DE60301229T2

DE60301229T2 - Flüssiges Waschmittel mit Emulsionsschicht

Info

Publication number: DE60301229T2
Application number: DE60301229T
Authority: DE
Inventors: Yun Pen Edgewater Zhu; Feng-Lung Gordon Edgewater Hsu
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: US6797685B2; EP1367118B1; EP1367118B8; US20030203830A1; DE60301229D1; EP1367118A1; ATE301705T1; ES2245764T3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf wässerige, flüssige Waschmittelzusammensetzungen, umfassend eine Emulsionsschicht und eine isotrope Schicht.
Hintergrund der Erfindung
Flüssige Waschmittel sind bei den Verbrauchern beliebt. Es ist manchmal wünschenswert, verschiedene Bestandteile der flüssigen Waschmittelzusammensetzung zu trennen. Es ist ebenso wünschenswert, das sichtbare Erscheinungsbild der Waschmittelverpackung zu verbessern, und ein einzigartiges Aussehen bereitzustellen, das durch die Verbraucher mit einem speziellen Produkt verbunden wird. Außerdem ist es wünschenswert, einem Verbraucher ein optisches Signal für die Gegenwart eines speziellen (beispielsweise vorteilhaften) Bestandteils in der Zusammensetzung zu geben.
EP 116422 , EP 175485 , GB 1247189, WO 99/47635, Ginn (US-Patent 4,348,292), Fuller et al. ( US 6,180,587 ), Swift et al. ( US 5,883,065 ) offenbaren doppelschichtige flüssige Reinigungszusammensetzungen in einer Flasche oder einer wasserunlöslichen Verpackung. Die Schichten sind beide wässerig und werden durch Einsetzen eines Elektrolyts erreicht, der, wenn er zu einer wässerigen oberflächenaktiven Lösung zugegeben wird, die Trennung des oberflächenaktiven Mittels von der wässerigen Phase erzwingt. Das Phänomen der Trennung einer organischen Komponente von einer wässerigen Schicht durch die Zugabe eines Salzes (Elektrolyt) ist als „Aussalzen" bekannt. Das Salz erhöht den ionischen Charakter von Wasser und treibt die organische, weniger polare Komponente aus.
Körperpflegezusammensetzungen (Duschbad oder Shampoo), die Öl enthalten, werden beispielsweise von Puvvada et al. ( US 5,929,019 ), Pader, et al., ( US 3,533,955 ), CA951213 , Weimer ( US 3,718,609 ), Zabotto et al. ( US 5,165,917 ) und Lyle ( US 20010006088 ) offenbart. Mehrphasige wässerige/nicht-wässerige Reinigungspflegezusammensetzungen werden beispielsweise in WO01/98450, WO02/02731, WO01/21751, WO99/47634 und WO02/04589 offenbart. Solche Zusammensetzungen werden vor der Verwendung geschüttelt, um eine temporäre Emulsion zur gleichmäßigen Abgabe und Verwendung zu erzeugen. Olson et al. (US-Patent 3,810,478) offenbart eine Zweiphasenshampoozusammensetzung, die eine untere klare, polare Phase und eine obere lotionsähnliche Emulsionsphase, die eine Öl-in-Wasser-Emulsion sein kann, enthält.
Es ist aus mehreren Gründen wünschenswert, Öl in die Waschmittelzusammensetzungen aufzunehmen. Unter den funktionellen Gründen ist die Fähigkeit des Öls, die Entfernung von Ölflecken von den Geweben zu verbessern. Außerdem stellt das Öl, das auf Geweben absorpiert wird, einen gewissen Erweichungsgrad und Antifaltenvorteile bereit. Unter den ästhetischen Gründen ist ein verbessertes Aussehen eines flüssigen Waschmittelproduktes und die Bereitstellung eines optischen Signals für den Verbraucher. Wenn das Öl nur in bestehende Waschmittelzusammensetzungen aufgenommen wird, selbst wenn die Zusammensetzung geschüttelt wird, um eine temporäre Emulsion zu erzeugen, haftet die Ölschicht leider an den Wänden eines Behälters während der Verwendung. Dies ist in dem Bereich der Waschmittel besonders problematisch, da die Behälter gewöhnlich größer sind als die Körperpflegebehälter, und daher kann die Menge an Öl an den Wänden signifikant die Funktion und das Aussehen des Produktes beeinträchtigen. Daher ist es aus funktionellen und ästhetischen Gründen wünschenswert, flüssiges Waschmittel mit einer Emulsions- (milchigen, lotionsähnlichen)-schicht, wobei das Öl in Form einer Emulsionsschicht mit einer kontinuierlichen wässerigen Phase vorliegt, und einer isotropen Schicht bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung umfaßt eine wässerige, flüssige Waschmittelzusammensetzung, umfassend ein oberflächenaktives Waschmittel (einschließlich anionisch), einen Emulgator mit einem HLB-Wert unter 8,5; ein Öl; und einen Elektrolyt in einer Menge, um einen Ionenstärkeindikator von 0,55 bis 6,7 bereitzustellen. Die Zusammensetzung trennt sich beim Stehenlassen für höchstens 24 Stunden bei Umgebungstemperatur in mindestens zwei Schichten, wobei eine davon eine Emulsion mit einer kontinuierlichen wässerigen Phase ist. Die zweite isotrope Schicht ist vorzugsweise eine transparente Zusammensetzung.
Überraschenderweise weist die Emulsionsschicht, die erzeugt wird, eine kontinuierliche wässerige Phase (d.h. Öl-in-Wasser- oder Wasser-in-Öl-in-Wasser-Emulsion) auf, selbst wenn der Emulgator, der eingesetzt wird, einen niedrigen HLB-Wert aufweist, der zur Wasser-in-Öl-Emulgatoren typisch ist, so daß Wasser-in-Öl-Emulsionen zu erwarten sind.
Die Gegenwart einer Emulsionsschicht (die als eine milchige Schicht erscheint) kann ein optisches Signal für ein milderes Produkt, das besonders für Feinwasch- oder Vorbehandlungswaschmittelprodukte geeignet ist, sein. Außerdem kann die Emulsionsschicht öllösliche oder wasserunlösliche funktionelle Bestandteile umfassen, um die Transparenz der zweiten Schicht zu schützen, oder kann in der Ölphase der Emulsion wasserempfindliche Bestandteile umfassen, die vor Wasser geschützt werden müssen.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Alle Mengenangaben beziehen sich auf das Gewicht der flüssigen Waschmittelzusammensetzung, wenn nichts anderes angegeben wird.
Es sollte angemerkt werden, daß bei der Spezifizierung irgendeines Konzentrationsbereiches jede spezielle obere Konzentration mit jeder speziellen unteren Konzentration verbunden sein kann.
Zur Vermeidung von Zweifeln soll das Wort „umfassend" „einschließlich" bedeuten, aber notwendigerweise nicht „bestehend aus" oder „sich zusammensetzend aus". Mit anderen Worten müssen die aufgelisteten Schritte oder Optionen nicht erschöpfend sein.
„Flüssig", wie hierin verwendet, bedeutet, daß eine kontinuierliche Phase oder ein überwiegender Teil der Zusammensetzung flüssig ist, und daß eine Zusammensetzung bei 20°C fließfähig ist (d.h. suspendierte Feststoffe können einbezogen werden).
Oberflächenaktives Waschmittel
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten ein oder mehrere oberflächenaktive Mittel, die aus der Gruppe, bestehend aus anionischen, nicht-ionischen, kationischen, amphoteren und zwitterionischen oberflächenaktiven Mitteln oder Gemischen davon, ausgewählt sind. Die bevorzugten oberflächenaktiven Waschmittel zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind Gemische aus anionischen und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln, obwohl es zu verstehen ist, daß das anionische oberflächenaktive Mittel allein oder in Kombination mit einem anderen oberflächenaktiven Mittel oder oberflächenaktiven Mitteln verwendet werden kann. Oberflächenaktive Waschmittel sind typischerweise Öl-in-Wasser-Emulgatoren mit einem HLB-Wert über 8, typischerweise 12 und darüber. Oberflä chenaktive Waschmittel werden in der vorliegenden Erfindung sowohl in Bezug auf das Reinigungsvermögen als auch die Erzeugung einer Emulsion mit einer kontinuierlichen wässerigen Phase einbezogen.
