DE60306806T2

DE60306806T2 - Waschmittelzusammensetzungen

Info

Publication number: DE60306806T2
Application number: DE60306806T
Authority: DE
Inventors: Unilever R & D Port Sunlight Siobhan M. Bebington Wirral CASEY; Unilever R & D Port Sunlight Philip Ronald Bebington Wirral MOORE
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2002-12-07
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2023-10-31
Also published as: ES2268443T3; ATE332959T1; US7208461B2; CA2507577A1; CN1720322A; AU2003279345A1; CN1324122C; US20040110658A1; EP1567636A1; CA2507577C; BR0316863A; GB0228585D0; DE60306806D1; EP1567636B1; ZA200503978B; WO2004053050A1; AR043708A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf anionische oberflächenaktive Teilchen mit hohem Gehalt an oberflächenaktivem Mittel, die zur Einführung in partikuläre Waschmittelzusammensetzungen geeignet sind.
Hintergrund und Stand der Technik
Anionische oberflächenaktive Mittel, insbesondere die Sulfonate wie lineares Alkylbenzolsulfonat (LAS) und die Sulfate wie primäres Alkylsulfat (PAS), sind die Schlüsselinhaltsstoffe von modernen Waschmitteln, die ein ausgezeichnetes Reinigungsvermögen für einen breiten Bereich an Verschmutzungen und Flecken bereitstellen.
Für die optimale Leistung, insbesondere bei der Handwäsche oder in Toplader-Waschmaschinen, wo das Schäumen kein Problem ist, ist es wünschenswert, ein hohes Niveau von diesen anionischen oberflächenaktiven Mitteln in dem Pulver bereitzustellen. Jedoch kann die Menge, die eingeführt werden kann, durch die Erfordernisse in bezug auf Verfahrens- und Pulvereigenschaften eingeschränkt sein.
Die meisten Waschmittelpulver, ob nun von hoher oder geringer Schüttdichte, enthalten ein „Grundpulver", bestehend aus Verbundgranulaten aus oberflächenaktivem Mittel und anorganischen Aufbaustoff- (und anderen) Salzen, hergestellt entweder durch Sprühtrocknen einer Aufschlämmung in einem Sprühtrocknungsturm oder durch Mischen und Granulieren (Nicht-Turm-Verarbeitung) in einem Hochschermischer/-granulator. Andere unbedeutendere Inhaltsstoffe, die ausreichend robust sind, um diese Verfahren zu überleben, können ebenso in den Grundgranulaten enthalten sein, während empfindlichere Inhaltsstoffe, wie Bleichen und Enzyme, anschließend beigemischt („nachdosiert") werden.
Oberflächenaktive Mittel sind mobile organische Materialien und die Menge, die in ein Grundpulver, egal ob sprühgetrocknet oder Nicht-Turm-granuliert, ohne Verarbeitungs schwierigkeiten und Produkte mit schlechtem Fluß und Klebrigkeit eingeführt werden kann, ist eingeschränkt. Es ist daher bekannt, den Gehalt an anionischem oberflächenakivem Mittel von Waschpulvern durch Nachdosieren von hochaktiven anionischen oberflächenaktiven Granulaten aufzustocken.
Hochaktive oberflächenaktive Granulate werden beispielsweise in WO 96 06 916 A und WO 96 06 917 A (Unilever) offenbart. Diese Granulate werden durch Sprühtrocknung hergestellt. Die LAS-Granulate, die durch diese Weise hergestellt werden, enthalten typischerweise bis zu 80 Gew.-% LAS zusammen mit einem Salz wie Zeolith oder Natriumtripolyphosphat. Die Granulate ohne Salz können hergestellt werden, aber sind stark hygroskopisch. Die PAS-Granulate können bis zu 100 Gew.-% PAS ohne Entwicklung von Hygroskopizitätsproblemen enthalten, aber PAS hat nicht das robuste Reinigungsvermögensprofil von LAS über einen breiten Bereich von Waschbedingungen.
WO-A-9302168 offenbart hochaktive Alkylsulfatteilchen, die durch Schritte hergestellt werden, die kontinuierliche Neutralisation umfassen.
Die betreffenden Erfinder fanden nun heraus, daß ein Verbundteilchen von LAS und PAS, das wenig oder kein anorganisches Salz enthält, hergestellt werden kann, das geringe Hygroskopizität mit einem ausgezeichneten Reinigungsvermögensprofil vereinigt. Dieses Teilchen ist bei der Formulierung eines Bereiches an hochaktiven festen Waschmittelprodukten sehr nützlich.
Definition der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein anionisches oberflächenaktives Teilchen zur Verwendung in einer Waschmittelzusammensetzung bereit, wobei das Teilchen einen Gesamtgehalt an anionischem oberflächenaktivem Mittel von mindestens 95 Gew.-% aufweist und lineares Alkylbenzolsulfonat (LAS) und primäres Alkoholsulfat (PAS) in einem Gewichtsverhältnis von 5:1 bis 1:3 umfaßt.
Die Erfindung stellt ebenso Verfahren zur Herstellung des Teilchens und der Waschmittelzusammensetzungen, die dieses enthalten, bereit.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Das anionische oberflächenaktive Teilchen
Das erfindungsgemäße anionische oberflächenaktive Teilchen weist einen sehr hohen Gehalt an oberflächenaktivem Mittel auf: mindestens 95 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 98 Gew.-%. Am stärksten bevorzugt beträgt der Gehalt an oberflächenaktivem Mittel 100 Gew.-%.
Das Gewichtsverhältnis von LAS zu PAS in dem Teilchen liegt in dem Bereich von 5:1 bis 1:3, vorzugsweise 3:1 bis 1:2.
Das Teilchen enthält vorzugsweise nicht mehr als 2 Gew.-% anorganische Salze. Es ist am stärksten bevorzugt im wesentlichen frei von anorganischen Salzen.
LAS und PAS sind natürlich allen Waschmittelformulierern allgemein bekannt. Das LAS hat vorzugsweise eine durchschnittliche Alkylkettenlänge von C₈ bis C₁₅. Das PAS hat vorzugsweise eine durchschnittliche Alkylkettenlänge von C₈ bis C₂₀, stärker bevorzugt C₁₀ bis C₁₆ und am stärksten bevorzugt C₁₂ bis C₁₄.
Beide anionischen oberflächenaktive Mittel liegen vorzugsweise in Natriumsalzform vor.
Das erfindungsgemäße anionische oberflächenaktive Teilchen kann in jeder geeigneten partikulären Form, beispielsweise Granulate, Pellets oder Flocken, vorliegen. Flocken sind besonders bevorzugt.
Herstellung des anionischen oberflächenaktiven Teilchens
Die anionischen oberflächenaktiven Teilchen können durch irgendein geeignetes Verfahren hergestellt werden.
Ein geeignetes Verfahren umfaßt die Schritte:

