DE69113055T2 - LIQUID DETERGENT COMPOSITIONS. - Google Patents
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Description
Diese Erfindung betrifft allgemein wäßrige flüssige Detergenszusammensetzungen und spezieller flüssige Detergenszusammensetzungen, welche für die Entfernung von überwiegend fettigem Schmutz van harten Oberflächen, wie Geschirr und anderen zur Zubereitung und beim Verzehr von Nahrungsmitteln verwendeten Gegenständen, vorgesehen sind.This invention relates generally to aqueous liquid detergent compositions and more particularly to liquid detergent compositions intended for the removal of predominantly greasy soils from hard surfaces such as dishes and other articles used in the preparation and consumption of food.
Flüssige Detergenszusammensetzungen, welche für die Verwendung als Geschirrspülprodukte vorgesehen sind, besitzen herkömmlicherweise die Form von wäßrigen Lösungen, welche ein Gemisch aus einem oder mehreren anionischen Sulfat- und Sulfonat- Detergenzien als grenzflächenaktive Hauptmaterialien gemeinsam mit einem schaumfördernden oder -stabilisierenden Mittel enthalten. Das Schaumstabilisierungsmittel kann eine Anzahl van Formen annehmen, aber üblicherweise handelt es sich um ein Amidderivat, ein Aminoxid, einen ethoxylierten aliphatischen Alkohol, ein zwitterionisches grenzflächenaktives Mittel, wie ein Betain, oder um ein Gemisch aus mehreren dieser Mittel. Die Verwendungsmengen dieser Materialtypen liegen herkömmlicherweise im Bereich von 2-8%, üblicherweise von 3-5%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.Liquid detergent compositions intended for use as dishwashing products are conventionally in the form of aqueous solutions containing a mixture of one or more anionic sulphate and sulphonate detergents as the main surfactant materials together with a foam-promoting or stabilising agent. The foam stabilising agent may take a number of forms but is usually an amide derivative, an amine oxide, an ethoxylated aliphatic alcohol, a zwitterionic surfactant such as a betaine or a mixture of several of these. The use levels of these types of materials are conventionally in the range of 2-8%, usually 3-5%, by weight of the composition.
Eine Gruppe von Amidderivaten, welche für Schaumförderungs- und -stabilisierungszwecke vorgeschlagen worden sind, sind die N-Alkanoyl-N-alkylglucamine. Diese Materialien werden aus Glucose erhalten und können durch Umsetzen eines Niederalkylamins mit Glucose, um ein Glucamin auszubilden- und anschließendes Behandeln des Glucamins mit einem Methylester einer Fettsäure der erforderlichen Kettenlänge, um das N- Alkanoyl-N-alkylglucamin zu erhalten, hergestellt werden.One group of amide derivatives that have been proposed for foam promotion and stabilization purposes are the N-alkanoyl-N-alkylglucamines. These materials are derived from glucose and can be prepared by reacting a lower alkylamine with glucose to form a glucamine and then treating the glucamine with a methyl ester of a fatty acid of the required chain length to obtain the N-alkanoyl-N-alkylglucamine.
Verbindungen dieses Typs sind z.B. in US-A-2703798, WO83/04412, EP-Ä-285 768 und GB-A-809060 beschrieben. Der EP-A- 285 768 ist die Verwendung von N-Polyhydroxyalkylfettsäureamiden als Verdickungsmittel für flüssige wäßrige grenzflächenaktive Systeme zu entnehmen. £n der GB-A-809060 sind Detergenszusammensetzungen beschrieben, welche zumindest ein wasserlösliches Salz von einem organischen Schwefelsäurereaktionsprodukt mit einem Schwe£elsäure- oder einem Sulfonsäurerest in dessen Molekularstruktur und ein Amidderivat des obigen Typs in einer Menge von 5% bis 60%, bezogen auf das Gewicht des wasserlöslichen organischen Schwefelsäurereaktionsproduktes, umfassen. Von den Amidderivaten heißt es, daß sie eine Verbesserung in den Schäumungseigenschaften der Zusammensetzungen bei Temperaturen unter 100ºF gewährleisten, insbesondere in lateinamerikanischen Ländern, wo das Waschen bei so geringen Temperaturen wie 60ºF erfolgt. Obwohl in der Patentschrift angenommen wird, daß die grenzflächenaktive Kombination allein eingesetzt werden kann, handelt es sich bei den bevorzugten und mit Beispielen veranschaulichten Ausführungsformen um körnige Produkte, welche Phosphat als Gerüststoff und Natriumsulfat als Füllstoff einverleibt enthalten.Compounds of this type are described, for example, in US-A-2703798, WO83/04412, EP-A-285 768 and GB-A-809060. EP-A-285 768 describes the use of N-polyhydroxyalkyl fatty acid amides as thickeners for liquid aqueous surface-active systems. GB-A-809060 describes detergent compositions which contain at least one water-soluble salt of an organic sulphuric acid reaction product with a sulphuric acid or a sulphonic acid residue in its molecular structure and an amide derivative of the above type in an amount of from 5% to 60% by weight of the water-soluble organic sulfuric acid reaction product. The amide derivatives are said to provide an improvement in the foaming properties of the compositions at temperatures below 100°F, particularly in Latin American countries where washing is carried out at temperatures as low as 60°F. Although the patent specifies that the surfactant combination can be used alone, the preferred and exemplified embodiments are granular products containing phosphate as a builder and sodium sulfate as a filler.
Die Anmelderin hat nun festgestellt, daß gerüststofffreie flüssige oder gelförmige Detergenszusammensetzungen, welche als grenzflächenaktive Hauptmittel Kombinationen aus bestimmten N- Alkanoyl-N-alkylglucaminen und sulfatierten oder sulfonierten grenzflächenaktiven Mitteln enthalten, eine beträchtliche Verbesserung bei der Entfernung von fettigem Schmutz von harten Oberflächen mit einer, im Vergleich zu bekannten Produkten höheren Leistung beim Schäumen und bemerkenswerten Vorteilen hinsichtlich der Milde gegenüber der Haut gewährleisten. Obwohl Gemische aus anionischen Sulfat- oder Sulfonat-grenzflächenaktiven Mitteln und N-Alkanoyl-N-alkylglucaminen als Mittel zur Verbesserung des Schäumens von Gerüststoff enthaltenden Produkten bei niedrigen Waschtemperaturen vorgeschlagen worden sind, wurden die Aspekte hinsichtlich der Leistung bei der Entfernung von fettigem Schmutz und der Eigenschaften, welche die Mildheit gegenüber der Haut betreffen, die nun für die Gemische gefunden wurden, bis jetzt nicht erkannt.The Applicant has now found that builder-free liquid or gel detergent compositions containing as main surfactants combinations of certain N-alkanoyl-N-alkylglucamines and sulfated or sulfonated surfactants provide a significant improvement in the removal of greasy soil from hard surfaces with a higher foaming performance and notable benefits in terms of mildness to the skin compared to known products. Although mixtures of anionic sulfate or sulfonate surfactants and N-alkanoyl-N-alkylglucamines have been proposed as means for improving the foaming of builder-containing products at low washing temperatures, the aspects of greasy soil removal performance and properties relating to mildness to the skin now found for the mixtures have not been recognized until now.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher eine gerüststofffreie flüssige oder gelförmige Detergenszusammensetzung in Porm einer physikalisch stabilen wäßrigen Lösung bereitgestellt, umfassend 20 Gew.-% bis 50 Gew.-% der Zusammensetzung von einem grenzflächenaktiven Hauptgemisch, welches, bezogen auf das Gewicht des Gemisches,According to the present invention there is therefore provided a builder-free liquid or gel detergent composition in the form of a physically stable aqueous solution comprising from 20% to 50% by weight of the composition of a main surfactant mixture which, based on the weight of the mixture,
a) 5- bis 95% von mindestens einem wasserlöslichen anionischen grenzflächenaktiven Sulfat- oder Sulfonatsalz;a) 5 to 95% of at least one water-soluble anionic surfactant sulfate or sulfonate salt;
b) 95% bis 5%, bezogen auf das Gewicht des Gemisches, von einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formel b) 95% to 5%, based on the weight of the mixture, of one or more compounds of the general formula
enthält, worin Z ein Polyhydroxykohlenwasserstoffrest mit einer linearen Kohlenwasserstoffkette mit mindestens 3 direkt an die Kette gebundenen Hydroxygruppen ist, welcher Rest aus Glucose und Gemischen hievon mit Maltose abgeleitet ist, worin die Maltose nicht mehr als 33 Gew.-% des Gemisches darstellt, R eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Gruppe mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen oder ein Gemisch solcher Gruppen bedeutet und R&sub1; eine C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder C&sub2;-C&sub4;-Hydroxyalkylgruppe darstellt;wherein Z is a polyhydroxyhydrocarbon radical having a linear hydrocarbon chain with at least 3 hydroxy groups directly attached to the chain, which radical is derived from glucose and mixtures thereof with maltose, wherein the maltose represents not more than 33% by weight of the mixture, R represents a saturated or unsaturated aliphatic group having 8 to 16 carbon atoms or a mixture of such groups and R₁ represents a C₁-C₄ alkyl or C₂-C₄ hydroxyalkyl group;
wobei eine 0,12 gew.-%ige wäßrige Lösung des grenzflächenaktiven Gemisches der genannten Zusammensetzung in Wasser von 2º Clark-Mineralhärte (Ca:Mg-Verhältnis 3:1) und einer Temperatur von 48ºCwherein a 0.12 wt.% aqueous solution of the surfactant mixture of the said composition in water of 2º Clark mineral hardness (Ca:Mg ratio 3:1) and a temperature of 48ºC
i) eine Spinning-Drop-Grenzflächenspannung (IFT) von weniger als 0,2 Pa.cm unter Verwendung eines Trioleinschmutzes von 99,7%iger Reinheit;(i) a spinning drop interfacial tension (IFT) of less than 0.2 Pa.cm using a triolein soil of 99.7% purity;
ii) einen Wert für die Entfernung von fettigem Schmutz im Polypropylen-Becher-(PPC)-Test von mindestens dem 1,4-fachen des Wertes aufweist, welcher im gleichen Test unter den gleichen Bedingungen bei Verwendung einer 0,12%igen Lösung von ausschließlich der anionischen grenzflächenaktiven Komponente (den anionischen grenzflächenaktiven Komponenten) erhalten wird.(ii) has a greasy soil removal value in the Polypropylene Cup (PPC) test of at least 1,4 times the value obtained in the same test under the same conditions using a 0,12% solution of the anionic surfactant component(s) only.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung soll "physikalisch stabil" das Aufrechterhalten eines einphasigen Zustandes ohne Niederschlag nach dreimonatiger Lagerung bei einer Tem- Peratur von 21ºC bedeuten. Wenn das Produkt ein Trübungsmittel einverleibt enthält, sollte keine oder nur eine geringe Absetzung des Trübungsmittels aufgetreten sein. Darüber hinaus sollte(n) für die Zwecke der IFT & PPC-Testmessungen der vorliegenden Erfindung das Kation (die Kationen) des wasserlöslichen anionischen Sulfat- oder Sulfonat-grenzflächenaktiven Mittels derart sein, daß es (sie) dem Kation (den Kationen) in der Detergenszusammensetzung entspricht (entsprechen) und bei einem Kationengemisch in den Gewichtsanteilen, in welchen jedes einzelne Kation im Gemisch vorhanden ist, vorliegen.For the purposes of the present invention, "physically stable" shall mean maintaining a single phase condition without precipitation after three months of storage at a temperature of 21°C. If the product contains an opacifier, little or no settling of the opacifier should have occurred. In addition, for the purposes of the IFT & PPC test measurements of the present invention, the cation(s) of the water-soluble anionic sulfate or sulfonate surfactant should be such that they correspond to the cation(s) in the detergent composition and, in the case of a cation mixture, be present in the proportions by weight in which each individual cation is present in the mixture.