Anionische oberflächenaktive Waschmittel
Anionische oberflächenaktive Mittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind die oberflächenaktiven Verbindungen, die eine langkettige, hydrophobe Kohlenwasserstoffgruppe in ihrer Molekülstruktur und eine hydrophile Gruppe, d.h. wasserlösliche Gruppe, wie Carboxylat-, Sulfonat- oder Sulfatgruppe oder ihre entsprechende Säureform, enthalten. Die anionischen oberflächenaktiven Mittel umfassen die wasserlöslichen höheren Alkalimetall- (beispielsweise Natrium und Kalium) -Alkylarylsulfonate, -Alkylsulfonate, -Alkylsulfate und die -Alkylpolyethersulfate. Sie können ebenso Fettsäure oder Fettsäureseifen umfassen. Eine der bevorzugten Gruppen von anionischen oberflächenaktiven Mitteln sind die Alkalimetall-, Ammonium- oder Alkanolaminsalze von höheren Alkylarylsulfonaten und Alkalimetall-, Ammonium- oder Alkanolaminsalze von höheren Alkylsulfaten. Bevorzugte höhere Alkylsulfate sind die, worin die Alkylgruppen 8 bis 26 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 12 bis 22 Kohlenstoffatome und stärker bevorzugt 14 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten. Die Alkylgruppe in dem Alkylarylsulfonat enthält vorzugsweise 8 bis 16 Kohlenstoffatome und stärker bevorzugt 10 bis 15 Kohlenstoffatome. Ein besonders bevorzugtes Alkylarylsulfonat ist das Natrium-, Kalium- oder Ethanolamin-C₁₀-C₁₆-benzolsulfonat, beispielsweise lineares Natriumdodecylbenzolsulfonat. Die primären und sekundären Alkylsulfate können durch Umsetzung von langkettigen alpha-Olefinen mit Sulfaten oder Bisulfiten, beispielsweise Natriumbisulfit hergestellt werden. Die Alkylsulfonate können ebenso durch Umsetzung von langkettigen normalen Paraffinkohlenwasserstoffen mit Schwefeldioxid und Sauerstoff hergestellt werden, wie in den US-Patenten Nr. 2,503,280, 2,507,088, 3,372,188 und 3,260,741 beschrieben, um normale oder sekundäre höhere Alkylsulfate zur Verwendung als oberflächenaktive Waschmittel zu erhalten.
Der Alkylsubstituent ist vorzugsweise linear, d.h. normales Alkyl, jedoch können verzweigtkettige Alkylsulfonate eingesetzt werden, obwohl sie in Bezug auf die Bioabbaubarkeit nicht so gut sind. Der Alkan-, d.h. Alkyl, -substituent kann terminal sulfoniert sein oder kann beispielsweise mit dem 2-Kohlenstoffatom der Kette verbunden sein, d.h. kann ein sekundäres Sulfonat sein. Es ist in der Technik selbstverständlich, daß der Substituent mit jedem Kohlenstoff an der Alkylkette verbunden sein kann. Die höheren Alkylsulfonate können als Alkalimetallsalze, wie Natrium und Kalium verwendet werden. Die bevorzugten Salze sind die Natriumsalze. Die bevorzugten Alkylsulfonate sind die primären normalen C₁₀-C₁₈-Alkylnatrium- und -kaliumsulfonate, wobei das primäre, normale C₁₀-C₁₅-Alkylsulfonatsalz stärker bevorzugt ist.
Gemische aus höheren Alkylbenzolsulfonaten und höheren Alkylsulfaten können verwendet werden sowie Gemische aus höheren Alkylbenzolsulfonaten und höheren Alkylpolyethersulfaten.
Ebenso können normale Alkyl- und verzweigtkettige Alkylsulfate (beispielsweise primäre Alkylsulfate) als anionische Komponente verwendet werden.
Die höheren Alkylpolyethoxysulfate, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können normales oder verzweigtkettiges Alkyl sein und enthalten Niederalkoxygruppen, die zwei oder drei Kohlenstoffatome enthalten können. Die normalen höheren Alkylpolyethersulfate sind dahingehend bevorzugt, daß sie einen höheren Grad an Bioabbaubarkeit als das verzweigtkettige Alkyl aufweisen, und die Niederpolyalkoxygruppen sind bevorzugte Ethoxygruppen.
Die bevorzugten höheren Alkylpolyethoxysulfate, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden durch die Formel: R¹-O(CH₂CH₂O)_p-SO₃M, dargestellt, worin R¹ C₈-C₂₀-Alkyl, vorzugsweise C₁₀-C₁₈ und stärker bevorzugt C₁₂-C₁₅ ist; p 1 bis 8, vorzugsweise 2 bis 6 und stärker bevorzugt 2 bis 4 ist; und M ein Alkalimetall, wie Natrium und Kalium, oder ein Ammoniumkation ist. Die Natrium- und Kaliumsalze sind bevorzugt.
Ein bevorzugtes höheres Alkylpoly-ethoxyliertes Sulfat ist das Natriumsalz eines Triethoxy-C₁₂-C₁₅alkoholsulfats mit der Formel: C_12-15-O-(CH₂CH₂O)₃-SO₃Na.
Beispiele von geeigneten Alkylethoxysulfaten, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind normales oder primäres C_12-15-Alkyltriethoxysulfat, Natriumsalz; n-Decyldiethoxysulfat, Natriumsalz; primäres C₁₂-Alkyldiethoxysulfat, Ammoniumsalz; primäres C₁₂-Alkyltriethoxysulfat, Natriumsalz; primäres C₁₅-Alkyltetraethoxysulfat, Natriumsalz; gemischtes normales primäres C_14-15-Alkylmischtri- und -tetraethoxysulfat, Natriumsalz; Stearylpentaethoxysulfat, Natriumsalz; und gemischtes normales primäres C_10-18-Alkyltriethoxysulfat, Kaliumsalz.
Die normalen Alkylethoxysulfate sind ohne weiteres biologisch abbaubar und sind bevorzugt. Die Alkylpolyniederalkoxysulfate können in Gemischen miteinander und/oder in Gemischen mit den oben erläuterten höheren Alkylbenzolsulfonaten oder Alkylsulfaten verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Waschmittelzusammensetzungen sind Waschmittelzusammensetzungen und umfassen folglich vorzugsweise mindestens 2% eines anionischen oberflächenaktiven Mittels, um das Reinigungsvermögen und die Schäumung bereitzustellen. Im allgemeinen liegt die Menge des anionischen oberflächenaktiven Mittels im Bereich von 5% bis 80%, vorzugsweise 5% bis 30%, um den Co-Einschluß von nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln auszugleichen, stärker bevorzugt 7% bis 20% und optimalerweise 8% bis 18%. Es sollte angemerkt werden, daß ein Überschuß des anionischen oberflächenaktiven Mittels für die Stabilität einer Emulsion in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen schädlich sein kann. Das minimale anionische oberflächenaktive Mittel ist jedoch erforderlich, um Schäumen in den Waschmittelanwendungen bereitzustellen.
Nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel
Wie allgemein bekannt, sind die nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel durch die Gegenwart einer hydrophoben Gruppe und einer organischen hydrophilen Gruppe gekennzeichnet und werden typischerweise durch die Kondensation einer organischen aliphatischen oder alkylaromatischen hydrophoben Verbindung mit Ethylenoxid (hydrophil in der Beschaffenheit) hergestellt. Typische geeignete nicht-ionische oberflächenaktive Mittel sind die, die in den US-Patenten Nr. 4,316,812 und 3,630,929 offenbart werden.
Normalerweise sind die nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel polyalkoxylierte Lipophile, wobei das gewünschte hydrophile-lipophile-Gleichgewicht aus der Zugabe einer hydrophilen Poly-niederalkoxygruppe zu einer lipophilen Komponente erhalten wird. Eine bevorzugte Klasse von nicht-ionischen Waschmitteln sind die alkoxylierten Alkanole, wobei das Alkanol 9 bis 20 Kohlenstoffatome aufweist, und wobei die Molzahl von Alkylenoxid (mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen) 3 bis 20 beträgt. Von diesen Materialien ist es bevorzugt, die einzusetzen, bei denen das Alkanol ein Fettalkohol mit 9 bis 11 oder 12 bis 15 Kohlenstoffatomen ist, und die 5 bis 8 oder 5 bis 9 Alkoxygruppen pro Mol enthalten. Ebenso bevorzugt ist Paraffin-basierender Alkohol (beispielsweise nicht-ionische Verbindungen von Huntsman oder Sassol).