(i) Umsetzen von LAS-Säure mit Natriumcarbonat unter Bildung von Natrium-LAS und Wasser,
(ii) Beimischen von PAS in jeder geeigneten Form,
(iii) Trocknen des resultierenden Gemisches zu einer Feststofform, und
(iv) Pulverisieren unter Bildung von Teilchen

Geeignete Trocknungsverfahren umfassen Gefriertrocknen, Trommeltrocknen und Ofentrocknen.
Waschmittelzusammensetzungen
Wie zuvor angegeben, kann das erfindungsgemäße anionische oberflächenaktive Teilchen als ein Inhaltsstoff von hochaktiven, partikulären Waschmittelzusammensetzungen verwendet werden.
Daher ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine partikuläre Waschmittelzusammensetzung, umfassend ein anionisches oberflächenaktives Teilchen, wie oben definiert, in Beimischung oder Verbindung mit ein oder mehreren anderen festen Waschmittelinhaltsstoffen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das anionische oberflächenaktive Teilchen zu einer Waschmittelzusammensetzung, die ein konventionelles Grundpulver (oberflächenaktives Verbundmittel/Aufbaustoffgranulate) enthält, beigemischt oder „nachdosiert", um den Gesamtgehalt an oberflächenaktivem Mittel zu erhöhen. Deshalb umfaßt eine bevorzugte Waschmittelzusammensetzung gemäß der Erfindung:

(a) ein Grundpulver, bestehend aus Verbundgranulaten, umfassend oberflächenaktives Mittel und Aufbaustoff,
(b) anionische oberflächenaktive Teilchen, wie oben definiert,
(c) gegebenenfalls nachdosierte Waschmittelinhaltsstoffe.