In bevorzugten Zusammensetzungen gemäß der Erfindung werden als Komponente (b) Verbindungen angewandt, worin die Polyhydroxykohlenwasserstoffreste aus Glucose oder Gemischen hievon mit Maltose erhalten werden, worin die Maltose < 25 Gew.-% des Gemisches darstellt. Kommerziell verfügbare Glucose technischer Qualität enthält Maltose als eine Verunreinigung in einer Menge bis zu 5 Gew.-%. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden die nachstehenden Bezugnahmen auf Glucamine als solche auf Materialien angesehen, welche bis zu 5 Gew.-% des entsprechenden Materials an Maltose enthalten.In preferred compositions according to the invention, compounds are used as component (b) in which the polyhydroxyhydrocarbon residues are obtained from glucose or mixtures thereof with maltose, in which the maltose represents < 25% by weight of the mixture. Commercially available technical grade glucose contains maltose as an impurity in an amount up to 5% by weight. For the purposes of the present invention, the references below to glucamines are considered to be those to materials containing up to 5% by weight of the corresponding material of maltose.
Geeignete anionische Sulfat- oder Sulfonat-grenzflächenaktive Mittel umfassen C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkylethoxysulfate mit durchschnittlich bis zu 6 Mol Ethylenoxid je Mol Alkylethoxysulfat, C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8; -Paraffinsulfonate und N-C&sub9;-C&sub1;&sub7;-Acyl-N-C&sub1;-C&sub4;-alkylglucaminsulfate.Suitable anionic sulfate or sulfonate surfactants include C10-C16 alkyl ethoxysulfates containing an average of up to 6 moles of ethylene oxide per mole of alkyl ethoxysulfate, C10-C18 paraffin sulfonates, and N-C9-C17 acyl-N-C1-C4 alkyl glucamine sulfates.
Geeignete Zusammensetzungen gemäß der Erfindung enthalten ein anionisches grenzflächenaktives System, welches 9 Gew.-% bis 18 Gew.-% der Zusammensetzung von einem primären C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub4;- Alkylethoxysulfat-Ausgangsmaterial mit durchschnittlich 0,4 bis 4,0 Ethylenoxidgruppen je Mol an C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub4;-Alkylethoxysulfat, vorzugsweise 0,3 bis 3,0, gemeinsam mit 9 Gew.-% bis 15 Gew.-% der Zusammensetzung von N-Kokosnußacyl-N-methylglucamin umfaßt.Suitable compositions according to the invention contain an anionic surfactant system comprising from 9% to 18% by weight of the composition of a primary C₁₂-C₁₄ alkyl ethoxysulfate starting material having an average of 0.4 to 4.0 ethylene oxide groups per mole of C₁₂-C₁₄ alkyl ethoxysulfate, preferably 0.3 to 3.0, together with from 9% to 15% by weight of the composition of N-coconut acyl-N-methylglucamine.
In bevorzugten Zusammensetzungen wird ein Gewichtsverhältnis von anionischem grenzflächenaktivem Mittel zu Glucamin von 2:1 bis 1:1 angewandt. Besonders bevorzugte Zusammensetzungen enthalten 10 Gew.-% bis 18 Gew.-% an C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub4;-Alkylethoxysulfat und 7 Gew.-% bis 15 Gew.-% des Glucamin-grenzflächenaktiven Mittels. Die Alkylethoxysulfate selbst umfassen ein Gemisch aus einem Material, welches durchschnittlich ungefähr 0,8 Mol Ethylenoxid/Mol aufweist, und einem Material, welches durchschnittlich ungefähr 3,0 Mol Ethylenoxid/Mol aufweist, in einem Gewichtsverhältnis von 2:1 bis 5:1, vorzugsweise von etwa 4:1.In preferred compositions, a weight ratio of anionic surfactant to glucamine of from 2:1 to 1:1 is employed. Particularly preferred compositions contain from 10% to 18% by weight of C12-C14 alkyl ethoxysulfate and from 7% to 15% by weight of the glucamine surfactant. The alkyl ethoxysulfates themselves comprise a mixture of a material having an average of about 0.8 moles ethylene oxide/mole and a material having an average of about 3.0 moles ethylene oxide/mole in a weight ratio of from 2:1 to 5:1, preferably about 4:1.
Bevorzugte Zusammensetzungen gemäß der Erfindung enthalten auch 1 Gew.--oo bis 8 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 2 Gew.-% bis 7 Gew.-% eines Schaumverstärkers, welcher unter C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkylmono- oder -di-C&sub2;-C&sub3;-alkanolamiden, C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub4;-Alkyl- oder -Alkylamidobetainen, C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub4;-Alkylsulfobetainen, C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkyl-di-C&sub1;- C&sub4;-alkyl- oder -di-C&sub2;-C&sub4;-hydroxyalkylaminoxiden, Ethoxylaten von primärem C&sub9;-C&sub1;&sub2;-Alkohol mit durchschnittlich 7 bis 12 Ethylenoxidgruppen je Mol an Alkohol und Gemischen hievon ausgewählt ist.Preferred compositions according to the invention also contain from 1% to 8% by weight, most preferably from 2% to 7% by weight of a foam booster selected from C₁₀-C₁₆ alkyl mono- or di-C₂-C₃ alkanolamides, C₁₂-C₁₄ alkyl or alkylamidobetaines, C₁₂-C₁₄ alkylsulfobetaines, C₁₀-C₁₆ alkyl di-C₁-C₄ alkyl or di-C₂-C₄ hydroxyalkylamine oxides, ethoxylates of C₉-C₁₆ primary alcohol having an average of 7 to 12 ethylene oxide groups per mole of alcohol and mixtures thereof.
Bevorzugte Schaumverstärker umfassen Gemische aus C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub4;- Alkylbetain in einer Menge von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 1,5 Gew.-% bis 3 Gew.-% der Zusammensetzung, gemeinsam mit Ethoxylat von primärem C&sub9;-C&sub1;&sub2;-Alkohol (vorzugsweise C&sub1;&sub0;-Alkyl-EO&sub8;) in einer Menge von 6 Gew.-% bis 8 Gew.-% der Zusammensetzung.Preferred foam boosters comprise mixtures of C12-C14 alkyl betaine in an amount of from 1% to 5%, preferably from 1.5% to 3% by weight of the composition, together with C9-C12 primary alcohol ethoxylate (preferably C10 alkyl EO8) in an amount of from 6% to 8% by weight of the composition.
Eine weitere bevorzugte Komponente solcher Zusammensetzungen ist Mg&spplus;&spplus; in einer Menge bis zu 1,5 Gew.-%, stärker bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis 1,0 Gew.-% der Zusammensetzungen. Besonders bevorzugte Zusammensetzungen enthalten zusätzlich zu Magnesiumionen auch Calcium in einer Menge von 0,3 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%.Another preferred component of such compositions is Mg⁺⁺ in an amount up to 1.5%, more preferably from 0.5% to 1.0% by weight of the compositions. Especially preferred compositions contain, in addition to magnesium ions, calcium in an amount of from 0.3% to 0.5% by weight.
Die Detergenszusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen ein grenzflächenaktives Hauptgemisch in einer Menge von 20 Gew.-% bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 22 Gew.-% bis 40 Gew.-% der Zusammensetzung. Das Gemisch umfaßt 5% bis 95%, bezogen auf das Gewicht des Gemisches, von mindestens einem wasserlöslichen anionischen grenzflächenaktiven Sulfatoder Sulfonatsalz, gemeinsam mit 95% bis 5%, bezogen auf das Gewicht des Gemisches, von einem N-C&sub8;-C&sub1;&sub6;-Acyl-N-C&sub1;-C&sub4;-alkylglucamin als nichtionisches grenzflächenaktives Mittel. Vorzugsweise umfaßt das Gemisch 20% bis 80% des anionischen grenzflächenaktiven Mittels und 80% bis 20% des Alkylglucamins, und am stärksten bevorzugt 40% bis 70% des anionischen grenzflächenaktiven Mittels, und 60% bis 30% des Alkylglucamins.The detergent compositions according to the present invention comprise a main surfactant mixture in an amount of from 20% to 50%, preferably from 22% to 40%, by weight of the composition. The mixture comprises from 5% to 95%, by weight of the mixture, of at least one water-soluble anionic surfactant sulfate or sulfonate salt, together with from 95% to 5%, by weight of the mixture, of an N-C8-C16 acyl-N-C1-C4 alkyl glucamine as nonionic surfactant. Preferably, the mixture comprises 20% to 80% of the anionic surfactant and 80% to 20% of the alkyl glucamine, and most preferably 40% to 70% of the anionic surfactant and 60% to 30% of the alkyl glucamine.
Das anionische grenzflächenaktive Mittel kann im wesentlichen jedes beliebige organische grenzflächenaktive Sulfat- oder Sulfonatsalz sein, aber es ist üblicherweise unter C&sub1;&sub1;-C&sub1;&sub5;-Alkylbenzolsulfonaten, C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkylsulfaten und deren Ethoxyanalogen, welche bis zu 6 Mol Ethylenoxid je Mol an Alkylethoxysulfat aufweisen, C&sub1;&sub3;-C&sub1;&sub8;-Paraffinsulfonaten, C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Olefinsuifonaten, C&sub1;&sub0;-C&sub2;&sub0;-Alkylglycerylethersulfonaten, C&sub9;-C&sub1;&sub7;-Acyl- N-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder C&sub2;-C&sub4;-Hydroxyalkylglucaminsulfaten und Gemischen von irgendwelchen der vorstehenden Mittel ausgewählt. Vorzugsweise ist das anionische grenzflächenaktive Mittel unter Alkylethoxysulfaten, Alkylglycerylethersulfonaten und Paraffinsulfonaten ausgewählt.The anionic surfactant can be essentially any organic sulfate or sulfonate salt surfactant, but is usually selected from C₁₁-C₁₅ alkylbenzenesulfonates, C₁₀-C₁₆ alkylsulfates and their ethoxy analogues having up to 6 moles of ethylene oxide per mole of alkylethoxysulfate, C₁₃-C₁₈ paraffinsulfonates, C₁₀-C₁₆ olefinsulfonates, C₁₀-C₂₈ alkylglyceryl ethersulfonates, C₁₀-C₁₆ acyl-NC₁-C₄ alkyl or C₂-C₄ hydroxyalkyl glucamine sulfates and mixtures of any of the foregoing. Preferably, the anionic surfactant is selected from Alkyl ethoxysulfates, alkyl glyceryl ether sulfonates and paraffin sulfonates.
Alkylbenzolsulfonate, weiche in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung nützlich sind, sind jene, worin die Alkylgruppe, welche im wesentlichen linear ist, 10 bis 16 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 11 bis 13 Kohlenstoffatome aufweist, wobei ein Material mit einer durchschnittlichen Kohlenstoffkettenlänge von 11,8 am stärksten bevorzugt ist. Die Phenylisomerverteilung, d.h. die Bindungsstelle der Alkylkette an den Benzolkern, ist nicht kritisch, es werden jedoch Alkylbenzole mit einem hohen Gehalt an 2-Phenylisomer bevorzugt.Alkylbenzenesulfonates useful in the compositions of the present invention are those wherein the alkyl group, which is substantially linear, has 10 to 16 carbon atoms, preferably 11 to 13 carbon atoms, with a material having an average carbon chain length of 11.8 being most preferred. The phenyl isomer distribution, i.e., the attachment site of the alkyl chain to the benzene nucleus, is not critical, but alkylbenzenes having a high 2-phenyl isomer content are preferred.