Beispiele von solchen Verbindungen sind die, worin das Alkanol 10 bis 15 Kohlenstoffatome aufweist, und die etwa 3 bis 12 Ethylenoxidgruppen pro Mol enthalten, beispielsweise Neodol^® 25-9 und Neodol^® 23-6,5, diese Produkte werden von Shell Chemical Company, Inc. hergestellt. Das erstere ist ein Kondensationsprodukt eines Gemisches von höheren Fettalkoholen, die durchschnittlich 12 bis 15 Kohlenstoffatome aufweisen, mit etwa 9 Mol Ethylenoxid, und das letztere ist ein entsprechendes Gemisch, worin der Kohlenstoffatomgehalt des höheren Fettalkohols 12 bis 13 beträgt und die Anzahl an vorhandenen Ethylenoxidgruppen durchschnittlich etwa 6,5 beträgt. Die höheren Alkohole sind primäre Alkanole.
Eine andere Unterklasse von alkoxylierten oberflächenaktiven Mitteln, die verwendet werden können, enthalten eher eine genaue Alkylkettenlänge als eine Alkylkettenverteilung der alkoxylierten oberflächenaktiven Mittel, die oben beschrieben wurden. Typischerweise werden diese als enge Alkoxylate bezeichnet. Beispiele dieser umfassen die Neodol-1^®-Reihen von oberflächenaktiven Mitteln, hergestellt von Shell Chemical Company.
Andere nützliche nicht-ionische Verbindungen werden durch die kommerziell bekannte Klasse von nichtionischen Verbindungen dargestellt, verkauft unter dem Markennamen Plurafac^® von BASF. Die Plurafacs^® sind die Reaktionsprodukte eines höheren linearen Alkohols und eines Gemisches aus Ethylen- und Propylenoxiden, enthaltend eine Mischkette von Ethylenoxid und Propylenoxid, terminiert durch einer Hydroxylgruppe. Beispiele umfassen C₁₃-C₁₅-Fettalkohol, der mit 6 Mol Ethylenoxid und 3 Mol Propylenoxid kondensiert wurde, C₁₃-C₁₅-Fettalkohol, der mit 7 Mol Propylenoxid und 4 Mol Ethylenoxid kondensiert wurde, C₁₃-C₁₅-Fettalkohol, der mit 5 Mol Propylenoxid und 10 Mol Ethylenoxid kondensiert wurde, oder Gemische aus irgendwelchen der obigen.
Eine andere Gruppe von flüssigen nicht-ionischen Verbindungen ist von Shell Chemical Company, Inc. unter den Markennamen Dobanol^® oder Neodol^® kommerziell erhältlich: Dobanol^® 91-5 ist ein ethoxylierter C₉-C₁₁-Fettyalkohol mit durchschnittlich 5 Mol Ethylenoxid und Dobanol^® 25-7 ist ein ethoxylierter C₁₂-C₁₅-Fettalkohol mit durchschnittlich 7 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol.
In den Zusammensetzungen dieser Erfindung umfassen die nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel die primären C₁₂-C₁₅-Fettalkohole oder Alylphenole mit relativ engen Gehalten an Ethylenoxid im Bereich von 6 bis 9 Mol und die C₉-C₁₁-Fettalkohole, ethoxyliert mit 5 bis 6 Mol Ethylenoxid.
Eine andere Klasse von nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln, die gemäß dieser Erfindung verwendet werden können, sind oberflächenaktive Glykoside. Die oberflächenaktiven Glykoside, die zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen die der Formel: RO-(R¹O)_y-(Z)_x worin R ein einwertiger organischer Rest ist, der 6 bis 30 (vorzugsweise 8 bis 18) Kohlenstoffatome enthält; R¹ ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest ist, der 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält; 0 ein Sauerstoffatom ist; y eine Zahl ist, die einen Durchschnittswert von 0 bis 12 aufweisen kann, die aber am stärksten bevorzugt null ist; Z eine Komponente ist, die aus einem reduzierenden Saccharid stammt, das 5 oder 6 Kohlenstoffatome enthält; und x eine Zahl mit einem Durchschnittswert von 1 bis 10 (vorzugsweise 1½ bis 10) ist.
Eine besonders bevorzugte Gruppe von oberflächenaktiven Glykosiden zur Verwendung in der Praxis dieser Erfindung umfaßt die der obigen Formel, worin R ein einwertiger organischer Rest (linear oder verzweigt) ist, der 6 bis 18 (insbesondere 8 bis 18) Kohlenstoffatome enthält; y null ist; z Glukose oder eine daraus stammende Komponente ist; x eine Zahl mit einem Durchschnittswert von 1 bis 4 (vorzugsweise 1½ bis 4) ist. Die nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel, die verwendet werden können, umfassen Polyhydroxyamide, wie in US-Patent Nr. 5,312,954 von Letton et al. erläutert, und Aldobionamide, wie in US-Patent Nr. 5,389,279 von Au et al. erläutert.
Im allgemeinen würden die nicht-ionischen Verbindungen 0 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-%, stärker bevorzugt 5 bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung umfassen. Gemische aus zwei oder mehr der nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel können verwendet werden.
Kationische oberflächenaktive Mittel
Viele kationische oberflächenaktive Mittel sind in der Technik bekannt, und beinahe jedes kationische oberflächenaktive Mittel mit mindestens einer langkettigen Alkylgruppe von 10 bis 24 Kohlenstoffatomen ist in der vorliegenden Erfindung geeignet. Diese Verbindungen werden in „Cationic Surfactants", Jungermann, 1970 beschrieben.
Spezielle kationische oberflächenaktive Mittel, die als oberflächenaktive Mittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden ausführlich in US-Patent Nr. 4,497,718 beschrieben.
Wie bei den nicht-ionischen und anionischen oberflächenaktiven Mitteln können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen von kationische oberflächenaktiven Mitteln allein oder in Kombination mit irgendeinem anderen oberflächenaktiven Mittel, das in der Technik bekannt ist, Gebrauch machen. Natürlich können die Zusammensetzungen überhaupt keine kationischen oberflächenaktiven Mittel enthalten.
Amphotere oberflächenaktive Mittel
Amphotere synthetische oberflächenaktive Mittel können weitgehend als Derivate von aliphatischen oder aliphatischen Derivativen von heterocyclischen sekundären und tertiären Aminen beschrieben werden, wobei der aliphatische Rest geradkettig oder verzweigt sein kann, und wobei einer der aliphatischen Substituenten 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält und mindestens einer eine anionische wasserlösliche Gruppe, beispielsweise Carboxylat, Sulfonat, Sulfat, enthält. Beispiele von Verbindungen, die in diese Definition fallen, sind Natrium-3-(dodecylamino)propionat, Natrium-3-(dodecylamino)propan-l-sulfonat, Natrium-2-(dodecylamino)ethylsulfat, Natrium-2-(dimethylamino)octadecanoat, Dinatrium-3-(N-carboxymethyldodecylamino)propan-1-sulfonat, Dinatriumoctadecylimminodiacetat, Natrium-1-carboxymethyl-2-undecylimidazol und Natrium-N,N-bis-(2-hydroxyethyl)-2-sulfato-3-dodecoxypropylamin. Natrium-3-(dodecylamino)propan-l-sulfonat ist bevorzugt.
Zwitterionische oberflächenaktive Mittel können weitgehend als Derivate von sekundären und tertiären Aminen, Derivate von heterocyclischen sekundären und tertiären Aminen oder Derivate von quartären Ammonium-, quartären Phosphonium- oder tertiären Sulfoniumverbindungen beschrieben werden. Das kationische Atom in der quartären Verbindung kann ein Teil eines heterocyclischen Ringes sein. In all diesen Verbindungen gibt es mindestens eine aliphatische Gruppe, geradkettig oder verzweigt, die 3 bis 18 Kohlenstoffatome enthält, und mindestens einen aliphatischen Substituenten, der eine anionische wasserlösliche Gruppe enthält, beispielsweise Carboxy, Sulfonat, Sulfat, Phosphat oder Phosphonat.
Spezielle Beispiele von zwitterionischen oberflächenaktiven Mitteln, die verwendet werden können, werden in US-Patent Nr. 4,062,647 dargestellt.
Die Gesamtmenge an verwendetem oberflächenaktivem Mittel kann von 5 bis 80%, vorzugsweise 10 bis 50% variieren.
Wie angemerkt, sind die bevorzugten oberflächenaktiven Systeme der Erfindung Gemische aus anionischen und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln.
Besonders bevorzugte Systeme umfassen beispielsweise Gemische aus linearen Alkylarylsulfonaten (LAS) und alkoxylierten (beispielsweise ethoxylierten) Sulfaten (AES) mit alkoxylierten nicht-ionischen Verbindungen beispielsweise im Verhältnis von 1:2:1.