Das Waschmittelgrundpulver kann selbst LAS und/oder PAS und/oder andere anionische oberflächenaktive Mittel enthalten.
Andere anionische oberflächenaktive Mittel umfassen Alkylethersulfate; Olefinsulfonate; Alkylxylolsulfonate; Dialkylsulfosuccinate; und Fettsäureestersulfonate. Natriumsalze sind im allgemeinen bevorzugt.
Vorzugsweise enthält die Zusammensetzung insgesamt mindestens 20 Gew.-% anionisches oberflächenaktives Mittel, stärker bevorzugt mindestens 25 Gew.-% anionisches oberflächenaktives Mittel. Die Verwendung der anionischen oberflächenaktiven Teilchen der vorliegenden Erfindung ermöglicht Produkte, die Niveaus des gesamten anionischen oberflächenaktiven Mittels von 30 Gew.-% und mehr enthalten.
Nicht ionische oberflächenaktive Mittel, die verwendet werden können, umfassen die primären und sekundären Alkoholethoxylate, insbesondere die aliphatischen C₈-C₂₀-Alkohole, ethoxyliert mit durchschnittlich 1 bis 20 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol, und stärker bevorzugt die primären und sekundären aliphatischen C₁₀-C₁₅-Alkohole, ethoxyliert mit durchschnittlich 1 bis 10 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol. Nicht-ethoxylierte, nicht-ionische oberflächenaktive Mittel umfassen Alkylpolyglycoside, Glycerolmonoether und Polyhydroxyamide (Glucamid).
Kationische oberflächenaktive Mittel, die verwendet werden können, umfassen quartäre Ammoniumsalze der allgemeinen Formel R₁R₂R₃R₄N⁺X^–, worin die R-Gruppen lange oder kurze Hydrocarbylketten sind, typischerweise Alkyl, Hydroxyalkyl oder ethoxylierte Alkylgruppen, und X ein löslichmachendes Anion ist (beispielsweise Verbindungen, worin R₁ eine C₈-C₂₂-Alkylgruppe, vorzugsweise eine C₈-C₁₀- oder C₁₂-C₁₄-Alkylgruppe ist, R₂ eine Methylgruppe ist, und R₃ und R₄, die gleich oder verschieden sein können, Methyl- oder Hydroxyethylgruppen sind); und kationische Ester (beispielsweise Cholinester).
Die Liste der oberflächenaktiven Mittel soll nicht ausschließlich sein und die Verwendung von jedem oberflächenaktiven Mittel, das für die Einführung in die partikulären Waschmittelzusammensetzungen geeignet ist, fällt innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Die erfindungsgemäßen Waschmittelzusammensetzungen enthalten ebenso ein oder mehrere Aufbaustoffe. Die Gesamtmenge an Aufbaustoff in den Zusammensetzungen wird geeigneterweise zwischen 5 und 80 Gew.-%, vorzugsweise 10 und 60 Gew.-%, liegen.
Bevorzugte Aufbaustoffe sind Alkalimetallalumosilicate, spezieller kristalline Alkalimetallalumosilicate (Zeolithe), vorzugsweise in Natriumsalzform.
Zeolithaufbaustoffe können geeigneterweise in einer Gesamtmenge von 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-%, vorliegen.
Die Zeolithe können durch andere anorganische Aufbaustoffe, beispielsweise amorphe Alumosilicate, oder Schichtsilicate wie SKS-6 von Clariant ergänzt werden.
Die Zeolithe können durch organische Aufbaustoffe ergänzt werden, beispielsweise Polycarboxylatpolymere, wie Polyacrylate und Acrylsäure/Maleinsäure-Copolymere; monomere Polycarboxylate, wie Citrate, Gluconate, Oxydisuccinate, Glycerolmono-, -di- und -trisuccinate, Carboxymethyloxysuccinate, Carboxymethyloxymalonate, Dipicolinate, Hydroxyethyliminodiacetate, Alkyl- und Alkenylmalonate und -succinate; und sulfonierte Fettsäuresalze.
Alternativ können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Phosphataufbaustoffe beispielsweise Natriumtripolyphosphat enthalten.
Diese Liste der Aufbaustoffe soll nicht ausschließlich sein.
Besonders bevorzugte organische Aufbaustoffe sind Citrate, die geeigneterweise in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-%, verwendet werden, und Acrylpolymere, insbesondere Acrylsäure/Maleinsäure-Copolymere, die geeigneterweise in Mengen von 0,5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, verwendet werden. Aufbaustoffe, sowohl anorganisch als auch organisch, liegen vorzugsweise in Alkalimetallsalz-, insbesondere Natriumsalzform, vor.