Geeignete Alkylsulfate sind primäre Alkylsulfate, worin die Alkylgruppe 10-16 Kohlenstoffatome, stärker bevorzugt durchschnittlich 12-14 Kohlenstoffatome, vorzugsweise in einer linearen Kette, besitzt. C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkohole, welche von natürlichen Fetten oder aus dem Olefinaufbau nach Ziegler oder der OXO-Synthese stammen, bilden geeignete Quellen für die Alkylgruppe. Beispiele synthetisch erhaltener Materialien umfassen Dobanol 23 (registrierte Handelsmarke), welches von Shell Chemicals (GB) Ltd. vertrieben wird, Ethyl 24, welches von der Ethyl Corporation vertrieben wird, ein Gemisch von C&sub1;&sub3;-C&sub1;&sub5;-Alkoholen im Verhältnis von 67% C&sub1;&sub3;, 33% C&sub1;&sub5;, welches unter dem Handelsnamen Lutensol von der BASF Gmbh vertrieben wird, und Synperonic (registrierte Handelsmarke) von ICI Ltd., und Lial 125, welches von Liquichimica Italiana vertrieben wird. Beispiele natürlich auftretender Materialien, aus welchen die Alkohole erhalten werden können, sind Kokosnußöl und Palmkernöl und die entsprechenden Fettsäuren.Suitable alkyl sulfates are primary alkyl sulfates wherein the alkyl group has 10-16 carbon atoms, more preferably an average of 12-14 carbon atoms, preferably in a linear chain. C₁₀-C₁₆ alcohols derived from natural fats or from the Ziegler olefin build-up or OXO synthesis provide suitable sources of the alkyl group. Examples of synthetically derived materials include Dobanol 23 (Registered Trade Mark) which is available from Shell Chemicals (GB) Ltd. sold by Ethyl Corporation, a mixture of C13-C15 alcohols in the ratio of 67% C13, 33% C15 sold under the trade name Lutensol by BASF GmbH, and Synperonic (registered trademark) by ICI Ltd., and Lial 125 sold by Liquichimica Italiana. Examples of naturally occurring materials from which the alcohols can be obtained are coconut oil and palm kernel oil and the corresponding fatty acids.
Alkylethoxysulfat-grenzflächenaktive Mittel umfassen ein primäres Alkylethoxysulfat, welches aus dem Kondensationsprodukt von einem C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkohol mit durchschnittlich bis zu 6 Ethylenoxidgruppen stammt. Der C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkohol selbst kann von irgendeiner der vorstehend für die Alkylsulfatkomponente beschriebenen Quellen erhalten werden. C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub3;-Alkylethersulfate sind bevorzugt.Alkyl ethoxysulfate surfactants comprise a primary alkyl ethoxysulfate derived from the condensation product of a C10-C16 alcohol having an average of up to 6 ethylene oxide groups. The C10-C16 alcohol itself can be obtained from any of the sources described above for the alkyl sulfate component. C12-C13 alkyl ether sulfates are preferred.
Herkömmliche basisch katalysierte Ethoxylierungsverfahren zum Erhalt eines durchschnittlichen Ethoxylierungsgrades von 6 führen zu einer Verteilung einzelner Ethoxylate mit 1 bis 15 Etfloxygruppen je Mol an Alkohol, so daß der gewünschte Durchschnitt auf eine Vielzahl von Wegen erhalten kann. Es können Gemische aus Materialien mit unterschiedlichen Ethoxylierungsgraden und/oder unterschiedlichen Ethoxylatverteilungen, welche von den angewandten speziellen Ethoxylierungsverfahren und den darauffolgenden Verarbeitungsschritten wie der Destillation herrühren, hergestellt werden. Beispielsweise wurde festgestellt, daß eine Leistung hinsichtlich des Schäumens und der Fettentfernung erzielt werden kann, welche jener gleichwertig ist, die durch ein Gemisch von Alkylsulfat und Alkyltriethoxyethersulfat erhalten wird, wenn die Menge an Alkylsulfat verringert und ein Alkylethersulfat mit durchschnittlich ungefähr 2 Ethoxygruppen je Mol an Alkohol eingesetzt wird. In bevorzugten Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Gemisch von Alkylethoxysulfaten verwendet, wobei Material mit einem durchschnittlichen Ethoxylierungsgrad von 0,4 bis 1,0, stärker bevorzugt ungefähr 0,8, mit einem Material mit einem durchschnittlichen Ethoxylierungsgrad von 2,0 bis 4,0, stärker bevorzugt von ungefähr 3,0, vereinigt wird.Conventional base-catalyzed ethoxylation processes to obtain an average degree of ethoxylation of 6 lead to a distribution of individual ethoxylates with 1 to 15 ethoxy groups per mole of alcohol, so that the desired average can be obtained in a variety of ways. Mixtures of materials having different degrees of ethoxylation and/or different ethoxylate distributions resulting from the particular ethoxylation processes employed and the subsequent processing steps such as distillation can be prepared. For example, it has been found that foaming and grease removal performance equivalent to that obtained by a mixture of alkyl sulfate and alkyl triethoxy ether sulfate can be achieved by reducing the amount of alkyl sulfate and using an alkyl ether sulfate having an average of about 2 ethoxy groups per mole of alcohol. In preferred compositions according to the present invention, a mixture of alkyl ethoxy sulfates is used, combining material having an average degree of ethoxylation of from 0.4 to 1.0, more preferably about 0.8, with material having an average degree of ethoxylation of from 2.0 to 4.0, more preferably about 3.0.
In der vorliegenden Erfindung nützliche sekundäre Alkansulfonate weisen 13 bis 18 Kohlenstoffatome pro Molekül, in wünschenswerterer Weise 13 bis 15 Atome pro Molekül auf. Diese Suifonate werden vorzugsweise durch Unterwerfen eines Paraffinschnittes, welcher den vorstehend angegebenen Kettenlängen entspricht, unter die Wirkung von Schwefeldioxid und Sauerstoff gemäß des gut bekannten Sulfoxidierungsverfahrens hergestellt. Das Produkt dieser Umsetzung ist eine sekundäre Sulfonsäure, welche anschließend mit einer geeigneten Base neutralisiert wird, um ein wasserlösliches sekundäres Alkylsulfonat zu ergeben. Ähnliche sekundäre Alkylsulfonate können durch andere Verfahren, zb. durch das Sulfochlorierungsverfahren, erhalten werden, worin Chlor und Schwefeldioxid mit Paraffinen unter Bestrahlung umgesetzt und die entstehenden Sulfonylchloride hydrolysiert und neutralisiert werden, um die sekundären Alkylsulfonate auszubilden. Unabhängig von dem angewandten Verfahren ist es üblicherweise wünschenswert, das Sulfonat als Monosulfonat herzustellen, worin kein nicht-umgesetzter Ausgangskohlenwasserstoff oder nur ein begrenzter Anteil hievon vorhanden ist und kein oder nur wenig an anorganischem Salz als Nebenprodukt vorliegt. In ähnlicher Weise werden die Anteile an Disulfonat oder höhersulfoniertem Material minimiert werden, aber eine gewisse Menge kann vorhanden sein. Das Monosulfonat kann endständig sulfoniert sein, oder die Sulfonatgruppe kann an den Kohlenstoff Nr. 2 oder an einen anderen Kohlenstoff der linearen Kette gebunden sein. In ähnlicher Weise kann jedwedes vorliegendes Disulfonat, welches üblicherweise erhalten wird, wenn ein Uberschuß an Sulfonierungsmittel vorhanden ist, Sulfonatgruppen aufweisen, die über verschiedene Kohlenstoffatome der Paraffinbasis verteilt sind, und es können Gemische der Monosulfonate und Disulfonate vorhanden seinSecondary alkane sulfonates useful in the present invention have from 13 to 18 carbon atoms per molecule, more desirably from 13 to 15 atoms per molecule. These sulfonates are preferably prepared by subjecting a paraffin cut corresponding to the chain lengths given above to the action of sulfur dioxide and oxygen according to the well known sulfoxidation process. The product of this reaction is a secondary sulfonic acid which is then neutralized with a suitable base to give a water-soluble secondary alkyl sulfonate. Similar secondary alkyl sulfonates can be obtained by other processes, for example by the sulfochlorination process in which chlorine and sulfur dioxide are reacted with paraffins under irradiation and the resulting sulfonyl chlorides are hydrolyzed and neutralized to form the secondary alkyl sulfonates. Regardless of the process used, it is usually desirable to produce the sulfonate as a monosulfonate, in which no or only a limited amount of unreacted starting hydrocarbon is present and no or only a small amount of inorganic salt is present as a by-product. Similarly, the amounts of disulfonate or higher sulfonated material, but some amount may be present. The monosulfonate may be terminally sulfonated, or the sulfonate group may be attached to the No. 2 carbon or to another carbon of the linear chain. Similarly, any disulfonate present, which is usually obtained when an excess of sulfonating agent is present, may have sulfonate groups distributed over various carbon atoms of the paraffin base, and mixtures of the monosulfonates and disulfonates may be present.
Gemische von Monoalkansulfonaten, worin die Alkane 14 und 15 Kohlenstoffatome aufweisen, sind besonders bevorzugt, wobei die Sulfonate im Gewichtsverhältnis im Bereich von 1:3 bis 3:1, bezogen auf die C&sub1;&sub4;-C&sub1;&sub5;-Paraffine, vorhanden sind.Mixtures of monoalkanesulfonates wherein the alkanes have 14 and 15 carbon atoms are particularly preferred, with the sulfonates being present in a weight ratio in the range of 1:3 to 3:1, based on the C₁₄-C₁₅ paraffins.
Olefinsulfonate&sub1; welche in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, sind Gemische von Alken-1-sulfonaten, Alkenhydroxysulfonaten, Alkendisulfonaten und Hydroxydisulfonaten und in der in üblicher Weise übertragenen US-A-3 332 880 beschrieben, welche P.F. Pflaumer & A. Kessler am 25. Juli 1967 erteilt wurdeOlefin sulfonates useful in the present invention are mixtures of alkene-1-sulfonates, alkene hydroxysulfonates, alkene disulfonates and hydroxydisulfonates and are described in commonly assigned U.S. Patent No. 3,332,880, issued to P.F. Pflaumer & A. Kessler on July 25, 1967.
Geeignete Alkylglycerylethersulfonate sind jene, welche von Ethern aus Kokosnußöl und Talg erhalten werden.Suitable alkyl glyceryl ether sulfonates are those which are derived from ethers of coconut oil and tallow.
Andere Sulfat-grenzflächenaktive Mittel umfassen die N-C&sub9;-C&sub1;&sub7;-Acyl-N-C&sub1;-C&sub4;-alkylglucaminsulfate, vorzugsweise jene, worin die C&sub9;-C&sub1;&sub7;-Acylgruppe aus Kokosnuß- oder Palmkernöl stammt. Diese Materialien können durch das Verfahren hergestellt werden, welches in der US-A-2 717 894 beschrieben ist.Other sulfate surfactants include the N-C9-C17 acyl-N-C1-C4 alkyl glucamine sulfates, preferably those wherein the C9-C17 acyl group is derived from coconut or palm kernel oil. These materials can be prepared by the process described in US-A-2,717,894.
Das Gegenion für die anionische grenzflächenaktive Komponente kann jedes beliebige Ion aus Natrium, Kalium, Magnesium, Ammonium oder Alkanolammonium oder ein Gemisch hievon sein. Für flüssige Zusammensetzungen der Erfindung ist Natrium das bevorzugte Gegenion, aber Kalium wird gegenüber Natrium bevorzugt, wenn es von Wichtigkeit ist, daß die Zusammensetzungen der Erfindung zur Gänze klar sind und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber der Bildung eines Niederschlages aufweisen.The counterion for the anionic surfactant component can be any of sodium, potassium, magnesium, ammonium or alkanolammonium ions or a mixture thereof. For liquid compositions of the invention, sodium is the preferred counterion, but potassium is preferred over sodium when it is important that the compositions of the invention be completely clear and have a high resistance to the formation of a precipitate.