Vorzugsweise sollte die nicht-ionische Verbindung als einen Prozentsatz eines anionischen/nicht-ionischen Systems mindestens 20%, stärker bevorzugt mindestens 25%, bis zu etwa 75% des gesamten oberflächenaktiven Systems umfassen. Ein besonders bevorzugtes oberflächenaktives System umfaßt anionische Verbindungen:nichtionischen Verbindungen in einem Verhältnis von 3:1 bis 1:3.
Emulgator
Obwohl man nicht an diese Theorie gebunden sein möchte, nehmen die Anmelder an, daß der Emulgator, der in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, die Interaktion von oberflächenaktiven Mitteln in der Grenzflächenschicht verbessert und die Verpackungseffizienz des oberflächenaktiven Mittels in den Emulsionströpfchen erhöht. Dies führt zur Erhöhung der Festigkeit des Grenzflächenfilms an der Grenzfläche von Öl und Wasser. Die Wirkung ist, die Flockung und Koaleszenz zu verzögern, und die Stabilität der Emulsion zu erhöhen. Der Einschluß des Emulgators mit niedrigem HLB-Wert ist in Gegenwart eines anionischen oberflächenaktiven Mittels besonders kritisch.
Emulgatoren, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, weisen einen HLB-Wert (hydrophiles-lipophiles-Gleichgewicht) unter 8,5 auf. Geeignete Emulgatoren können silikonbasierend oder silikonfrei, Polyoxyalkylenether von Fettalkoholen, Polyethylenglykolether von Glukose, Zuckerester, Zuckeresterethoxylate, Polyethylenglykolether von Sorbitol, Glycerol-ethoxylierter Fettsäureester, Dimethiconcopolyol, Alkyldimethiconcopolyol, Acetyldimethiconcopolyol, Dialkylsulfosuccinate, Dialkylphosphat, Alkylpolyoxyethoxylate, Sorbitan-nicht-ionische Verbindung, öllösliche-Silikon oberflächenaktive Mittel, Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockpolymere, Dialkylquartärammonium und Gemische davon sein. Bevorzugte oberflächenaktive Mittel sind PEG 30 Dipolyhydroxylstearat (Arlacel^® P135), Span^® 80 (Sorbitanmonostearat), Brij^® 72 (Polyoxyethylen(2)-stearylether). Die genaue Menge des Emulgators, die erforderlich ist, um eine Emulsion-Emulsion/isotrop-Doppelschicht-Produktstabilität aufrechtzuerhalten, hängt von der Beschaffenheit und dem Niveau der anderen Bestandteile, wie oberflächenaktiven Waschmitteln, Öl, Lösungsmittel und Elektrolyten, ab. Ein typisches Niveau beträgt 0,1% bis 10%, vorzugsweise 0,1 bis 5%, am stärksten bevorzugt eine Menge von 0,1 bis 3%, um die Zusammensetzungen bei den kommerziell nützlichen Niveaus an oberflächenaktiven Mitteln zu optimieren.
Die bevorzugten erfindungsgemäßen Waschmittelzusammensetzungen umfassen co-oberflächenaktive Mittel, um die Stabilität der Emulsion zu verstärken. Bevorzugte co-oberflächenaktive Mittel werden aus der Gruppe, bestehend aus C₁₀-C₂₂-Fettalkoholen und Fettsäure ausgewählt, wobei der pH der Formulierung weniger als 7 beträgt. Die bevorzugten co-oberflächenaktiven Mittel werden aus C₁₀-C₂₂-Fettalkoholen, insbesondere C₁₄-C₁₈-Alkohol und speziell Cetylalkohol aufgrund der kommerziellen Verfügbarkeit bei rentablen Kosten, geringem Geruchsprofil und Stabilität ausgewählt.
Die Menge des co-oberflächenaktiven Mittels liegt im allgemeinen im Bereich von 0,0 bis 5%, vorzugsweise 0,1 bis 2%, und am stärksten bevorzugt, um die Kosten der Zusammensetzung und die Stabilität der Emulsion zu optimieren, 0,1 bis 1%.
Öl
Natürliches oder synthetisches Öl oder Gemische davon werden eingesetzt. Das Öl kann ein Kohlenwasserstofföl und/oder Silikonöl sein. Im allgemeinen kann das Kohlenwasserstofföl ein Paraffinöl, ein naphthenisches Öl oder natürliches Mineralöl sein. Beispiele umfassen Mineralöl, Rizinusöl, Pflanzenöl, Maisöl, Erdnußöl, Jojobaöl, 2-Ethylhexyloxystearat (und andere Alkyloxystearate), acetylierten Lanolinalkohol, Alkylpalmitate, wie Isopropylpalmitat, 2-Ethylhexylpalmitat, Glyceroltriacetate, Disopropyladipat, Dioctyladipat (und andere Alkyladipate), Isopropylmyristat oder C₁₂-C₁₅-Alkoholbenzoate, sind aber nicht darauf beschränkt.
Silikonöl: Silikonöl, nicht-flüchtige Silikonverbindungen umfassen ein Polyalkylsiloxan, ein Polyarylsiloxan oder ein Polyalkylarylsiloxan und Gemische davon. Das bevorzugte nicht-flüchtige Silikon ist eine Polydimethylsilioxanverbindung; (CH₃)₃SiO-[Si(CH₃)₂O]_nSi(CH₃)₃. Wie zum Beispiel DC 200, Fluid 50, Dow corning; silsoft^®034, silsoft^®ME-5, silisoft^®148, L-45 von OSI, Crompton; Silsoft^®034-Caprylymethicon, silsoft^®148-Cyclomethicondimethiconolcopolyol, silisoft^®148-Cyclomethicondimethiconol, L-45-Dimethicon.
Am stärksten bevorzugt ist das Öl Mineralöl, da es sowohl ökonomisch als auch stark kompatibel mit oben beschriebenen oberflächenaktiven Systemen ist.
Das Öl wird in den vorliegenden Zusammensetzungen in einer Menge eingesetzt, die ausreichend ist, um eine sichtbare Emulsionsschicht bereitzustellen. Typischerweise liegt die Menge des Öls im Bereich von 5 bis 50%, vorzugsweise 6 bis 35%, am stärksten bevorzugt 7 bis 25% und optimal bei 8 bis 20%. Das Öl kann etwas Feststoff, beispielsweise Wachs oder andere feste Bestandteile enthalten, und kann noch zur Verwendung der vorliegenden Zusammensetzung geeignet sein, so lange wie es bei Raumtemperatur von 20 bis 25°C gießbar ist.
Elektrolyt
Der Elektrolyt, der in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen einbezogen ist, wird aus der Gruppe von organischen Elektrolyten (d.h., organisches Kation), anorganischen Elektrolyten (d.h. anorganisches Kation) und Gemischen davon ausgewählt. Der Elektrolyt kann vorgeformt oder in situ gebildet werden.
Geeignete Anionen umfassen Citrat, Sulfat, Nitrat, Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid, Acetat, Tartrat, Ammoniumtartrat, Benzolsulfonat, Benzoat, Bicarbonat, Carbonat, Bisulfat, Bisulfit, Sulfat, Borat, Bortartrat, Bromat, Butyrat, Chlorat, Camphorat, Chlorat, Cinnamat, Disilicat, Dithionat, Ethylsulfat, Eisen(III)-cyanid, Cyanidferrat(II), Fluorsilikat, Formiat, Glycerophosphat, Hydrogenphosphat, Hydroxostannat, Hypochlorit, Hyponitrit, Hypophosphit, Iodat, Isobutyrat, Lactat, Laurat, Metaborat, Metasilikat, Methionat, Methylsulfat, Nitrit, Oleat, Orthophosphat, Orthophosphit, Orthosilikat, Oxalat, Perborat, Perchlorat, Phosphat, Polyfluorid, Polychlorid, Polyiodid, Polybromid, Polysulfid, Polysulfat, Polysulfat, Salicylat, Silikat, Sorbat, Stannat, Stearat, Succinat oder Valerat, Dichromat, Chromat, Throyonat, Permanganat, Gluconat, Phenolsulfat, Selenat, sind aber nicht darauf beschränkt.
Der „organische Elektrolyt", wie hierin verwendet, bedeutet ein Elektrolyt, der ein organisches Kation enthält. Das „organische Kation" bedeutet wiederum ein nichtmetallisches, positiv geladenes ionisches Element. Geeignete organische Kationen umfassen Ammonium, Ammoniumhydroxid, Amine, stärker bevorzugt Alkanolamine (beispielsweise Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Isopropylamin), sind aber nicht darauf beschränkt. Bevorzugte organische Elektrolyte werden aus der Gruppe, bestehend aus Monoethanolamin, Triethanolamin und Ammoniumoxidsalzen von Citrat, Carbonat, Bicarbonat, Borat und Sulfat, ausgewählt. Monoethanolaminsalz ist am wirksamsten. Monoethanolamincitrat, Monoethanolamincarbonat und Monoethanolaminborat sind am stärksten bevorzugt, aufgrund ihrer Fähigkeit, ebenso als Aufbaustoffe und/oder Puffer in der Waschmittelzusammensetzung zu fungieren.