Die erfindungsgemäßen Waschmittelzusammensetzungen können geeigneterweise ein Bleichsystem enthalten. Vorzugsweise wird dieses eine Peroxybleichverbindung, beispielsweise ein anorganisches Persalz oder eine organische Peroxysäure enthalten, die in wässeriger Lösung Wasserstoffperoxid ergeben kann.
Bevorzugte anorganische Persalze sind Natriumperboratmonohydrat und -tetrahydrat, und Natriumpercarbonat, wobei das letztere besonders bevorzugt ist. Das Natriumpercarbonat kann eine Schutzschicht gegen Destabilisierung durch Feuchtigkeit aufweisen. Die Peroxy bleichverbindung liegt geeigneterweise in einer Menge von 5 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-%, vor.
Die Peroxybleichverbindung kann in Verbindung mit einem Bleichaktivator (Bleichpräkursor) verwendet werden, um die Bleichwirkung bei niedrigen Waschtemperaturen zu verbessern. Der Bleichpräkursor liegt geeigneterweise in einer Menge von 1 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-%, vor. Bevorzugte Bleichpräkursor sind Peroxycarbonsäurepräkursor, stärker bevorzugt Peressigsäurepräkursor und Peroxybenzoesäurepräkursor; und Peroxykohlensäurepräkursor. Ein besonders bevorzugter Bleichpräkursor, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist N,N,N',N'-Tetraacetylethylendiamin (TAED). Ein Bleichstabilisator (Schwermetallmaskierungsmittel) kann ebenso vorliegen. Geeignete Bleichstabilisatoren umfassen Ethylendiamintetraacetat (EDTA), Diethylentriaminpentaacetat (DTPA), Ethylendiamindisuccinat (EDDS) und die Polyphosphonate, wie die Dequests (Marke), Ethylendiamintetramethylenphosphonat (EDTMP) und Diethylentriaminpentamethylenphosphat (DETPMP).
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können Alkalimetallcarbonat, vorzugsweise Natriumcarbonat enthalten, um das Reinigungsvermögen zu erhöhen und die Verarbeitung zu erleichtern. Natriumcarbonat kann geeigneterweise in Mengen zwischen 1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 2 und 40 Gew.-% vorliegen.
Natriumsilicat kann ebenso vorliegen. Die Menge an Natriumsilicat kann geeigneterweise in dem Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-% liegen.
Der Pulverfluß kann durch die Einführung einer kleinen Menge eines pulverförmigen strukturverbessernden Mittels verbessert werden. Beispiele von pulverförmigen strukturverbessernden Mitteln, von denen einige bei der Formulierung andere Rollen spielen können als zuvor angegeben, umfassen beispielsweise Fettsäuren (oder Fettsäureseifen), Zucker, Acrylat- oder Acrylat/Maleat-Polymere, Natriumsilicat und Dicarbonsäuren (beispielsweise Sokalan (Marke) DCS von BASF). Ein bevorzugtes pulverförmiges strukturverbesserndes Mittel ist Fettsäureseife, die geeigneterweise in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% verwendet wird.
Andere Materialien, die in den erfindungsgemäßen Waschmittelzusammensetzungen vorliegen können, umfassen Antivergrauungsmittel, wie Cellulosepolymere; Schmutzablösemittel; Farbstoffübertragungsinhibitoren; Schaumbooster oder Schaumregulatoren, wenn geeignet; fluoreszierende Stoffe; Enzyme (beispielsweise Proteasen, Lipasen, Amylasen, Cellulasen); Farbstoffe; gefärbte Tupfen; Duftstoffe und Gewebeweichmacherverbindungen.
In Abhängigkeit der Kompatibilitäts- und Verarbeitungseinschränkungen können einige dieser Materialien in das Grundpulver eingeführt werden, während andere geeigneterweise als separate nachdosierte Inhaltsstoffe vorliegen.
Beispiele
Die Erfindung wird durch die folgenden nicht-einschränkenden Beispiele weiter dargestellt, wobei sich Teile und Prozentangaben auf das Gewicht beziehen, wenn nicht anders angegeben.
Beispiel 1: Herstellung von 1:1-LAS/PAS-Flocken
Die Ausgangsmaterialien waren folgende:

LAS-Säure (Petrelab (Marke) Q von Ballestra) 30,0 g

Natriumcarbonat 7,7 g

Natriumdodecylsulfat (SDS von Sigma) 30,0 g
Die LAS-Säure wurde mit dem Natriumcarbonat umgesetzt. Nach Abschluß der Neutralisationsreaktion wurde das Natriumdodecylsulfat beigemischt. Das resultierende Gemisch wurde bei 80°C ofengetrocknet, um dünne Lagen zu bilden, die in Flocken geschnitten wurden.
Der Gehalt an Flocken war folgender:
Das Gewichtsverhältnis von LAS zu PAS war ungefähr 1:1.
Beispiel 2: Herstellung von 3:1-LAS/PAS-Flocken
Durch dasselbe Verfahren wurden Flocken mit einem LAS:PAS-Gewichtsverhältnis von ungefähr 3:1 hergestellt.
Die Mengen der verwendeten Ausgangsmaterialien waren:

LAS-Säure (wie Beispiel 1) 32,6 g

Natriumcarbonat 6,0 g

SDS 10,0 g

und die Zusammensetzung der Flocken war folgendermaßen:
Hygroskopizitätsmessungen
Die Wasseraufnahme der Flocken der Beispiele 1 und 2 wurde mit den folgenden Kontrollen verglichen:

Vergleichsbeispiel A: reine LAS-Flocken von Huntsman
Vergleichsbeispiel B: reines SDS (Pulver)
Vergleichsbeispiel C: LAS/Zeolith-Granulat (3:1), hergestellt durch Sprühtrocknen, wie in WO 96 06 916 A (Unilever) beschrieben.

Die Proben wurden in eine Kammer bei 20°C und 50 % relativer Feuchtigkeit gegeben und die jeweilige Wasseraufnahme wurde nach 3 Wochen gemessen.
Die Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle gezeigt.
Auflösungsmessungen
Die Auflösungszeiten wurden durch ein Leitfähigkeitsverfahren folgendermaßen gemessen.
Ein 3-Liter-Becherglas wurde mit 1,5 Litern deionisiertem Wasser bei Raumtemperatur gefüllt und mit einem Rührer, der sich bei 500 U/Minute dreht, gerührt. 0,7 g der zu testenden Probe wurden zugegeben. Die Leitfähigkeit der resultierenden Lösung wurde unter Verwendung einer Leitfähigkeitssonde, die nah an der Wand des Becherglases befestigt ist, gemessen. Die Leitfähigkeit wurde auf einem Registrierbandschreiber, der die Veränderung der Leitfähigkeit über die Zeit aufnimmt, aufgezeichnet.
Die folgende Tabelle zeigt t₉₀-Werte (die Zeit, die benötigt wird, daß sich 90 Gew.-% auflösen).

Claims

Anionisches oberflächenaktives Teilchen zur Verwendung in einer Waschmittelzusammensetzung, wobei das Teilchen einen Gesamtgehalt an anionischem oberflächenaktivem Mittel von mindestens 95 Gew.-% aufweist und lineares Alkylbenzolsulfonat (LAS) und primäres Alkoholsulfat (PAS) in einem Gewichtsverhältnis von 5:1 bis 1:3 umfaßt.
Anionisches oberflächenaktives Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Gesamtgehalt an anionischem oberflächenaktivem Mittel von mindestens 98 Gew.-% aufweist.
Anionisches oberflächenaktives Teilchen nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von LAS zu PAS in dem Bereich von 3:1 bis 1:2 liegt.
Anionisches oberflächenaktives Teilchen nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Gehalt an anorganischem Salz von nicht mehr als 2 Gew.-% aufweist.
Anionisches oberflächenaktives Teilchen nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das PAS eine durchschnittliche Alkylkettenlänge in dem Bereich von C₁₀ bis C₁₆, vorzugsweise C₁₂ bis C₁₄, hat.
Anionisches oberflächenaktives Teilchen nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die anionischen oberflächenaktiven Mittel in Natriumsalzform vorliegen.
Anionisches oberflächenaktives Teilchen nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form einer Flocke vorliegt.
Verfahren zur Herstellung eines anionischen oberflächenaktiven Teilchens nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß es die Schritte (i) Umsetzen von LAS-Säure mit Natriumcarbonat unter Bildung von Natrium-LAS und Wasser, (ii) Beimischen von PAS in jeder geeigneten Form, (iii) Trocknen des resultierenden Gemisches zu einer Feststofform, und (iv) Pulverisieren unter Bildung von Teilchen umfaßt.
Partikuläre Waschmittelzusammensetzung, umfassend ein anionisches oberflächenaktives Teilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es in Beimischung oder Verbindung mit ein oder mehreren anderen festen Waschmittelinhaltsstoffen vorliegt.
Partikuläre Waschmittelzusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie (a) ein Grundpulver, bestehend aus Verbundgranulaten, umfassend oberflächenaktives Mittel und Aufbaustoff, (b) anionische oberflächenaktive Teilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, (c) gegebenenfalls nachdosierte Waschmittelinhaltsstoffe umfaßt.
Partikuläre Waschmittelzusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Gesamtgehalt an anionischem oberflächenaktivem Mittel von mindestens 20 Gew.-% aufweist.