In gelförmigen Zusammensetzungen der Erfindung wird Natrium gegenüber Kalium oder Ammonium für die Ausbildung eines Geles bevorzugt. Bevorzugte flüssige Detergenszusammensetzungen Gemäß der Erfindung besitzen einen Trübungspunkt unter 8ºC, vorzugsweise unter 5ºC, und sind zumindest teilweise durch Ammoniumionen neutralisiert.In gel compositions of the invention, sodium is preferred over potassium or ammonium for forming a gel. Preferred liquid detergent compositions according to the invention have a cloud point below 8ºC, preferably below 5ºC, and are at least partially neutralized by ammonium ions.
Wenn Calcium- und/oder Magnesiumionen vorhanden sind, können sie entweder als das Oxid oder Hydroxid eingebracht werden, um die grenzflächenaktive Säure zu neutralisieren, oder sie können der Zusammensetzung als wasserlösliches Salz zugefügt werden. Die Zugabe bemerkenswerter Mengen solcher Salze zu Geschirrspülzusammensetzungen gemäß der Erfindung erhöht jedoch die Temperatur, bei welcher sich beim Abkühlen anorganische Salzkristalle in den Zusammensetzungen ausbilden, und die auf diese Weise zugegebene Menge sollte daher minimiert werden.When calcium and/or magnesium ions are present, they may be introduced either as the oxide or hydroxide to neutralize the surfactant acid or they may be added to the composition as a water-soluble salt. However, the addition of significant amounts of such salts to dishwashing compositions according to the invention increases the temperature at which inorganic salt crystals form in the compositions upon cooling and the amount added in this way should therefore be minimized.
In bevorzugten Zusammensetzungen gemäß der Erfindung können Gemische von Calcium- und Magnesiumionen zugesetzt werden, um bis zu 1 Gew.-% der Zusammensetzung an Ca&spplus;&spplus;, stärker bevorzugt von 0,3 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% Ca&spplus;&spplus;, und bis zu 1,50 Gew.-% der Zusammensetzung an Mg&spplus;&spplus;, stärker bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis 1,0 Gew.-%, bereitzustellen. Die bevorzugten Gemische sind reich an Magnesium und gewährleisten stärker bevorzugt ein Gewichtsverhältnis von Ca&spplus;&spplus; zu Mg&spplus;&spplus; von 1:1 bis 1:4. Zusammensetzungen, worin Mg&spplus;&spplus; und/oder Ca&spplus;&spplus; einverleibt sind, sind unter Bedingungen einer sehr geringen Wasserhärte (< 2º Clark-Härte) und auch bei Produktkonzentrationen von mehr als 0,5 Gew.-% besonders wertvoll.In preferred compositions according to the invention, mixtures of calcium and magnesium ions may be added to provide up to 1% by weight of the composition of Ca++, more preferably from 0.3% to 0.5% by weight of Ca++, and up to 1.50% by weight of the composition of Mg++, more preferably from 0.5% to 1.0% by weight. The preferred mixtures are rich in magnesium and more preferably provide a weight ratio of Ca++ to Mg++ of from 1:1 to 1:4. Compositions wherein Mg++ and/or Ca++ are particularly valuable under conditions of very low water hardness (< 2º Clark hardness) and also at product concentrations of more than 0.5% by weight.
Die zweite grenzflächenaktive Hauptkomponente der gerüststofffreien flüssigen Zusammensetzungen der Erfindung wird von einer Verbindung der allgemeinen Formel The second main surfactant component of the builder-free liquid compositions of the invention is a compound of the general formula
gebildet, worin Z ein Polyhydroxykohlenwasserstoffrest mit einer linearen Kohlenwasserstoffkette mit mindestens drei direkt an die Kette gebundenen Hydroxygruppen ist, welcher Rest aus Glucose und Gemischen hievon mit Maltose abgeleitet ist, worin die Maltose nicht mehr als 33 Gew.-% des Gemisches darstellt, R eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Gruppe mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen oder ein Gemisch solcher Gruppen bedeutet und R&sub1; eine C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder C&sub2;-C&sub4;-Hydroxyalkylgruppe darstellt.formed, wherein Z is a polyhydroxyhydrocarbon radical having a linear hydrocarbon chain with at least three hydroxy groups directly attached to the chain, which radical is derived from glucose and mixtures thereof with maltose, wherein the maltose does not represent more than 33% by weight of the mixture, R represents a saturated or unsaturated aliphatic group having 8 to 16 carbon atoms or a mixture of such groups, and R1 represents a C1-C4 alkyl or C2-C4 hydroxyalkyl group.
R kann aus irgendwelchen der Quellen für Kohlenwasserstoffgruppen, welche hierin vorstehend unter Bezugnahme auf das anionische grenzflächenaktive Mittel erörtert sind, erhalten werden, aber es ist vorzugsweise von natürlichem Ursprung. Vorzugsweise besitzt R eine durchschnittliche Kettenlänge von 12 bis 14 Kohlenstoffatomen und wird aus Kokosnußöl oder Palmkernöl erhalten. R&sub1; stellt vorzugsweise eine Methylgruppe dar.R can be obtained from any of the sources of hydrocarbon groups discussed hereinabove with reference to the anionic surfactant, but is preferably of natural origin. Preferably, R has an average chain length of 12 to 14 carbon atoms and is obtained from coconut oil or palm kernel oil. R1 preferably represents a methyl group.
Die Synthese der Glucaminverbindungen ist in der Technik bekannt und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Wie hierin vorstehend angegeben, ist in der US-A-2 703 798 ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung von N-Alkanoyl-N-alkylglucaminen beschrieben, welches Verfahren zwei Hauptschritte umfaßt. Der erste Schritt betrifft die Umsetzung von Glucose mit einem primären Alkylamin in Gegenwart von Wasserstoff und einem Hydrierungskatalysator unter erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck, um ein Glucamin auszubilden. Dieses wird anschließend mit einem Ester bei erhöhter Temperatur umgesetzt, um das N-Alkanoyl-N-alkylglucamin herzustellen. Es hat sich als vorteilhafü erwiesen, in diesem zweiten Schritt eine geringe Menge an Natriummethoxid als Katalysator zuzusetzen.The synthesis of glucamine compounds is known in the art and does not form part of the present invention. As stated hereinabove, an exemplary process for preparing N-alkanoyl-N-alkylglucamines is described in US-A-2,703,798, which process comprises two main steps. The first step involves reacting glucose with a primary alkylamine in the presence of hydrogen and a hydrogenation catalyst under elevated temperature and pressure to form a glucamine. This is then reacted with an ester at elevated temperature to produce the N-alkanoyl-N-alkylglucamine. It has been found advantageous to add a small amount of sodium methoxide as a catalyst in this second step.
Bevorzugte Mengen des N-Alkanoyl-N-acylglucamins in den flüssigen und gelförmigen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung betragen von 8 Gew.-% bis 25 Gew.-%, stärker bevorzugt von 9 Gew.-% bis 18 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt von 10 Gew.-% bis 15 Gew.-%.Preferred amounts of the N-alkanoyl-N-acylglucamine in the liquid and gel compositions of the present invention are from 8 wt% to 25 wt%, more preferably from 9 wt% to 18 wt%, and most preferably from 10 wt% to 15 wt%.
Physikalisch stabile Zusammensetzungen gemäß der Erfindung können mit Calciumionen unter Abwesenheit von Magnesiumionen formuliert werden, sie benötigen jedoch den Einsatz von N-Alkanoyl-N-alkylglucaminen von hoher Reinheit, worin die Mengen an nicht umgesetzten Ausgangsmaterialien, Verunreinigungen und Nebenprodukten, insbesondere von Fettsäuren, minimiert sind.Physically stable compositions according to the invention can be formulated with calcium ions in the absence of magnesium ions, but they require the use of N-alkanoyl-N-alkylglucamines of high purity in which the amounts of unreacted starting materials, impurities and by-products, especially fatty acids, are minimized.
Im weitesten Aspekt der Erfindung kann der Rest der flüssigen Detergenszusammensetzung von Wasser oder im Fall einer gelförrnigen Zusammensetzung, von einem Quellmittel und Wasser gebildet sein. In bevorzugten Zusammensetzungen sind jedoch weitere funktionelle Komponenten enthalten, und die vereinigten Gewichte des anionischen grenzflächenaktiven Mittels (der anionischen grenzflächenaktiven Mittel) und der Glucaminkomponenten liegen im Bereich von 20 Gew.-% bis 40 Gew.-%, stärker bevorzugt von 22 Gew.-% bis 30 Gew.-%.In the broadest aspect of the invention, the balance of the liquid detergent composition may be water or, in the case of a gel composition, a swelling agent and water. However, in preferred compositions, further functional components are included and the combined weights of the anionic surfactant(s) and the glucamine components are in the range of 20 wt% to 40 wt%, more preferably from 22 wt% to 30 wt%.
Eine im hohen Maße wünschenswerte fakultative Komponente wird von einem oder mehreren schaummodifizierenden oder -fördernden Mitteln gebildet, welche üblicherweise in einer Einzelmenge von 1 Gew.-% bis 8 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden sind.A highly desirable optional component is one or more foam modifying or enhancing agents, typically present in an individual amount of from 1% to 8% by weight of the composition.
Bestimmte dieser Materialien besitzen auch einen zusätzlichen funktionellen Wert, z .B. als Schmutzsuspendierungsmittel. Ein solches schaumförderndes Mittel ist ein C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkylmonooder -di-C&sub2;-C&sub3;-alkanolamid, wobei Beispiele Kokosnußalkylmonoethanolamid, Kokosnußalkyldiethanolamid und Palmkern und Kokosnußalkylmono- und -diisopropanolamide umfassen. Der Palmkern- oder Kokosnußalkylrest kann entweder "Vollschnitt", einschließlich der C&sub1;&sub0;- und C&sub1;&sub6;-Fraktionen, sein, oder er kann von der sogenannten "Engschnitt" C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub4;-Fraktion gebildet werden. Synthetische Quellen der C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkylgruppe können ebenfalls verwendet werden.Certain of these materials also have additional functional value, e.g., as soil suspending agents. One such foam-promoting agent is a C10-C16 alkyl mono- or di-C2-C3 alkanolamide, examples of which include coconut alkyl monoethanolamide, coconut alkyl diethanolamide, and palm kernel and coconut alkyl mono- and diisopropanolamides. The palm kernel or coconut alkyl moiety can be either "full cut," including the C10 and C16 fractions, or it can be formed from the so-called "narrow cut" C12-C14 fraction. Synthetic sources of the C₁₀-C₁₆ alkyl group can also be used.
Ein weiteres nützliches schaumförderndes Mittel ist ein zwitterionisches grenzflächenaktives Mittel der allgemeinen Formel Another useful foam-promoting agent is a zwitterionic surfactant of the general formula
worin R&sub1; C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkyl ist, R&sub2; für C&sub1;-C&sub3;-Alkyl steht,wherein R₁ is C₁₀-C₁₆-alkyl, R₂ is C₁-C₃-alkyl,
R&sub3; eine -(CH&sub2;)&sub3;-Gruppe oder eine -(CH&sub2;- -CH&sub2;)-Gruppe darstellt,R₃ represents a -(CH₂)₃ group or a -(CH₂- -CH₂) group ,
Y - - -(CH&sub2;)&sub3;- bedeutet,Y - - -(CH₂)₃- means,
n und m 0 oder 1 sind und X&supmin; für CH&sub2;COO&supmin; oder SO&sub3; steht; mit der Maßgabe, daß wenn X&supmin; CH&sub2;COO&supmin; darstellt, m Null beträgt, und wenn X&supmin; SO&sub3; bedeutet, n Null ist und m 1 beträgt.n and m are 0 or 1 and X⁻ is CH₂COO⁻ or SO₃; with the proviso that when X⁻ is CH₂COO⁻, m is zero and when X⁻ is SO₃, n is zero and m is 1.