Der „anorganische Elektrolyt", wie hierin verwendet, bedeutet ein Elektrolyt, der ein Alkali- oder Erdalkalimetallkation enthält. Geeignete anorganische Elektrolyte umfassen Natrium-, Kalium-, Lithium-, Magnesium- und Calciumsalze, sind aber nicht darauf beschränkt. Bevorzugte Elektrolyte werden aus der Gruppe, bestehend aus Natrium- und Kaliumsalzen von Citrat, Carbonat, Phosphat, Bicarbonat, Borat und Sulfat, ausgewählt. Natriumsalz ist am kostengünstigsten. Natriumcitrat, Natriumcarbonat und Natriumborat sind am stärksten bevorzugt, aufgrund ihrer Fähigkeit, ebenso als Aufbaustoffe und/oder Puffer in den Waschmittelzusammensetzungen zu fungieren.
Die erfindungsgemäße flüssige Waschmittelzusammensetzung umfaßt vorzugsweise 0,5 bis 30%, stärker bevorzugt 1 bis 10%, am stärksten bevorzugt 1 bis 15% und optimal 6 bis 12% des Elektrolyts, um eine stabile doppelschichtige Zusammensetzung bei optimalen Kosten zu erreichen. Die genaue Konzentration des Elektrolyts, um eine doppelschichtige Zusammensetzung zu erzeugen, die eine stabile Emulsionsschicht umfaßt, hängt von der oberflächenaktiven Konzentration, der Wassermenge und der Identität des Elektrolyts ab. Eine zu niedrige Konzentration des Elektrolyst führt zu einer Nicht-Trennung oder unzureichenden Trennung der Schichten; eine zu hohe Konzentration der Elektrolyte führt zu einer instabilen Emulsion oder der Umkehrung der Emulsion zur kontinuierlichen Ölphase. Die benötigte Konzentration kann durch die Berechnung des Ionenstärkeindikators des Elektrolyts bei einer speziellen Konzentration vorhergesagt werden. Es ist als ein Teil der Erfindung herausgefunden worden, daß die bevorzugten Elektrolytn und bevorzugten Konzentrationen die sind, die einen berechneten Ionenstärkeindikator von 0,55 bis 6,7, vorzugsweise 0,6 bis 6,0, am stärksten bevorzugt 0,6 bis 5,0 aufweisen.
Der Ionenstärkeindikator stellt die Interaktionen der Ionen mit Wassermolekülen und anderen Ionen in der Lösung dar. Der Ionenstärkeindikator kann folgendermaßen berechnet werden: I = ½Σzi 2mi Σ = eine Summe für i Anzahl an Ionen
I = Ionenstärke
z = Valenzfaktor
m_i = Molkonzentration der Elektrolyte, berechnet aus der Menge von Elektrolyten und nur Wasser, ausgenommen oberflächenaktive Waschmittel, Emulgatoren, Öl, hydrotrope Verbindungen und irgendwelche Lösungsmittel, wie Propylenglykol.
Anorganische Salze (Citrat, Sulfat, Acetat, Chlorid, Carbonat, Silikat, Borat) sind bevorzugt, da sie sehr löslich und nicht teuer sind; und einige Salze dienen ebenso als Aufbaustoffe, um die Härte zu kontrollieren, um die Entfernung von Flecken (Partikel) zu unterstützen, beispielsweise Citrate, (die ebenso aus erneuerbaren Ressourcen erhältlich und biologisch abbaubar sind).
Besonders bevorzugt ist Citrat aufgrund seiner zusätzlichen Funktionalität als Aufbaustoff und seines angenehmen Geruchs. Die Menge an Citrat (so berechnet, daß das Hydratwasser einbezogen ist) beträgt typischerweise 2 bis 19%, vorzugsweise 2 bis 10%.
Es sollte angemerkt werden, daß die überschüssige Menge oder die überschüssige Ionenstärke zu einer Emulsionsdestabilisierung oder Umkehrung führt.
Schichten
Die Bestandteile, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorliegen, führen typischerweise zur Bildung von mindestens zwei Schichten, wobei eine der Schichten eine Emulsion mit einer kontinuierlichen wässerigen Phase ist. Die kontinuierliche wässerige Phase in den Emulsionen minimiert das Haften des Öls an dem Behälter. Die Emulsionsschicht stellt ebenso ein angenehmes Aussehen und ein optisches Signal für den Verbraucher in bezug auf die Gegenwart eines vorteilhaften Bestandteils und/oder eines milderen Produktes bereit. Die Emulsionsschicht weist typischerweise ein milchiges oder weißes Aussehen auf. Die Emulsionsschicht ist typischerweise eine Oberschicht, aufgrund der niedrigeren Dichte des Öls im Vergleich zu Wasser.
Vorzugsweise ist die Bodenschicht eine isotrope transparente Zusammensetzung, einschließlich vorzugsweise eines Farbmittels. „Transparent", wie hierin verwendet, umfaßt sowohl transparent als auch transluzent, und bedeutet, daß ein Bestandteil oder ein Gemisch oder eine Phase oder eine Zusammensetzung oder eine Verpackung gemäß der Erfindung eine Durchlässigkeit von mehr als 25%, stärker bevorzugt mehr als 30%, am stärksten bevorzugt mehr als 40%, optimal mehr als 50% in dem sichtbaren Teil des Spektrums (ungef. 410–800 nm) aufweist. Alternativ kann die Extinktion mit weniger als 0,6 (ungefähr äquivalent zu 25% durchlassend) oder durch eine Durchlässigkeit von größer als 25% gemessen werden, wobei % Durchlässigkeit gleich 1/10^Extinktion × 100% ist. Für die Zwecke der Erfindung sollte sie, so lange wie eine Wellenlänge in dem sichtbaren Lichtbereich mehr als 25% Durchlässigkeit aufweist, transparent/transluzent sein.
Beim Schütteln kann die diskontinuierliche Phase innerhalb der Zusammensetzung homogen dispergiert werden. Jedoch trennen sie sich beim Stehenlassen für höchstens 24 Stunden bei 20 bis 25°C zu sichtbaren Schichten.
Das Volumenverhältnis der zwei Schichten in der Endzusammensetzung liegt im allgemeinen im Bereich von 1:9 bis 9:1, vorzugsweise 8:2 bis 2:8, stärker bevorzugt mindestens 7:3 bis 3:7, am stärksten bevorzugt 6:4 bis 4:6, um das angenehmste Aussehen und optimale Reinigungsvorteile bereitzustellen.
Es sollte angemerkt werden, daß in der Endzusammensetzung die Zusammensetzungen der resultierenden Schichten notwendigerweise nicht den Zusammensetzungen der jeweiligen Schichten entsprechen, bevor sie zu einer einzelnen Zusammensetzung kombiniert werden (wenn die Zusammensetzung durch Vormischen gebildet wird). Dies liegt an der Reaktion zwischen Bestandteilen, insbesondere den sauren Bestandteilen und den basischen Bestandteilen (beispielsweise Natriumhydroxid) und ebenso an der möglichen Migration von Material zwischen den zwei Schichten oder Emulgierung von einigen der Schichten miteinander.
Optionale Bestandteile
Hydrotrope Verbindungen
Ein besonders bevorzugter optionaler Bestandteil ist eine hydrotrope Verbindung, welche die Flüssigkristallbildung verhindert. Die Zugabe der hydrotropen Verbindung unterstützt daher die Klarheit/Transparenz der Zusammensetzung. Die hydrotrope Verbindung wird vorzugsweise in die oberflächenaktive Schicht einbezogen. Geeignete hydrotrope Verbindungen umfassen Propylenglykol, Ethanol, Harnstoff, Salze von Benzolsulfonat, Toluolsulfonat, Xylolsulfonat oder Cumensulfonat, sind aber nicht darauf beschränkt. Geeignete Salze umfassen Natrium, Kalium, Ammonium, Monoethanolamin, Triethanolamin, sind aber nicht darauf beschränkt. Vorzugsweise wird die hydrotrope Verbindung aus der Gruppe, bestehend aus Propylenglykol, Xylolsulfonat, Ethanol und Harnstoff, ausgewählt, um die optimale Leistung bereitzustellen. Die Menge der hydrotropen Verbindung liegt im allgemeinen im Bereich von 0 bis 30%, vorzugsweise 0,5 bis 30%, stärker bevorzugt 0,5 bis 30%, am stärksten bevorzugt 1 bis 15%.
