittel wie Ethanol, Natriumchlorid und/oder Natriumxylol oder Natriumxylolsulfonat werden verwendet, um zur Löslichmachung der Tenside beizutragen. Die Viskosität der Feinflüssigzusammensetzung beträgt wünschenswerterweise mindestens 100 Centipoise (cPs) bei Raumtemperatur, kann jedoch bis zu 4000 cPs betragen, gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter bei 25 °C unter Verwendung einer mit 20 UpM rotierenden Spindel Nr. 21 mit einem kleinen Probenadapter.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen Flüssigreinigungszusammensetzungen der beschriebenen Erfindung. Soweit nicht anders angegeben beziehen sich alle Prozentaufgaben auf das Gewicht. Die beispielhaften Zusammensetzungen dienen nur der Veranschaulichung und beschränken den Bereich der Erfindung nicht. Soweit nicht anders angegeben beziehen sich die Anteile in den Beispielen und in der gesamten Beschreibung auf das Gewicht.
Die Zusammensetzung von Beispiel 1 wurde hergestellt, indem durch einfaches Rühren aller Bestandteile jeder Formulierung außer dem Isopentan bei 25 °C gemischt wurde, bis sich eine homogene Lösung gebildet hatte. Dann wurden 90 Gew.-% der gemischten Formulierung und 10 Gew.-% Isopentan in separaten Eisbädern abgekühlt und zusammen in einen gekühlten Becher gegeben und bei 40 °F bis 45 °F etwa 1 Minute lang gerührt, bis die einheitlichen Lösungen gemäß den für Beispiel 1 angegebenen Formulierungen erhalten wurden. Die in Beispiel 1 aufgelisteten Formulierungen stellen die fertigen gemischten Formulierungen in Gew.-% dar, die das Isopentan enthalten. Die gekühlten gemischten Formulierungen von Beispiel 1 wurden in die offene Kammer einer Laborfüllvorrichtung gegeben. Der Deckel der Füllvorrichtung wurde manuell aufgeschraubt, und der Füllschaft wurde auf dem Ventil des Exxel-Pakets (Vorrichtung des US-Patents US-A-4 964 540) oder des CCL-Behälters/MonoBloc platziert. Ein mit komprimierter Luft angetriebener Kolben treibt die Flüssigkeit in der Füllkammer in das Exxel-Paket oder den CCL-Behälter/MonoBloc. Wenn es gefüllt war, wurde das Exxel-Paket (oder der CCL-Behälter/MonoBloc) von dem Füllschaft entfernt. Die Exxel-Ventilanordnung hält die Flüssigkeit in dem Paket (oder der Blase), bis ein Auslöser angebracht und gedrückt wird.
Der CCL-Behälter/MonoBloc war ein ABS-laminierter Beutel. Der Beutel wurde an ein Standard-1 Zoll-Aerosolventil geschweißt. Der laminierte Beutel und das Ventil wurden in eine Aluminiumkonserve eingebracht. In das Aerosolventil wurden komprimierte Luft oder Stickstoff eingedrückt und dann wurde umgefalzt. Die komprimierte Luft oder Stickstoff umschloss den mit Produkt gefüllten Beutel. Wenn der Auslöser gedrückt wird, übt Luft Druck auf den Beutel aus und liefert die Kraft, die notwendig ist, um das Produkt abzugeben. Die gesamte Luft verbleibt in der Dose und wird nicht in die Atmosphäre freigesetzt.
Nach jedem Füllvorgang wurde die Gaum-Füllvorrichtung auseinandergenommen, gereinigt, mit kaltem Leitungswasser gespült, getrocknet und wieder zusammengesetzt. Der Kolben wurde mit Vakuum auf die unterste Position gesenkt. Die offene Kammer war dann bereit, um Produkt/Isopentan-Mischung für einen weiteren Füllvorgang aufzunehmen.
Beispiel 1
Die folgende nachschäumende Feinflüssigreinigungszusammensetzungen (in Gew.-%) wurden durch das oben definierte Verfahren hergestellt:
Die gefüllten PET-Blasen der Formulierungen von Beispiel 1 wurden in einem Labor bei Raumtemperatur gehalten. Nach 24 Stunden wurden die gefüllten Exxel-Pakete für Sprüh- und Nachschäumtests verwendet. Ein Auflöser wurde angebracht und ein sauberer Teller wurde als die Testoberfläche verwendet. Auf die Telleroberfläche wurde Produkt gesprüht und es wurde beobachtet, ob die gesprühte Flüssigkeit sich innerhalb von 10 Sekunden zu einem Schaum entwickelte (Nachschäumen) und auf eine Mindesthöhe von 0,5 cm schäumte. Experimente belegen, dass Produkte mit einer Viskosität von mehr als 400 cPs nicht durch das Exxel-Paket gesprüht werden können. Hochviskose Produkte entweichen aus dem Ventil nur als Gel. Viskositäten wurden bei 25 °C unter Verwendung eines programmierbaren Viskosimeters Brookfield DV2+ mit kleinem Probenadapter gemessen.

Claims

Nachschäumende Feinflüssigreinigungszusammensetzung, die: (a) 8 Gew.-% bis 39 Gew.-% von mindestens einem Sulfonattensid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium- oder Magnesiumsalz von linearem C₈- bis C₁₈-Alkylbenzolsulfonat und Natrium- oder Magnesiumsalz von C₈- bis C₁₈-Paraffinsulfonat und Mischungen davon, (b) 2 Gew.-% bis 24 Gew.-% von mindestens einem ethoxylierten Alkylethersulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium-ethoxyliertem C₈- bis C₁₈-Alkylethersulfat, Ammonium-ethoxyliertem C₈- bis C₁₈-Alkylethersulfat und Natrium-ethoxyliertem C₈- bis C₁₈-Alkylethersulfat und Mischungen davon, (c) 0 bis 10 Gew.-% Tensid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Betaintensiden und Aminoxidtensiden und Mischungen davon, (d) 1 Gew.-% bis 16 Gew.-% Alkylpolyglucosid, (e) 0 Gew.-% bis 4 Gew.-% Mono- oder Dialkanolamid, (f) 0 Gew.-% bis 20 Gew.-% ethoxyliertes nichtionisches Tensid, (g) 0 Gew.-% bis 0,6 Gew.-% Duftstoff, (h) 7 Gew.-% bis 14 Gew.-% Isopentan und (i) 60 Gew.-% bis 80 Gew.-% Wasser umfasst.