Stärker bevorzugt weist R&sub1; eine durchschnittliche Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 16 Kohlenstoffatomen auf und kann aus synthetischen Quellen, in welchem Fall die Kette eine gewisse Verzweigung aufweisen kann, oder aus natürlichen Fetten und Ölen erhalten werden, in welchem Fall die Ketten linear sind und geringe Mengen an C&sub8;-C&sub1;&sub0;- und C&sub1;&sub4;-C&sub1;&sub8;-Resten umfassen können. Synthetische Quellen für die R&sub1;-Gruppe können die gleichen sein wie jene, welche zuvor für die Alkylgruppe in der anionischen grenzflächenaktiven Komponente erwähnt sind.More preferably, R₁ has an average carbon chain length of 12 to 16 carbon atoms and can be obtained from synthetic sources, in which case the chain has a may have some branching, or be obtained from natural fats and oils, in which case the chains are linear and may comprise small amounts of C8 -C10 and C14 -C18 residues. Synthetic sources for the R1 group may be the same as those previously mentioned for the alkyl group in the anionic surfactant component.
Eine weitere Klasse von schaumfördernden Mitteln, welche in der Erfindung nützlich sind, sind die Aminoxide der allgemeinen Formel R&sub1;R&sub2;R&sub3;NTO, worin R&sub1; eine Alkylgruppe mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen ist und R&sub2; und R3 jeweils unabhängig voneinander unser C&sub1;-C&sub2;-Alkyl- und C&sub2;-C&sub3;-Hydroxyalkylgruppen ausgewählt sind. Bevorzugte Mitglieder dieser Klasse umfassen Dimethyldodecylaminoxid, Dimethyltetradecylaminoxid, Bis-(2-hydroxyethyi)dodecylaminoxid und Analoga hievon, worin der Dodecyl oder Tetradecylrest aus natürlichen Quellen wie Kokosnuß- oder Palmkernöl stammt.Another class of foam promoters useful in the invention are the amine oxides of the general formula R1R2R3NTO, wherein R1 is an alkyl group having 10 to 16 carbon atoms and R2 and R3 are each independently selected from C1-C2 alkyl and C2-C3 hydroxyalkyl groups. Preferred members of this class include dimethyldodecylamine oxide, dimethyltetradecylamine oxide, bis-(2-hydroxyethyl)dodecylamine oxide, and analogs thereof wherein the dodecyl or tetradecyl moiety is derived from natural sources such as coconut or palm kernel oil.
Ein bevorzugtes schaummodifizierendes Mittel wird von einem ethoxylierten Alkohol oder von einem Gemisch aus ethoxylierten Alkoholen definierter Struktur gebildet.A preferred foam modifying agent is formed from an ethoxylated alcohol or from a mixture of ethoxylated alcohols of defined structure.
Der ethoxylierte Alkohol umf aßt ein Ethoxylat eines aliphatischen C&sub6;-C&sub1;&sub3;-Alkohols mit durchschnittlich 1,5 bis 25, stärker bevorzugt 2 bis 5 und am stärksten bevorzugt 6 bis 10 Mol Ethylenoxid je Mol an Alkohol. Das Ethoxylat des aliphatischen Alkoäols enthält nicht mehr als 1 Gew.-% an nicht-ethoxyliertem Alkohol, wenn der ethoxylierte Alkohol durchschnittlich weniger als 8 Mol Ethylenoxid aufweist, und nicht mehr als 2 Gew.-% an nicht-ethoxyliertem Alkohol, wenn der ethoxylierte Alkohol durchschnittlich 8 bis 25 Mol Ethylenoxid je Mol an Alkohol besitzt.The ethoxylated alcohol comprises an ethoxylate of a C6-C13 aliphatic alcohol having an average of 1.5 to 25, more preferably 2 to 5, and most preferably 6 to 10 moles of ethylene oxide per mole of alcohol. The ethoxylate of the aliphatic alcohol contains no more than 1% by weight of non-ethoxylated alcohol when the ethoxylated alcohol has an average of less than 8 moles of ethylene oxide and no more than 2% by weight of non-ethoxylated alcohol when the ethoxylated alcohol has an average of 8 to 25 moles of ethylene oxide per mole of alcohol.
Der Ausgangsalkohol kann ein primärer oder sekundärer Alkohol sein aber es handelt sich vorzugsweise um einen primären Alkohol, welcher aus natürlichen oder synthetischen Quellen erhalten werden kann. So können natürliche Fette oder Öle oder Produkte der Ziegler-Olefinaufbaureaktionen oder der OXO-Synthese alle als Quelle der Kohlenwasserstoffkette verwendet werden&sub1; deren Struktur vom linearen oder verzweigten Typ sein kann.The starting alcohol may be a primary or secondary alcohol, but it is preferably a primary alcohol, which can be obtained from natural or synthetic sources. Thus, natural fats or oils or products of Ziegler olefin building reactions or OXO synthesis can all be used as a source of the hydrocarbon chain, the structure of which can be of the linear or branched type.
Der bevorzugte Alkoholkettenlängenbereich beträgt von C&sub9; bis C&sub1;&sub1;, da festgestellt wurde, daß das Schaumvolumen und die Leistung der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung optimal ist, wenn aus derartigen Alkoholen hergestellte Ethoxylate einver- Ieibt sind. Aus Leistungsgründen ist es auch wünschenswert, daß das Hydrophil-Lipophil-Gleichgewicht (HLB) des ethoxylierten Alkohols im Bereich von 8,0 bis 17,0, stärker bevorzugt von 11,0 bis 17,0 und am stärksten bevorzugt von 11,0 bis 15,0 beträgt. Ein bevorzugtes Alkoholethoxylat ist ein Ethoxylat eines primären Alkohols, welcher durchschnittlich 10 Kohlenstoffatome in der Alkylkette enthält, welcher mit durchschnittlich 8 Ethylenoxidgruppen je Mol an Alkohol kondensiert ist.The preferred alcohol chain length range is from C₉ to C₁₁, since it has been found that the foam volume and Performance of the compositions according to the invention is optimal when ethoxylates prepared from such alcohols are incorporated. For performance reasons it is also desirable that the hydrophile-lipophile balance (HLB) of the ethoxylated alcohol is in the range of 8.0 to 17.0, more preferably 11.0 to 17.0 and most preferably 11.0 to 15.0. A preferred alcohol ethoxylate is an ethoxylate of a primary alcohol containing an average of 10 carbon atoms in the alkyl chain condensed with an average of 8 ethylene oxide groups per mole of alcohol.
Wie im Zusammenhang mit dem Alkylethoxysulfat als anionischer grenzflächenaktiver Komponente erörtert, führt das übliche (basisch katalysierte) Ethoxylierungsverfahren zur Herstellung eines durchschnittlichen Ethoxylierungsgrades Eav von 6 zu einer Verteilung von Ethoxylaten, welche von 1 bis 15 Mol Ethylenoxid je Mol an Alkohol reicht. Ein Anstieg im Eav ruft eine gewisse Änderung dieser Verteilung hervor, hauptsächlich eine Verringerung der Menge an nicht-ethoxyliertem Material, aber ein Anstieg im Eav von 3 auf 5 wird weiterhin ungefähr 5- 10% derartiges Material im ethoxylierten Produkt zur Folge haben.As discussed in relation to the alkyl ethoxy sulfate as anionic surfactant component, the usual (base catalyzed) ethoxylation process to produce an average degree of ethoxylation Eav of 6 results in a distribution of ethoxylates ranging from 1 to 15 moles of ethylene oxide per mole of alcohol. An increase in Eav causes some change in this distribution, mainly a reduction in the amount of non-ethoxylated material, but an increase in Eav from 3 to 5 will still result in approximately 5-10% of such material in the ethoxylated product.
In den flüssigen Geschirrspüldetergenszusammensetzungen der Erfindung wird diese Menge an nicht-ethoxyliertem Material Probleme hinsichtlich der Phasenstabilität/des Trübungspunktes zur Folge haben und/oder sie wird zu einem Produkt mit einem Fettalkoholgeruch führen, welcher für Konsumenten nicht akzeptabel ist und durch herkömmliche Detergensparfums nicht maskiert werden kann. Es ist festgestellt worden, daß die Höchstmenge an nicht-ethoxyliertem Alkohol, welche in der ethoxylierten Alkoholkomponente toleriert werden kann, 1 Gew.-% beträgt. Stärker bevorzugt beträgt die Menge an nicht-ethoxyliertem Alkohol nicht mehr als 0,7% und am stärksten bevorzugt beträgt sie weniger als 0,5 Gew.-% der ethoxylierten Alkoholkomponente.In the liquid dishwashing detergent compositions of the invention, this amount of non-ethoxylated material will cause phase stability/cloud point problems and/or will result in a product with a fatty alcohol odor which is unacceptable to consumers and cannot be masked by conventional detergent perfumes. It has been found that the maximum amount of non-ethoxylated alcohol which can be tolerated in the ethoxylated alcohol component is 1% by weight. More preferably, the amount of non-ethoxylated alcohol is not more than 0.7% and most preferably it is less than 0.5% by weight of the ethoxylated alcohol component.
Eine Destillation unter Vakuum wird angewandt, um das unerwünschte Material zu entfernen, und dadurch wird auch ein Teil der Monoethoxylatfraktion entfernt, wodurch der Eav des verbleibenden Materials erhöht wird. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beträgt die Menge an Monoethoxylat nicht mehr als 5 Gew.-% des ethoxylierten Alkohols.Distillation under vacuum is used to remove the undesirable material and thereby also removes a portion of the monoethoxylate fraction, thereby increasing the Eav of the remaining material. In preferred embodiments of the invention, the amount of monoethoxylate is not more than 5% by weight of the ethoxylated alcohol.
In bevorzugten Zusammensetzungen gemäß der Erfindung werden Kombinationen aus den schaummodifizierenden oder -fördernden Mitteln verwendet, welche jeweils in Mengen von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, stärker bevorzugt von 2 Gew.-% bis 8 Gew.-% vorhanden sind. Eine derartige bevorzugte Kombination besteht aus einem C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub4;-Alkyldimethylbetain und einem C&sub9;-C&sub1;&sub1;-Alkohol, welcher mit durchschnittlich 7 bis 9 Ethylenoxid je Mol an Alkohol kondensiert ist, wobei jedes Material in einer Menge von 2 Gew.-% bis 8 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist.In preferred compositions according to the invention, combinations of the foam modifying or promoting agents are used, each present in amounts of from 1% to 10%, more preferably from 2% to 8% by weight. One such preferred combination consists of a C12-C14 alkyl dimethyl betaine and a C9-C11 alcohol condensed with an average of 7 to 9 ethylene oxide per mole of alcohol, each material being present in an amount of from 2% to 8% by weight of the composition.