Farbmittel
Das Farbmittel kann ein Farbstoff oder ein Pigment sein. Am stärksten bevorzugt wird ein wasserlöslicher Farbstoff (um das Verfärben auf Kleidung zu verhindern) in eine transparente, nicht-gefärbte kontinuierliche Phase aufgenommen.
Zusätzliche Aufbaustoffe
Bestimmte Zeolithe oder Alumosilikate können verwendet werden. Ein solches Alumosilikat, das in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung nützlich ist, ist eine amorphe wasserunlösliche hydratisierte Verbindung der Formel Na_x(AlO₂)_ySiO₂, worin x eine Zahl von 1,0 bis 1,2 ist und y 1 ist, wobei das amorphe Material weiterhin durch eine Mg++-Austauschkapazität von etwa 50 mg äqu. CaCO₃/g und einem Teilchendurchmesser von 0,01 μm bis 5 μm gekennzeichnet ist. Dieser Ionenaustauschaufbaustoff wird ausführlicher in dem britischen Patent Nr. 1,470,250 beschrieben.
Ein zweites wasserunlösliches, synthetisches Alumosilikationenaustauschmaterial,das hierin nützlich ist, ist in Bezug auf die Beschaffenheit kristallin und weist die Formel Na₂[(AlO₂)_y·(SiO₂)] × H₂O auf, worin z und y ganze Zahlen von mindestens 6 sind; das Molverhältnis von z zu y im Bereich von 1,0 bis etwa 0,5 liegt und x eine ganze Zahl von 15 bis 264 ist; wobei das Alumosilikationenaustauschmaterial einen Teilchendurchmesser von 0,1 μm bis 100 μm; eine Calciumionenaustauchkapazität auf einer wasserfreien Basis von mindestens etwa 200 Milligrammäquivalent der CaCO₃-Härte pro Gramm und eine Calciumaustauschrate auf einer wasserfreien Basis von mindestens etwa 2 Körnchen/Gallone/Minute/ Gramm aufweist. Diese synthetischen Alumosilikate werden ausführlicher in dem britischen Patent Nr. 1,429,143 beschrieben.
Die bevorzugte Waschmittelzusammensetzung kann außerdem ein oder mehrere allgemein bekannte Waschmittelbestandteile, Antivergrauungsmittel, fluoreszierende Farbstoffe, Duftstoffe, Schmutzablösepolymere, Farbmitel, Enzyme, Bleichmittel, Bleichpräkursor, Puffer, Antischaummittel, UV-Absorber umfassen.
Optische Aufheller für Baumwoll-, Polyamid- und Polyestergewebe können verwendet werden. Geeignete optische Aufheller umfassen Tinopal-, Stilben-, Triazol- und Benzidinsulfonzusammensetzungen, insbesondere sulfoniertes substituiertes Triazinylstilben, sulfoniertes Naphthotriazolstilben, Benzidensulfon, am stärksten bevorzugt sind Stilben- und Triazolkombinationen. Ein bevorzugter Aufheller ist Stilbene Brightener N4, der ein Dimorpholindianilinostilbensulfonat ist.
Antischaummittel, beispielsweise Silikonverbindungen, wie Silicane L 7604, können ebenso in kleinen wirksamen Mengen zugegeben werden.
Bakterizide, beispielsweise Tetrachlorsalicylanilid und Hexachlorophen, Fungizide, Farbstoffe, Pigmente (wasserdispergierbar), Konservierungsmittel, beispielsweise Formalin, UV-Absorber, Antivergilbungsmittel, wie Natriumcarboxymethylcellulose, pH-Modifikatoren und pH-Puffer, farbsichere Bleichmittel, Duftstoffe und Farbstoffe und Bläuungsmittel, wie Iragon Blue L2D, Detergent Blue 472/372 und Ultramarinblau können verwendet werden.
Ebenso können Schmutzablösepolymere und kationische Erweichungsmittel verwendet werden.
Die obige Liste der optionalen Bestandteile soll nicht erschöpfend sein, und andere optionale Bestandteile, die nicht aufgelistet, aber in der Technik allgemein bekannt sein können, können ebenso in die Zusammensetzung einbezogen werden.
Der pH der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen liegt im allgemeinen im Bereich von 2,5 bis 12,5, vorzugsweise im Bereich von 4 bis 10, am stärksten bevorzugt 6 bis 9, um die optimale Wäschereinigung zu erreichen.
Bevorzugte Bestandteile in der Emulsionsschicht
Die Zusammensetzung umfaßt vorzugsweise in der Emulsionsschicht:

(a) Öllösliche Bestandteile, wie Duftstoff, öliges Lösungsmittel, wie Fettsäureester, kationisches oberflächenaktives Mittel,
(b) wasserunlösliche oder gering wasserlösliche oder wasserlösliche oder -empfindliche Bestandteile zum Einschluß in die Emulsionsschicht: Enzyme, Polymere, wie Styrol/Acrylat-Copolymere, Natriumcarboxymethylcellulose, Bleiche.

Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung
Die Zusammensetzung kann durch irgendeines der zwei Verfahren, die in dem Beispielabschnitt nachstehend beschrieben werden, hergestellt werden.
Behälter
Bevorzugte Behälter sind transparente/transluzente Flaschen. Transparente Flaschenmaterialien, mit denen diese Erfindung verwendet werden kann, umfassen: Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polyamide (PA) und/oder Polyethylenterephthalat (PETE), Polyvinylchlorid (PVC) und Polystyrol (PS), sind aber nicht darauf beschränkt.
Der erfindungsgemäße Behälter kann von irgendeiner Form oder Größe sein, die zur Lagerung und Verpackung von Flüssigkeiten zur Haushaltsverwendung geeignet sind. Beispielsweise kann der Behälter irgendeine Größe aufweisen, aber normalerweise wird der Behälter eine maximale Kapazität von 0,05 bis 15 l, vorzugsweise 0,1 bis 5 l, stärker bevorzugt 0,2 bis 2,5 l aufweisen.
Vorzugsweise ist der Behälter zur leichten Handhabung geeignet. Beispielsweise kann der Behälter einen Griff oder ein Teil mit solchen Dimensionen aufweisen, um das leichte Heben oder Tragen des Behälters mit einer Hand zu ermöglichen. Der Behälter weist vorzugsweise ein Mittel, das zum Gießen der flüssigen Waschmittelzusammensetzung geeignet ist, und Mittel zum Verschließen des Behälters auf. Das Gießmittel kann von irgendeiner Größe oder Form sein, aber wird vorzugsweise breit genug zum geeigneten Dosieren der flüssigen Waschmittelzusammensetzung sein. Das Verschlußmittel kann von irgendeiner Größe oder Form sein, aber wird normalerweise auf den Behälter geschraubt oder eingeschnappt, um den Behälter zu schließen. Das Verschlußmittel kann ein Deckel sein, der von dem Behälter abgetrennt werden kann. Alternativ kann der Deckel noch an dem Behälter befestigt sein, egal ob der Behälter offen oder geschlossen ist. Das Verschlußmittel kann ebenso in den Behälter aufgenommen werden.
Die folgenden speziellen Beispiele stellen die Erfindung weiter dar, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Bestandteile, die für die Beispiele verwendet wurden, waren folgende:
HLB und Anwendung
„Surfactants and Polymers in Aqueous Solution" von B. Jonsson, et al., John Wiley and Sons, 1998.
Alle hierin verwendeten Prozentangaben, Teile und Verhältnisse beziehen sich auf das Gewicht, wenn nicht anders angegeben. Die folgenden nicht einschränkenden Beispiele stellten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und Herstellungsverfahren dar.
Stabile Emulsion/isotrope doppelschichtige flüssige Waschmittel wurden durch zwei Verfahren hergestellt.
Verfahren 1: Zwei Vormischungen wurden zunächst hergestellt, und ein Hochschermischer wurde verwendet, um sie zu mischen, um eine Emulsion zu bilden. Diese Emulsion wurde dann in ein Emulsion/isotropes doppelschichtiges Produkt beim Stehenlassen für weniger als 24 Stunden getrennt. Dieses Emulsion/isotrope doppelschichtige Produkt war für mindestens 3 Monate stabil.
Verfahren 2: Eine Emulsion aus einer Ölphase und einer wässerigen Waschmittelphase wurde zunächst hergestellt. Nach dem Mischen der Emulsion mit einer Elektrolytlösung wurde dann ein Emulsion/isotropes flüssiges Waschmittel beim Stehenlassen für weniger als 24 Stunden gebildet. Dieses Emulsion/isotrope doppelschichtige Produkt war für mindestens 3 Monate stabil.