In bevorzugten Zusammensetzungen umf aßt der Rest der Formulierung ein Hydrotrop-Wasser-System, worin das Hydrotrop Harnstoff, ein aliphatischer C&sub1;-C&sub3;-Alkohol, ein Niederalkyl- oder Dialkylbenzolsulfonatsalz, wie Toluolsulfonat, Xylolsulfonat oder Cumolsulfonat, oder ein Gemisch irgendwelcher dieser Materialien sein kann. Herkömmlicherweise wird ein einziges Hydrotrop ausreichend sein, um die erforderliche Phasenstabilität zu gewährleisten, aber in Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein Gemisch wie Harnstoff-Alkohol-Wasser, Alkohol-Niederalkylbenzolsulfonat- Wasser oder Harnstoff-Niederalkylbenzolsulfonat-Wasser angewandt, um die erwünschte Viskosität zu erzielen, und die Zusammensetzungen stabil und leicht gießbar zu halten. Bei Zusammensetzungen, welche eine Konzentration an wirksamen organischen Materialien von weniger als etwa 40 Gew.-% aufweisen, handelt es sich bei dem bevorzugten alkoholischen Hydrotrop um Ethanol, welcher in Mengen von 3 Gew.-% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 4 Gew.-% bis 8 Gew.-% der Zusammensetzung, üblicherweise in Vermischung mit Harnstoff angewandt wird. Bei Zusammensetzungen, welche eine Konzentration an wirksamen organischen Materialien von mehr als etwa 40 Gew.-% aufweisen, sind Gemische von Ethanol mit Harnstoff und/oder Niederalkylbenzoisulfonaten bevorzugt. Gemische von Hydrotropika können selbstverständlich unabhängig von irgendwelchen Rücksichtnahmen auf die Stabilität oder die Viskosität aus Gründen der Preisgünstigkeit verwendet werden.In preferred compositions, the remainder of the formulation comprises a hydrotrope-water system, wherein the hydrotrope may be urea, a C1-C3 aliphatic alcohol, a lower alkyl or dialkyl benzene sulfonate salt such as toluene sulfonate, xylene sulfonate or cumene sulfonate, or a mixture of any of these materials. Conventionally, a single hydrotrope will be sufficient to provide the required phase stability, but in compositions according to the present invention, a mixture such as urea-alcohol-water, alcohol-lower alkyl benzene sulfonate-water or urea-lower alkyl benzene sulfonate-water is preferably employed to achieve the desired viscosity and to keep the compositions stable and easily pourable. For compositions having an active organic material concentration of less than about 40% by weight, the preferred alcoholic hydrotrope is ethanol, which is employed in amounts of from 3% to 10%, preferably from 4% to 8% by weight of the composition, usually in admixture with urea. For compositions having an active organic material concentration of greater than about 40% by weight, mixtures of ethanol with urea and/or lower alkyl benzoic sulfonates are preferred. Mixtures of hydrotropes may, of course, be employed for reasons of cost effectiveness, regardless of any considerations of stability or viscosity.
Fakultative Bestandteile der flüssigen Detergenszusammen Setzungen der Erfindung umfassen Trübungsmittel wie Ethylenglykoldistearat, Verdickungsmittel wie Guargummi, antibakterielle Mittel wie Glutaraldehyd und Bronopol (eingetragene Handelsmarke), Antitrübungsmittel wie Benzoxytriazol, Schwermetallchelatbildner wie ETDA oder ETDMP, Parfums und Farbstoffe. Der pH- Wert der Zusammensetzungen kann irgendwo innerhalb des Bereiches von 6,0 bis 8,5 betragen, aber die Zusammensetzungen besitzen nach der Herstellung üblicherweise einen pH-Wert im Bereich von 6,5 bis 7,3 und werden einem abschließenden Verarbeitungsschritt zur Einstellung des pH-Wertes unterworfen, um den gewünschten pH-Wert des fertigen Produktes zu erzielen. Für gefärbte Produkte liegt der pH-Wert vorzugsweise im Bereich von 6,5 bis 7,2, um eine Farbstabilität aufrecht zu erhalten.Optional ingredients of the liquid detergent compositions of the invention include opacifiers such as ethylene glycol distearate, thickeners such as guar gum, antibacterial agents such as glutaraldehyde and Bronopol (registered trademark), Anti-fogging agents such as benzoxytriazole, heavy metal chelating agents such as ETDA or ETDMP, perfumes and dyes. The pH of the compositions may be anywhere within the range of 6.0 to 8.5, but the compositions typically have a pH in the range of 6.5 to 7.3 after manufacture and are subjected to a final pH adjustment processing step to achieve the desired pH of the finished product. For colored products, the pH is preferably in the range of 6.5 to 7.2 to maintain color stability.
Die Zusammensetzungen der Erfindung können auf eine Vielzahl von Wegen hergestellt werden, aber es wird bevorzugt, daß jedwedes zwitterionische grenzflächenaktive Mittel, welches darin enthalten ist, gegen das Ende des Herstellungsverfahrens zu einverleibt wird, wenn es nicht tatsächlich den letzten zuzusetzenden Bestandteil darstellt. Dadurch wird das Risiko irgendeiner Zersetzung des zwitterionischen grenzflächenaktiven Mittels unter den sauren Bedingungen minimiert, welche am Beginn des Herstellungsverfahrens herrschen, und es wird so auch die Kontrolle der Viskosität des fertigen Produktes erleichtert. Das Glucamin-grenzflächenaktive Mittel sollte keinem pH- Wert von weniger als 4 oder mehr als 10 ausgesetzt werden, um die Hydrolyse des grenzflächenaktiven Mittels zu verhindern.The compositions of the invention can be prepared in a variety of ways, but it is preferred that any zwitterionic surfactant contained therein be incorporated towards the end of the manufacturing process, if it is not actually the last ingredient to be added. This will minimize the risk of any decomposition of the zwitterionic surfactant under the acidic conditions prevailing at the beginning of the manufacturing process and will also facilitate control of the viscosity of the finished product. The glucamine surfactant should not be exposed to a pH of less than 4 or more than 10 to prevent hydrolysis of the surfactant.
Das anionische grenzflächenaktive Mittel (die anionischen grenzflächenaktiven Mittel) kann (können) daher als wäßrige Lösungen alkalischer Metall- oder Ammoniumsalze mit einem zwischen 4 und 10 eingestellten pH-Wert hergestellt werden, welche anschließend gemeinsam mit dem N-Alkanoyl-N-alkylglucamin vermischt werden, gefolgt von jedwedem ethoxylierten nichtionischen grenzflächenaktiven Mittel und einem anderen schaumfördernden Mittel (anderen schaumf ördernden Mitteln) und dem Hydrotrop, wonach jedes beliebige Calcium- oder Magnesiumion als wasserlösliches Salz, wie als Chlorid oder Sulfat, eingebracht werden kann. Jedwedes zwitterionische grenzflächenaktive Mittel und geringfügige Bestandteile werden anschließend gleichzeitig mit der Einstellung des pH-Wertes und der Viskosität zugesetzt. Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, daß darin herkömmliche Techniken und eine herkömmliche Ausrüstung angewandt werden, aber es führt zur Einbringung zusätzlicher Chlorid- oder Sulfationen, welche die Temperatur des Trübungspunktes (die Temperatur, bei welcher anorganische Salze als Kristalle in der Flüssigkeit ausfallen) erhöhen kann.The anionic surfactant(s) may therefore be prepared as aqueous solutions of alkaline metal or ammonium salts with a pH adjusted between 4 and 10, which are then mixed together with the N-alkanoyl-N-alkylglucamine, followed by any ethoxylated nonionic surfactant and other foam-promoting agent(s) and the hydrotrope, after which any calcium or magnesium ion may be introduced as a water-soluble salt, such as chloride or sulfate. Any zwitterionic surfactant and minor ingredients are then added simultaneously with the pH and viscosity adjustment. This process has the advantage of using conventional techniques and equipment, but results in the introduction of additional chloride or Sulfate ions, which can increase the cloud point temperature (the temperature at which inorganic salts precipitate as crystals in the liquid).
In bevorzugten Zusammensetzungen, welche ein Alkylethoxysulfat als das anionische grenzflächenaktive Mittel enthalten, können der gewünschte Alkohol und das gewünschte Alkoholethoxylat miteinander vermischt werden, und es kann anschließend eine einzige Sulfatierung und Neutralisation dieser beiden Materialien ausgeführt werden. Dazu sollten der Alkohol und das Alkoholethoxyiat in einem Gewichtsverhältnis vermischt werden, welches im Bereich von 4:3 bis 1:6 liegt. In dem am stärksten bevorzugten Verfahren wird jedoch ein einziges Ausgangsmaterial aus Alkoholethoxylat hergestellt, worin die Mengen an Alkoholund ethoxylierten Alkoholspezies kontrolliert werden, um das gewünschte Verhältnis dieser Ausgangsmaterialien zu gewährleisten.In preferred compositions containing an alkyl ethoxysulfate as the anionic surfactant, the desired alcohol and alcohol ethoxylate can be mixed together and a single sulfation and neutralization of these two materials can then be carried out. To this end, the alcohol and alcohol ethoxylate should be mixed in a weight ratio ranging from 4:3 to 1:6. In the most preferred process, however, a single alcohol ethoxylate feedstock is prepared wherein the amounts of alcohol and ethoxylated alcohol species are controlled to ensure the desired ratio of these feedstocks.
Zur Sulfatierung (Sulfonierung) des Alkohols und des Alkoholethoxylates kann jedes beliebige der herkömmlichen Sulfäierungsmittel (Sulfonierungsmittel), wie Schwefeltrioxid oder Chlorsulfonsäure, angewandt werden. Die Neutralisation der Alkyletherschwefelsäure und der Alkylschwefelsäure wird anschließend mit dem geeigneten Alkali oder mit einer Magnesium-, Calcium- oder Magnesium-/Calciumoxid- oder -hydroxidaufschlämmung durchgeführt. Wenn die Menge an anionischem grenzflächenaktivem Mittel nicht ausreichend ist, um zuzulassen, daß die gesamten gewünschten Ca&spplus;&spplus;- und Mg&spplus;&spplus;-Ionen auf diese Weise zugesetzt werden, kann der Rest anschließend in Form eines wasserlöslichen Salzes hinzugefügt werden.Any of the conventional sulfonating agents such as sulfur trioxide or chlorosulfonic acid may be used to sulfate (sulfonate) the alcohol and alcohol ethoxylate. Neutralization of the alkyl ether sulfuric acid and alkyl sulfuric acid is then carried out with the appropriate alkali or with a magnesium, calcium or magnesium/calcium oxide or hydroxide slurry. If the amount of anionic surfactant is insufficient to allow all of the desired Ca++ and Mg++ ions to be added in this manner, the remainder may then be added in the form of a water-soluble salt.
Gelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung des allgemeinen Verfahrens hergestellt werden, welches in der US-PS Nr. 4 615 819 beschrieben ist.Gel compositions of the present invention can be prepared using the general procedure described in U.S. Patent No. 4,615,819.
Die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung sind durch eine geringe Grenzflächenspannung ("interfacial tension", IFT) , welche ein Hinweis auf die Fähigkeit, fettigen und öligen Schmutz zu emulgieren, ist, einen hohen Gewichtsverlust beim Polypropylen-Becher-Test (PPC-Test), welcher die Fähigkeit, fettigen Schmutz von Oberflächen zu entfernen und den Schmutz in Lösung zu suspendieren, zeigt, und gleichzeitig eine verbesserte Milde gegenüber der Haut gekennzeichnet. Diese Kombination wird üblicherweise bei flüssigen Detergenszusammensetzungen nicht festgestellt Darüber hinaus zeigen die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung sowohl in hartem als auch in weichem Wasser eine überlegene Leistung hinsichtlich des Schäumens im Vergleich zu Zusammensetzungen, welche Stand der Technik sind.The compositions according to the invention are characterized by a low interfacial tension (IFT) which is an indication of the ability to emulsify greasy and oily soils, a high weight loss in the polypropylene cup test (PPC test) which shows the ability to remove greasy soils from surfaces and to suspend the soil in solution, and at the same time an improved mildness towards the skin. This combination is not usually observed in liquid detergent compositions. Furthermore, the compositions according to the invention show superior foaming performance in both hard and soft water compared to compositions which are prior art.
Die Testverfahren, welche verwendet wurden, um diese Parameter zu ermitteln, sind nachstehend beschrieben.The test procedures used to determine these parameters are described below.
Die Messung der IFT liefert einen Hinweis auf die Fähigkeit einet grenzflächenaktiven Probe, Schmutz unter definierten Bedingungen zu emulgieren. Die IFT wurde mittels eines Spinning-Drop-Tensiometers und eines Gerätes der Bezeichnung University of Texas Modell 500, welches von der University of Texas, Austin, Texas, USA, hergestellt wird, ermittelt. Es wurden zwei Geräte verwendet, nämlich ein Modell SITE 04, welches von der Krüss GmbH Wissenschaftliche Laborgeräte, Borsteler Chaussee 85-99a, D-2000 Hamburg 61, BRD, hergestellt wird, unter Bedingungen, welche für jene repräsentativ sind, die in der Praxis beim manuellen Geschirrspülen in Europa auftreten Die Messungen wurden daher bei einer Probentemperatur von 48ºC + 1ºC durchgeführt, wobei eine Produktkonzentration von 0,12 Gew.-% in Wasser von entweder 20 Clark-Mineralhärte oder 18º Clark-Mineralhärte mit einem Ca:Mg-Verhältnis von 3:1 auf einer molaren Basis verwendet wurde. Als Schmutz wurde Triolein von 99,7%iger Reinheit eingesetzt (die verbleibenden 0,3% umfassen gemischte freie Fettsäuren), welcher von der ALDRICH Chemical Company Ltd., New Road, Gillingham, Dorset, England, bereitgestellt wurde. Die Ergebnisse wurden in Pa cm (1 Pa cm = 10 dyn/cm) angegeben.The measurement of the IFT provides an indication of the ability of a surfactant sample to emulsify soil under defined conditions. The IFT was determined using a spinning drop tensiometer and a University of Texas Model 500 device manufactured by the University of Texas, Austin, Texas, USA. Two instruments were used, namely a model SITE 04, manufactured by Krüss GmbH Wissenschaftliche Laborgeräte, Borsteler Chaussee 85-99a, D-2000 Hamburg 61, BRD, under conditions representative of those encountered in practice in manual dishwashing in Europe. The measurements were therefore carried out at a sample temperature of 48ºC + 1ºC, using a product concentration of 0.12% w/w in water of either 20 Clark mineral hardness or 18º Clark mineral hardness with a Ca:Mg ratio of 3:1 on a molar basis. The soil used was triolein of 99.7% purity (the remaining 0.3% comprises mixed free fatty acids) supplied by the ALDRICH Chemical Company Ltd., New Road, Gillingham, Dorset, England. The results were expressed in Pa cm (1 Pa cm = 10 dyn/cm).
2) Gewichtsverlust beim Polvpropylen-Becher (PPC) Bei dem Polypropylen-Becher-Testverfahren wird die Fähigkeit eines Produktes zur Gesamtbehandlung von Fett unter Bedingungen ermittelt, welche jenen entsprechen, die in der Praxis beim manuellen Geschirrspülen auftreten. Der Test umfaßt die Messung der vom Boden eines Polypropylenbechers bei einer bestimmten Temperatur entfernten Menge von festem Fett, welche Temperatur unter jener liegt, bei der das Fett schmilzt.2) Polypropylene Cup Weight Loss (PPC) The Polypropylene Cup Test Method determines the ability of a product to treat total grease under conditions that are similar to those encountered in real-life manual dishwashing. The test involves measuring the amount of solid fat removed from the bottom of a polypropylene cup at a specified temperature, which is lower than that at which the fat melts.
Es wird ein Fettschmutz hergestellt durch Bereiten eines Gemisches der folgenden Fette:A greasy stain is made by preparing a mixture of the following fats:
70% festes 100% pflanzliches Öl (Spry CRISP'N'DRY, hergestellt von Van den Berghs, Burgess Hill, W. Sussex, England)70% solid 100% vegetable oil (Spry CRISP'N'DRY, manufactured by Van den Berghs, Burgess Hill, W. Sussex, England)
30% flüssiges 100%iges Maisöl (MAZZOLA, hergestellt von CPC (UK) Ltd., Claygate House, Esher, Surrey, England)30% liquid 100% corn oil (MAZZOLA, manufactured by CPC (UK) Ltd., Claygate House, Esher, Surrey, England)
Das Gemisch wird erhitzt, bis es mischbar wird, wonach es abgekühlt und bei einer Temperatur < 0ºC gelagert wird. Für die Anwendung werden ungefähr 150 ml Fett in einem Becherglas geschmolzen und bei 70-75ºC gehalten. Fünfzehn saubere, trockene TRIPOUR-Polypropylen-Becher mit einem Fassungsvermögen von 250 ml werden gewogen, und es werden 6,00 ± 0,03 g Fett in jeden Becher eingewogen, welche direkt auf den Boden des Bechers geleert werden. ohne daß ein Vergießen auf die Seitenflächen auftritt. Die Becher werden waagrecht gehalten und das Fett wird während 2-3 h bei einer konstanten Raumtemperatur von 21 ± 1ºC verfestigen gelassen.The mixture is heated until it becomes miscible, after which it is cooled and stored at a temperature < 0ºC. For use, approximately 150 ml of fat is melted in a beaker and kept at 70-75ºC. Fifteen clean, dry TRIPOUR polypropylene beakers with a capacity of 250 ml are weighed and 6.00 ± 0.03 g of fat is weighed into each beaker, which is emptied directly onto the bottom of the beaker, without spilling onto the sides. The beakers are kept horizontal and the fat is allowed to solidify for 2-3 hours at a constant room temperature of 21 ± 1ºC.
Es wird eine 0,12%ige Lösung des Testproduktes bei 50-55ºC hergestellt und 100 1 0,1 g werden in jedes von fünf Glasgefäßen zugesetzt, welche anschließend mit einem Deckel verschlossen werden. Die verschlossenen Gefäße werden in ein Wasserbad gestellt, welches sich in einem Raum mit konstanter Temperatur befindet, welche Temperatur auf 45-46ºC eingestellt ist, so daß die Lösung in jedem Gefäß eine Temperatur von 43,8 ± 0,1ºC aufweist. Eine entsprechende Vorgangsweise wird sowohl für jedes zu untersuchende Produkt als auch für das Standardprodukt durchgeführt, mit welchem die Testprodukte verglichen werden.A 0.12% solution of the test product is prepared at 50-55ºC and 100 10.1 g are added to each of five glass vessels, which are then closed with a lid. The closed vessels are placed in a water bath located in a constant temperature room, the temperature of which is set at 45-46ºC, so that the solution in each vessel has a temperature of 43.8 ± 0.1ºC. A similar procedure is carried out both for each product to be tested and for the standard product with which the test products are compared.
Der Inhalt eines Gefäßes wird anschließend an der Seitenwand abwärts in einen Becher geleert, wobei Sorge getragen wird, daß das Fett am Boden nicht aufgewirbelt wird, und der £echer wird während einer halben Stunde bei 21ºC waagrecht gehalten, bevor er in ein Eisbad übergeführt und darin während 10 min gehalten wird. Beim Abkühlen bildet sich an der Oberfläche der Lösung im Becher ein Rand aus Fettablagerung. Diese Abfolge des Hineinleerens und Abkühlens wird für jede Becher-Gefäß-Kombination durchgeführt. Nach 10 min wird jeder Becher schnell geleert und das Becherinnere wird getrocknet, um das gesamte Material zu entfernen, welches sich an den Becherwänden zwischen dem Rand und dem Niveau des Fettringes befindet. Der Becher wird anschließend mit der Oberseite nach unten auf eine absorbierende Küchenrolle gestellt, um während 10-15 min abzulaufen, bevor er in einem Ofen während 2 h bei 30ºC, gefolgt von einer weiteren Stunde bei 50ºC getrocknet wird. Die Becher werden anschließend nochmals gewogen. Eine durchschnittliche Gewichtsdifferenz zwischen dem Originalgewicht des Fettes und jenem, welches nach dem Test verbleibt, wird für die fünf Proben berechnet. Diese Differenz wird durch die Gewichtsdifferenz dividiert welche unter Verwendung des Standardproduktes erhalten wird, um einen Wert zu ergeben, der das Leistungsverhältnis zwischen den Testprodukten und den Standardprodukten ausdrückt. Die Produkte gemäß der Erfindung zeigen ein Leistungsverhältnis von mehr als etwa 1,3, vorzugsweise von mindestens etwa 1,4.The contents of a vessel are then emptied down the side into a beaker, taking care not to disturb the fat at the bottom, and the vessel is kept horizontal at 21ºC for half an hour before being transferred to an ice bath and kept there for 10 minutes. As the solution cools, a rim of fat deposits forms on the surface of the beaker. This sequence of emptying and cooling is repeated for each beaker-vessel combination. After 10 minutes, each beaker is quickly emptied and the interior of the beaker is dried to remove all material that is on the beaker walls between the rim and the level of the fat ring. The The cups are then placed upside down on an absorbent kitchen roll to drain for 10-15 minutes before being dried in an oven for 2 hours at 30ºC followed by a further hour at 50ºC. The cups are then weighed again. An average weight difference between the original weight of the fat and that remaining after the test is calculated for the five samples. This difference is divided by the weight difference obtained using the standard product to give a value expressing the performance ratio between the test products and the standard products. The products according to the invention show a performance ratio of more than about 1.3, preferably of at least about 1.4.
Für die Zwecke des Tests sollte das Standardprodukt bei der gleichen Konzentration eine Leistung hinsichtlich der Handhabung von Fett auf dem gleichen allgemeinen Gebiet zeigen, wie das zu überprüfende Produkt. Dies kann durch Einstellen des Gewichtsverhältnisses von dem flüssigen zu dem festen Fett, welche als Schmutzzusammensetzung dienen, erzielt werden, so dar das Standardprodukt (die Ref erenz) unter den Bedingungen des Tests eine Fettentfernung von 20-35% gewährleistet, während das Testprodukt eine Fettentfernung von 20-80% aufweisen kann. Für den Test und die Referenzprodukte muß die gleiche Fettcharge verwendet werden.For the purposes of the test, the standard product should demonstrate grease handling performance in the same general area as the product being tested at the same concentration. This can be achieved by adjusting the weight ratio of the liquid to the solid grease serving as the soil composition so that the standard product (the reference) provides 20-35% grease removal under the conditions of the test, while the test product may provide 20-80% grease removal. The same batch of grease must be used for the test and the reference products.
Der Gesamtschaum ist das Gesamtvolumen an Schaum, welches während eines Standardgeschirrspültests gebildet wird, und stellt ein Maß der erzielten Schäumungsfähigkeit der Formulierung dar. Die Schaumleistung ist ein Maß für die Schmutzbeladung, welche erforderlich ist, um den Schaum einer Testlösung unter Standardbedingungen der Produktkonzentration, der Temperatur und der Wasserhärte auf ein definiertes Minimum zu verringern. Sie spiegelt die erzielte nützliche Anwendungsdauer einer Lösung zum manuellen Geschirrspülen wieder. Die Schaumleistung der Zusammensetzungen unter identischen Testbedingungen wurde unter Verwendung eines zubereiteten gemischten Nahrungsmittelschmutzes und eines zubereiteten fettigen Schmutzes im beschriebenen mechanischen Schäumungstestverfahren ermitteltTotal foam is the total volume of foam generated during a standard dishwashing test and represents a measure of the achieved foaming ability of the formulation. Foam performance is a measure of the soil load required to reduce the foam of a test solution to a defined minimum under standard conditions of product concentration, temperature and water hardness. It reflects the achieved useful application time of a manual dishwashing solution. The foam performance of the compositions under identical test conditions was determined using a prepared mixed food soil and a prepared greasy soil in the mechanical foaming test procedure described.
Produktkonzentration 0,12%Product concentration 0.12%
Wassertemperatur 48ºCWater temperature 48ºC
Wasserhärte 20 Clark-Härte und 180 Clark-HärteWater hardness 20 Clark hardness and 180 Clark hardness
1 x 392 g Dose Tyne Brand gehacktes Rindfleisch und Zwiebel¹1 x 392g can Tyne Brand minced beef and onion¹
1 x 439 g Dose Ambrosia schaumiger Reispudding²1 x 439 g can Ambrosia foamy rice pudding²
1 Ei1 egg
25 ml 2% gemischte freie Fettsäure (MFFA) in Maisöl*25 ml 2% mixed free fatty acid (MFFA) in corn oil*
25 ml Maisöl25 ml corn oil
30 g Biskuitgemisch³30 g sponge cake mix³
60 g 2% MFFA in Maisöl*60 g 2% MFFA in corn oil*
1 Vertrieben von Master Foods, Kings Lynn, Norfolk, England.1 Distributed by Master Foods, Kings Lynn, Norfolk, England.
2 Vertrieben der von Ambrosia Creamery, Lifton, Devon, England.2 Distributed by Ambrosia Creamery, Lifton, Devon, England.