Beispiel 1
Beispiel 1 beschreibt das Verfahren 1 zur Herstellung eines Emulsion/isotropen doppelschichtigen Waschmittels. Die Vormischung 1 und Vormischung 2 wurden zunächst durch separates Mischen der Bestandteile in der Reihen folge, die in der Formel aufgelistet wird, hergestellt. Die zwei Vormischungen wurden dann miteinander gemischt und durch Verwendung eines Clifford-Wood Homogenisators, Modell 1L-75 homogenisiert.
Nach der Neutralisierung machen die anionischen oberflächenaktiven Mittel 13,24 Gew.-% der Zusammensetzung aus. Das gesamte oberflächenaktive Mittel beträgt 18,23 Gew.-% der Zusammensetzung. Natrium-LAS und Natrium-LES weisen HLB-Werte von 37 bzw. 40 auf. Der HLB-Wert der MEA-Cocoate beträgt mehr als 16. Arlacel^® P135 weist einen HLB-Wert von 5,5 auf. Der C16-Alkohol weist einen HLB-Wert von weniger als 5 auf.
Die Vormischung 1 wurde durch Lösen von Arlacel P135 und Cetylalkohol in Mineralöl hergestellt. Diese Vormischung 1 wurde gemischt und bei 50°C erhitzt und eine klare Lösung gebildet.
Die Vormischung 2 wurde durch Zugabe von jedem Bestandteil zu Wasser in der Reihenfolge, die in der obigen Formel gezeigt wurde, und deren Mischen bei einer Temperatur von 45 bis 50°C hergestellt. Das Mischen wurde bei 45 bis 50°C fortgesetzt, bis die Lösung klar und homogen war.
Die Vormischung 1 wurde dann zu der Vormischung 2 zugegeben und bei 45°C miteinander gemischt. Es wird angemerkt, daß eine Emulsion beim Mischen der zwei Vormischungen gebildet wurde. Das Gemisch wurde dann unter Verwendung eines Clifford-Wood Homogenisators Modell 1L-75 für 4–5 Minuten bei 45°C homogenisiert. Diese Emulsion wurde dann in ein Emulsion/isotropes doppelschichtiges Produkt beim Stehenlassen für weniger als 24 Stunden getrennt. Dieses Emulsion/isotrope doppelschichtige Produkt war für mindestens 3 Monate stabil.
Beispiel 2
Nach der Neutralisierung machen die anionischen oberflächenaktiven Mittel 17,7 Gew.-% der Zusammensetzung aus. Das gesamte oberflächenaktive Mittel beträgt 26,13 Gew.-% der Zusammensetzung. Natrium-LAS und Natrium-LES weisen HLB-Werte von 37 bzw. 40 auf. Arlacel P135 weist einen HLB-Wert von 5,5 auf. C16-Alkohol weist einen HLB-Wert von weniger als 5 auf.
Beispiel 2 wurde gemäß der Verfahrensweise von Verfahren 1 hergestellt. Das hergestellte Emulsion/isotrope doppelschichtige Produkt war für mindestens 3 Monate stabil.
Beispiel 3
Beispiel 3 stellt das Verfahren 2 zur Herstellung eines Emulsion/isotropen doppelschichtigen Waschmittels dar. Die Vormischung 1, Vormischung 2 und Vormischung 3 wurden zunächst separat durch Mischen der Bestandteile in der Reihenfolge, die in der Formel aufgelistet wurde, hergestellt. Die Vormischung 1 und Vormischung 2 wurden dann miteinander gemischt und unter Verwendung eines Clifford-Wood Homogenisators, Modell 1L-75 homogenisiert, um eine Emulsion zu erhalten. Nach dem Mischen der Emulsion und der Vormischung 3 mit einem normalen Overhead-Mischer wurde dann ein Emulsion/isotropes doppelschichtiges Waschmittel beim Stehenlassen für weniger als 24 Stunden gebildet.
Nach der Neutralisierung machten die anionischen oberflächenaktiven Mittel 5,22 Gew.-% der Zusammensetzung aus. Das gesamte oberflächenaktive Mittel beträgt 7,75 Gew.-% der Zusammensetzung. Natrium-LAS und Natrium-LES weisen einen HLB-Wert von 37 bzw. 40 auf. Der HLB-Wert von Tween^® 40 beträgt 15,6. Arlacel^® P135 weist einen HLB-Wert von 5,5 auf. C16-Alkohol weist einen HLB-Wert von weniger als 5 auf.
Die Vormischung 1 wurde durch Lösen von Arlacel P135, Cetylalkohol und Tween-40 in Mineralöl hergestellt. Diese Vormischung 1 wurde gemischt und bei 50°C erhitzt und eine klare Lösung gebildet.
Die Vormischung 2 wurde durch Zugeben von jedem Bestandteil zu Wasser nach der angegebenen Reihenfolge, die in der obigen Formel gezeigt wurde, und deren Mischen bei einer Temperatur von 45 bis 50°C hergestellt. Das Mischen wurde bei 45 bis 50°C fortgesetzt, bis die Lösung klar und homogen war.
Die Vormischung 1 wurde zu der Vormischung 2 gegeben und bei 45°C gemischt. Es wurde angemerkt, daß eine Emulsion beim Mischen der zwei Vormischungen gebildet wurde. Das Gemisch wurde dann unter Verwendung eines Clifford-Wood Homogenisators Modell 1 L-75 für 4–5 Minuten bei 45°C homogenisiert und eine stabile Waschmittelemulsion wurde hergestellt.
Die Vormischung 3 wurde durch Lösen einer bestimmten Menge an Natriumcitrat·2H₂O in Wasser hergestellt.
Ein Endprodukt wurde durch Mischen der obigen Waschmittelemulsion und der Vormischung 3 mit einem normalen Overhead-Mischer hergestellt, um die Erhaltung einer homogenen Dispersion zu gewährleisten. Diese Dispersion wurde dann in ein Emulsion/isotropes doppelschichtiges Produkt beim Stehenlassen für weniger als 24 Stunden getrennt. Dieses Emulsion/isotropes doppelschichtiges Produkt war für mindestens 3 Monate stabil.
Beispiel 4
Beispiel 4 wurde unter Verwendung von Verfahren 2 hergestellt.
Nach der Neutralisierung machen die anionischen oberflächenaktiven Mittel 5,77 Gew.-% der Zusammensetzung aus. Das gesamte oberflächenaktive Mittel beträgt 9,37 Gew.-% der Zusammensetzung. Natrium-LAS und Natrium-LES weisen HLB-Werte von 37 bzw. 40 auf. Der HLB-Wert von Stearinseife beträgt mehr als 15. ReWO-CQ-100 weist einen HLB-Wert von höher als 15 auf. Arlacel^® P135 weist einen HLB-Wert von 5,5 auf. C16-Alkohol weist einen HLB-Wert von weniger als 5 auf. Brij^® weist einen HLB-Wert von 4,9 auf.
Das resultierende hergestellte Emulsion/isotrope doppelschichtige Produkt war für mindestens 3 Monate stabil.
Beispiel 5
Beispiel 5 beschreibt die Verfahrensweise zur Herstellung einer W/Ö/W-Emulsion und eines isotropen doppelschichtigen Produktes.
Nach der Neutralisierung machen die anionischen oberflächenaktiven Mittel 5,80 Gew.-% der Zusammensetzung aus. Das gesamte oberflächenaktive Mittel betrug 10,45 Gew.-% der Zusammensetzung. Natrium-LAS und Natrium-LES weisen HLB-Werte von 37 bzw. 40 auf. Arlacel^® P135 weist einen HLB-Wert von 5,5 auf. C16-Alkohol weist einen HLB-Wert von weniger als 5 auf. Span 80 weist einen HLB-Wert von 4,3 auf.
Ein Gemisch aus Arlacel^® P135, C16-Alkohol und Span^® 80 wurde gemischt und in Mineralöl bei 50°C gelöst. Diese klare Mineralöllösung, d.h. Vormischung 1, wurde dann bei 45°C gehalten. Eine Lösung aus Natriumcitrat wurde durch Lösen von Natriumcitrat·2H₂O in Wasser hergestellt, und diese Vormischung 2 wurde auf 45°C erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten.