3 Vertrieben von McDougalls Catering Foods Ltd., Imperial Way, Warton Grange, Reading, England.3 Distributed by McDougalls Catering Foods Ltd., Imperial Way, Warton Grange, Reading, England.
* 4 g Ölsäure, 4 g Linolsäure, 2 g Stearinsäure, 5 g Palmitinsäure, 735 g reines Maisöl.* 4 g oleic acid, 4 g linoleic acid, 2 g stearic acid, 5 g palmitic acid, 735 g pure corn oil.
Im Verfahren werden 4 Zylinder mit einer Länge von 30 cm und einem Durchmesser von 10 cm, welche Seite an Seite fixiert und mit einer Geschwindigkeit von 24 UpM um eine zentrale Achse rotierbar sind, verwendet. Jeder Zylinder wird mit 500 ml Produktlösung mit einer Konzentration von 0,12% und einer Temperatur von 48ºC beladen. Die äußeren beiden Zylinder werden für eines der zu vergleichenden Produkte verwendet und die inneren beiden für das andere Produkt.The method uses 4 cylinders with a length of 30 cm and a diameter of 10 cm, fixed side by side and rotating around a central axis at a speed of 24 rpm. Each cylinder is loaded with 500 ml of product solution with a concentration of 0.12% and a temperature of 48ºC. The outer two cylinders are used for one of the products to be compared and the inner two for the other product.
Die Zylinder werden während 2 min rotieren gelassen, gestoppt, der Anfangsschaum wird gemessen und eine Schmutzbeladung wird anschließend typischerweise in 2 ml Aliquoten zugesetzt. Nach 1 min werden die Zylinder abermals in Drehung versetzt und während 1 min rotieren gelassen. Die Schaumhöhe wird vermerkt und 2 ml des Schmutzes werden zu jedem Zylinder zugesetzt. Nach 1 min werden die Zylinder abermals in Rotation versetzt. Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis die Schaumhöhe im Zylinder weniger als 0,6 cm beträgt.The cylinders are rotated for 2 min, stopped, the initial foam is measured and a soil load is then added, typically in 2 ml aliquots. After 1 min, the cylinders are rotated again and rotated for 1 min. The foam height is noted and 2 ml of soil is added to each cylinder. After 1 min, the cylinders are rotated again. This process is continued until the foam height in the cylinder is less than 0.6 cm.
Die Summe aller Messungen der Schaumhöhe in jedem Test (d.h., bis die Schaumhöhe geringer als 0,6 cm wird) stellt die Gesamtschaummessung dar.The sum of all foam height measurements in each test (i.e., until the foam height becomes less than 0.6 cm) represents the total foam measurement.
Ein Produkt wird als Kontrolle bezeichnet und die Schaumindex- und Schaumleistungszahlen werden für die anderen Produkte gegen das "Kontrollprodukt" auf der folgenden Grundlage berechnet.One product is designated as the control and the Foam Index and Foam Performance numbers are calculated for the other products against the "Control Product" on the following basis.
Schaumindex des TestproduktesFoam index of the test product
= Gesamtschaum des Testproduktes/Gesamtschaum des Kontrollproduktes x 100= Total foam of the test product/Total foam of the control product x 100
Schaumleistung des TestproduktesFoam performance of the test product
= Anzahl der Schmutzzugaben zur Testproduktlösung, um die Schaumhöhe auf 0,6 cm zu verringern/Anzahl der Schmutzzugaben zum Kontrollprodukt, um die Schaumhöhe auf 0,6 cm zu verringern x 100= Number of dirt additions to the test product solution to reduce the foam height to 0.6 cm /Number of dirt additions to the control product to reduce the foam height to 0.6 cm x 100
Die Erfindung wird anhand der folgenden nicht-einschränkenden Beispiele veranschaulicht, worin sich alle Teile und Prozentsätze, sofern nicht anders angegeben, auf das Gewicht beziehen.The invention is illustrated by the following non-limiting examples in which all parts and percentages are by weight unless otherwise indicated.
Es wurde ein Bereich von grenzflächenaktiven Hauptsystemen hergestellt, welche ein Gemisch aus einem Alkylethoxysulfat als grenzflächenaktives Mittel und N-Lauroyl-N-methylglucamin enthalten. Das Alkylethoxysulfat wurde aus eirem primären C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub4;- Alkohol erhalten, welcher mit durchschnittlich 0,8 Mol Ethylenoxid je Mol an Alkohol kondensiert und mit einem Gemisch aus Arnonium- und Magnesiumionen neutralisiert wurde, um 0,22 Mol Magnesium je Mol an Alkylethoxysulfat zu enthalten. Es wurde zunächst ein simuliertes Produkt mit einer Konzentration an grenzflächenaktivem Hauptmittel von 30% in destilliertem Wasser hergestellt. Anschließend wurde eine 0,12 gew.-%ige Lösung dieses Produktes in entweder weichem (20 Clark-Härte) oder hartem (180 Clark-Härte) Wasser ausgebildet und auf die IFT hin untersucht, und in Wasser von 2º Clark-Härte auf die Entfernung von fettigem Schmutz im PPC-Test untersucht, wobei die vorstehenden Testverfahren angewandt wurden. Dieses Verfahren wurde für Verhältnisse von Alkylethoxysulfat zu Alkylglucamin von 100:0, 75:25, 65:35, 50:50, 25:75 ind 0:100 durchgeführt und die Ergebnisse sind nachstehend gezeigt. Gewichtsverhältnis von AES:GA WasserhärteA range of surfactant master systems were prepared containing a mixture of an alkyl ethoxy sulfate surfactant and N-lauroyl-N-methylglucamine. The alkyl ethoxy sulfate was obtained from a C12-C14 primary alcohol which was condensed with an average of 0.8 moles of ethylene oxide per mole of alcohol and neutralized with a mixture of ammonium and magnesium ions to contain 0.22 moles of magnesium per mole of alkyl ethoxy sulfate. A simulated product was first prepared with a 30% concentration of surfactant master in distilled water. A 0.12 wt.% solution of this product was then prepared in either soft (20 Clark hardness) or hard (180 Clark hardness) water and tested for IFT. and in water of 2º Clark hardness for the removal of greasy soil in the PPC test using the above test procedures. This procedure was carried out for alkyl ethoxy sulfate to alkyl glucamine ratios of 100:0, 75:25, 65:35, 50:50, 25:75 and 0:100 and the results are shown below. Weight ratio of AES:GA water hardness
Es kann entnommen werden, daß die Zugabe von Alkylglucamin zum anionischen grenzflächenaktiven Mittel eine bemerkenswerte Verbesserung der Fettemulgierung hervorruft, wie sie durch die TFT-Werte gezeigt wird, und in der Handhabung von fettigem Schmutz, wie sie durch die erhöhten Schmutzentfernungswerte in PPC-Test gezeigt wird.It can be seen that the addition of alkylglucamine to the anionic surfactant produces a remarkable improvement in fat emulsification as shown by the TFT values and in the handling of greasy soil as shown by the increased soil removal values in PPC test.
Die vorstehenden co-grenzflächenaktiven Gemische wurden auch hinsichtlich der Gesamtschaumhöhe und der Schaumleistung bewertet, wobei die vorstehend beschriebenen Testverfahren angewandt wurden. Die Ergebnisse wurden jedoch nicht hinsichtlich eines Standardproduktes indexiert, sondern direkt als Gesamtschaumwerte/Schaumleistungswerte angegeben. Gewichtsverhältnis von AES:GA Härte 2º Clark "tatsächl. Menü"-Schmutz fettiger Schmutz 18º Clark "tatsächl. Menü"-SchmutzThe above co-surfactant blends were also evaluated for total foam height and foam performance using the test procedures described above. However, the results were not indexed to a standard product but reported directly as total foam values/foam performance values. Weight ratio of AES:GA hardness 2º Clark "actual menu" dirt greasy dirt 18º Clark "actual menu" dirt
Bei einer gleichzeitigen Betrachtung der Daten für die Entfernung des fettigen Schmutzes und der Daten für das Schäumen unter Bedingungen einer Beladung mit fettigem Schmutz kann ersehen werden, daß ein bevorzugter Bereich von Gemischen sowohl für die Fettentfernung als auch die Schaumleistung bei Alkylethoxysulfat:Alkylglucamin von 75:25 bis Alkylethoxysulfat:Alkylglucamin von 50:50 liegt, mit einem Optimum bei etwa 65:35. Ein 100%iges Alkylglucamin-System ergibt eine vergleichbare Fettentfernungsleistung, aber es ist beim Gesamtschaum und der Schaumleistung&sub1; insbesondere unter Bedingungen einer Beladung mit fettigem Schmutz, ernsthaft von Nachteil.By considering the greasy soil removal data and the foaming data under greasy soil loading conditions simultaneously, it can be seen that a preferred range of blends for both grease removal and foam performance is alkyl ethoxysulfate:alkylglucamine from 75:25 to alkyl ethoxysulfate:alkylglucamine from 50:50, with an optimum at about 65:35. A 100% alkylglucamine system gives comparable grease removal performance, but is seriously disadvantaged in overall foam and foam performance, particularly under greasy soil loading conditions.
Es wurden die folgenden Zusammensetzungen A-E hergestellt:The following compositions A-E were prepared:
Die Zusammensetzung A stellt ein vergleichbares, kommerziell erhältliches flüssiges Detergensgeschirrspülprodukt dar, wogegen die Zusammensetzungen B, C, D und E erfindungsgemäß sind. Lineares C11,8-Alkylbenzolsulfonat N-Kokosnußalkanoyl-N-methylglucamin C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub3;-Alkyl(EO)0,8-sulfat C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub3;-Alkyl(EO)&sub3;-sulfat Ethoxylat eines primären Alkohols¹ Mg&spplus;&spplus;-Ion C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub4;-Alkyldimethylbetain Kokosnußmonoethanolamid C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub4;-Alkyldimethylaminoxid Natriumcumolsulfonat Ethanol Harnstoff Wasser auf 100 ¹ Ein überwiegend lineares C&sub9;-C&sub1;&sub1;-Gemisch, welches durchschnittlich 10 Ethylenoxideinheiten je Mol an Alkohol enthält und weniger als 2 Gew.-% an nicht-ethoxyliertem Alkohol aufweist.Composition A represents a comparable commercially available liquid detergent dishwashing product, whereas compositions B, C, D and E are according to the invention. Linear C11,8-alkylbenzenesulfonate N-coconut alkanoyl-N-methylglucamine C12-13-alkyl(EO)0,8-sulfate C12-13-alkyl(EO)0,8-sulfate Ethoxylate of a primary alcohol¹ Mg++ ion C12-14-alkyldimethylbetaine Coconut monoethanolamide C12-14-alkyldimethylamine oxide Sodium cumenesulfonate Ethanol Urea Water to 100¹ A predominantly linear C9-C11 mixture containing an average of 10 ethylene oxide units per mole of alcohol and less than 2 wt.% non-ethoxylated alcohol.
Die IFT-, PPC- und Schaumleistungswerte wurden für alle fünf Produkte ermittelt und die Ergebnisse sind nachstehend angeführt Clark-Härte Gesamtschaum/Schaumleistung Gemischter Schmutz Fettiger Schmutz Clark-HärteThe IFT, PPC and foam performance values were determined for all five products and the results are shown below Clark Hardness Total Foam/Foam Performance Mixed Dirt Greasy dirt Clark hardness
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