Die Vormischung 3 wurde bei 40°C durch Mischen der Bestandteile in der angegebenen Reihenfolge, die in der Formel gezeigt wurde, hergestellt und die so hergestellte Vormischung 3 stand, um die Luftblasen loszuwerden. Die W/Ö-Emulsion wurde durch Beschicken der wässerigen Vormischung 2 in die Ölphasenvormischung 1, gefolgt von Mischen bei 45°C mit einem Clifford-Wood Homogenisator Modell 1L-75 hergestellt. Diese Emulsion war eine W/Ö-Emulsion, es wurde durch das Dispergieren der Emulsion in ein nicht-polares Lösungsmittel bestätigt. Die Ladung der wässerigen Phase betrug mehr als 70%.
Die W/Ö-Emulsion wurde langsam in die Vormischung 3 bei 40°C gegeben, während das vorsichtige Mischen mit einem normalen Overhead-Mischer gehalten wurde. Während dieses Verfahrens migrierte ein Teil der Natriumcitratlösung in der W/Ö-Emulsion in die externe wässerige Phase, und dieser Teil der Natriumcitratlösung spielte beim Erleichtern der Bildung einer Doppelschichttrennung eine Rolle. Das Endprodukt ergab nach der Trennung der Schichten normalerweise innerhalb von 24 Stunden eine W/Ö/W-Emulsion als die obere Schicht und eine klare wässerige Lösung als die untere Schicht. Die zwei Schichten wurden scharf getrennt. Die W/Ö/W-Emulsion wurde durch das Mikroskop bestätigt. Dieses Emulsion/isotrope doppelschichtige Produkt war für mindestens 3 Monate stabil.
Beispiel 6
Jede Probe, die in der Tabelle aufgelistet wird, wurde unter Verwendung des Verfahrens 2 hergestellt. Diese Proben waren der Emulsionsteil des doppelschichtigen Waschmittels.
Die Proben in der obigen Tabelle wurden nach dem Verfahren 2 durch Verändern der Menge und des Typs der Emulgatoren hergestellt. Jede Probe wies über 5 Gew.-% anionische oberflächenaktive Mittel der Zusammensetzung auf. Natrium-LAS und Natrium-LES weisen einen HLB-Wert von größer als 14 auf. Die Ergebnisse zeigen, daß der Emulgator eine Wirkung auf die Stabilität der Emulsion aufweist. Die Probe 6A ohne Emulgator mit niedrigem HLB-Wert führte zu einer schlechten Emulsion. Die Probe 6B mit Arlacel^® P135 (HLB = 5,5) bildete eine stabile Emulsion. Die Probe 6C mit Arlacel^® P135 (HLB = 5,5) und Cetylalkohol (HLB < 5) ergab eine stabile Emulsion. In der Probe 6D ergab ein Gemisch aus Arlacel^® P135 (HLB = 5,5), Stearinsäure und Tergitol S-20 (HLB = 16,4) eine stabile Emulsion. Die Probe 6E unter Verwendung von Arlacel^® P135 (HLB = 5,5) und Witcamide^® 511 führte zu einer stabilen Emulsion. Die Probe 6F unter Verwendung von Tween^®-40 (HLB = 15,6), einem Öl-in-Wasser-Emulgator, ergab überraschenderweise keine sehr stabile Emulsion, was auf die Kritikalität der Verwendung eines Emulgators mit niedrigem HLB-Wert hindeutet.
Beispiel 7
Die Proben, die in der Tabelle aufgelistet werden, wurden durch das Verfahren 2 durch Verändern der Menge an Elektrolyt hergestellt.
Die anionischen oberflächenaktiven Mittel umfaßten über 5 Gew.-% der Zusammensetzung. Jede Probe wies Natrium-LAS (HLB = 37) und Natrium-LES (HLB = 40), Arlacel^® P 135 (HLB = 5,5) und Cetylalkohol (HLB < 5) auf.
Aus den Ergebnissen der obigen Tabelle ist es offensichtlich, daß die Konzentration des Elektrolyts die Schichttrennung und die Stabilität des doppelschichtigen Produktes beeinflußt. Wenn die Salzkonzentration nicht hoch genug war, benötigte die Schichttrennung mehr als 24 Stunden. Wenn andererseits die Salzkonzentration zu hoch war, kehrt die Ö/W-Emulsion die Phase in eine W/Ö-Emulsion um. Eine W/Ö-Emulsion erhöht die Viskosität der Emulsion und haftet an der Wand des Behälters, und ist schwer in die wässerige Lösung zu dispergieren. Deshalb gab es einen kritischen Bereich der geeigneten Elektrolytkonzentration. Der Ionenstärkeindikator wurde im allgemeinen verwendet, um die Wirkung der Elektrolyte in der wässerigen Lösung zu klären. Die Proben 7A und 7E wiesen einen Ionenstärkeindikatorwert von 6,78 bzw. 8,40 auf, und beide wiesen eine Phasenumkehrung zu einer W/Ö-Emulsion auf. Die Proben 7B, 7C, 7D und 7G wiesen einen Ionenstärkeindikatorwert zwischen 2,00 und 3,56 auf, und alle trennten sich in zwei Schichten in weniger als 24 Stunden, wobei das resultierende Emulsion/isotrope doppelschichtige Produkt für mindestens 3 Monate stabil war. Die Probe 7F wies einen Ionenstärkeindikator von weniger als 0,6 auf, und die Schichttrennung benötigte mehr als 24 Stunden. Zusammenfassend, wenn der Ionenstärkeindikator über 6,78 lag, resultierte eine Phasenumkehrung zu der W/Ö-Emulsion, und wenn der Ionenstärkeindikator unter 0,54 lag, benötigte die Phasentrennung mehr als 24 Stunden.

Claims

Wässerige flüssige Waschmittelzusammensetzung, umfassend (a) 5 bis 80 Gew.-% der Zusammensetzung eines oberflächenaktiven Waschmittels, umfassend ein anionisches oberflächenaktives Mittel; (b) 0,1 bis 10 Gew:-% der Zusammensetzung eines Emulgators mit einem HLB-Wert unter 8,5; (c) 5 bis 50 Gew.-% der Zusammensetzung eines Öls; (d) einen Elektrolyt in einer Menge, um einen Ionenstärkeindikator von 0,55 bis 6,7 bereitzustellen, wobei die Zusammensetzung beim Stehenlassen für höchstens 24 Stunden bei einer Temperatur von 20 bis 25°C mindestens 2 sichtbare Schichten, nämlich eine Emulsionsschicht und eine isotrope Schicht, umfaßt, wobei das Öl in Form einer Emulsionsschicht mit einer kontinuierlichen wässerigen Phase vorliegt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Emulsion aus der Gruppe, bestehend aus einer Öl-in-Wasser-Emulsion und Wasser-in-Öl-in-Wasser-Emulsionen, ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die zweite isotrope Schicht eine transparente Zusammensetzung ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Emulsion das Aussehen einer milchigen Schicht aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Emulsion die Oberschicht der Zusammensetzung ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung in einem transparenten Behälter verpackt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Bestandteil, der aus der Gruppe, bestehend aus einem öllöslichen Bestandteil, einem wasserunlöslichen Bestandteil, einem wasserempfindlichen Bestandteil und Gemischen davon, ausgewählt ist, in der Emulsionsschicht.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend 0,5 bis 30 Gew.-% der Zusammensetzung einer hydrotropen Verbindung.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung außerdem einen C₁₀- bis C₂₂-Fettalkohol umfaßt.
Flüssige Waschmittelzusammensetzung, umfassend: (a) 5 bis 80 Gew.-% der Zusammensetzung Wasser; (b) 5 bis 50 Gew.-% der Zusammensetzung eines Öls; (c) 0,1 bis 10% eines Emulgators mit einem HLB-Wert unter 8,5; (d) 2 bis 19% Citrat; (e) 5 bis 80 Gew.-% der Zusammensetzung eines oberflächenaktiven Waschmittels, umfassend ein anionisches oberflächenaktives Mittel, wobei die Zusammensetzung beim Stehenlassen für höchstens 24 Stunden bei einer Temperatur von 20 bis 25°C mindestens zwei sichtbare Schichten, nämlich eine Emulsionsschicht und eine isotrope Schicht, umfaßt, wobei das Öl in Form einer Emulsionsschicht mit einer kontinuierlichen wässerigen Phase vorliegt.
Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei die Emulsion aus der Gruppe, bestehend aus einer Öl-in-Wasser-Emulsion und Wasser-in-Öl-in-Wasser-Emulsionen, ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei die zweite isotrope Schicht eine transparente Zusammensetzung ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei die Emulsion das Aussehen einer milchigen Schicht aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei die Emulsion die Oberschicht der Zusammensetzung ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei die Zusammensetzung in einem transparenten Behälter verpackt ist.