DE69434227T2

DE69434227T2 - Durchsichtige, isotrope, wässrige Bleichmittelzusammensetzung

Info

Publication number: DE69434227T2
Application number: DE69434227T
Authority: DE
Inventors: Michael Stanfort Cincinnati Showell; Josephine Ling Cincinnati Kong-Chan; Philip George Cincinnati Sliva; Kermit Wayne Cincinnati Kinne; Kathleen Brenner Hunter
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1993-05-13
Filing date: 1994-05-04
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2014-05-05
Also published as: DE69434227D1; ES2236687T5; EP0624640B2; ATE286964T1; EP0624640B1; US5419847A; EP0624640A2; ES2236687T3; EP0624640A3; DE69434227T3; JPH073293A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf flüssige Bleichmittelzusammensetzungen und insbesondere auf eine stabile, wässrige flüssige Bleichmittelzusammensetzung umfassend einen Bleichmittelaktivator, Wasserstoffperoxid und ein Stabilisierungssystem. Das flüssige Bleichmittel ist isotrop, durchscheinend und hat eine Viskosität von weniger als 500 cP, Eigenschaften, die zur Zeit von Benutzern flüssiger Bleichmittel erwünscht sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es gibt zahlreiche Kategorien von Bleichmitteln, die in der Technik gut bekannt sind. Aus der großen Vielfalt, die gegenwärtig erhältlich ist, sind Chlor freisetzende Bleichmittel, anorganische Peroxygen-Bleichmittel und organische Peroxysäure-Bleichmittel am gebräuchlichsten. Die Chlor freisetzenden Bleichmittel haben einige Nachteile bezüglich ihrer Anwendung, wie zum Beispiel ihre Neigung, textile Stoffe bzw. Gewebe zu schwächen oder zu schädigen bzw. zu degradieren, eine Neigung, mit anderen Bestandteilen in der Zusammensetzung, in der sie vorliegen, zu reagieren, und ihre allgemeine Neigung, Farben in vielen gefärbten Geweben verblassen zu lassen. Außerdem verursachen Chlor-Bleichmittel unter einigen Bleichbedingungen eine Vergilbung gewisser synthetischer Stoffe.
Auch wenn anorganische Peroxygen-Bleichmittel viele der Nachteile überwinden, die bei Chlor-Bleichmitteln festgestellt werden, sind sie in ihrer Verwendung dadurch, dass sie bei verhältnismäßig hohen Temperaturen, wie 85°C oder höher, verwendet werden müssen, begrenzt. Dieser Nachteil wird angesichts des modernen Trends, niedrigere Waschtemperaturen anzuwenden, die im Allgemeinen weniger als ca. 60°C betragen, um Energiekosten zu senken und die Lebensdauer des Gewebes zu verlängern, bedeutsam. Als Konsequenz ist es im Allgemeinen notwendig, die Niedrigtemperatur-Leistung anorganischer Peroxygen-Bleichmittel durch Zugabe von Peroxygen-Bleichmittel-Aktivatoren, auch bekannt als Peroxysäure-Vorläufer, zu verbessern.
In der Vergangenheit versuchte man vielerseits auch Peroxysäure-Bleichmittel, entweder allein oder in Kombination mit einem Bleichmittel-Aktivator, als Alternative zu Chlor und anorganischen Peroxygen-Bleichmitteln, wie oben beschrieben, zu verwenden. Leider verlieren Peroxysäure-Bleichmittel wie Peroxycarbonsäuren ihren aktiven Sauerstoff bei Auflösung in Wasser und gehen in Carbonsäure über. Deshalb war es in der Vergangenheit schwierig, stabile flüssige Bleichmittelzusammensetzungen zu formulieren.
Viele haben jedoch versucht, die Peroxysäuren in ihren Zusammensetzungen durch verschiedene Maßnahmen, wie Einbettung bzw. Einkapselung oder Zusatz stabilisierender Systeme, zu stabilisieren. Typische Versuche sind unter anderem Hardy et al., US-Patent Nr. 4,536,314; Thompson et al., US-Patent Nr. 4,539,130; und Burns, US-Patent Nr. 4,606,838; die Rechte an all diesen wurden übertragen. All diese Patente sind auf Bleichmittelzusammensetzungen gerichtet, die Peroxysäuren und Bleichmittel-Aktivatoren enthalten. Auch wenn die darin veröffentlichten Bleichmittelzusammensetzungen für die geplante Verwendung geeignet sind, ziehen sie nur Zusammensetzungen in „Granulat"-Form, im Gegensatz zu einem stabilen „wässrigen flüssigen" Bleichmittel, in Erwägung. In früheren Versuchen diesbezüglich hat sich jedoch herausgestellt, dass es äußerst schwierig ist, eine stabile wässrige Bleichmittellösung zu formulieren, die auf Peroxysäure und/oder der Kombination eines Bleichaktivators und eines Peroxygen-Bleichmittels basiert. Zusätzlich zum Problem des Abbaus zu Carbonsäure, vorherstehend diskutiert, haben Bleichmittelaktivator/Wasserstoffperoxid-Systeme Stabilitätsprobleme gezeigt, die durch Fremdreaktionen mit den herkömmlichen Komponenten von flüssigen Bleichmitteln einschließlich von Lösungsmitteln, pH-Reglern, Tensiden und Schmutz-Suspensionsmitteln, entstehen.
Um diese Probleme zu lindern, wurden Versuche unternommen Peroxysäuren und Bleichmittelaktivatoren in einer Suspension oder Aufschlämmung als Alternative zu einem homogenen flüssigen Bleichmittel-System zu halten. Zum Beispiel offenbart Reuben, US-Patent Nr. 5,039,447 (Monsanto Company), eine gießfähige Sulfonpersäure-Bleichmittelzusammensetzung. Die Zusammensetzung ist eine wässrige, stabile, flüssige Bleichmittelzusammensetzung, die Sulfonperoxycarbonsäure und ein Stabilisierungssystem umfasst, das anionische und nichtionische Tenside und einen Salzstabilisator, wie Natriumsulfat, einschließt. Zwar kann diese spezielle Bleichmittelzusammensetzung wirksam sein, sie hat aber ein trübes Aussehen, was nicht gerade ästethisch auf die Benutzer wirkt. Außerdem besteht eine starke Wahrscheinlichkeit, dass die feste Phase sich von der flüssigen Phase trennt, besonders bei langer Lagerdauer und bei variierenden Temperaturbedingungen, da die Zusammensetzung die Peroxysäure als feste Suspension oder Aufschlämmung enthält. Zusätzlich erhöht das Vorhandensein einer festen Suspension in den Bleichmittelzusammensetzungen die Viskosität, wodurch sie weniger gießfähig wird, eine Eigenschaft, die für die Benutzer nicht besonders praktisch ist.
Demgemäß gibt es einen anhaltenden Bedarf in der Technik an einer stabilen wässrigen flüssigen Bleichmittelzusammensetzung, die als Zusatzstoff verwendet werden kann. Es gibt auch einen Bedarf in der Technik an einer stabilen flüssigen Bleichmittelzusammensetzung, die isotrop ist oder in einer einzigen Phase vorliegt, und die durchscheinend in ihrer Erscheinung ist. Außerdem wäre es wünschenswert, eine flüssige Bleichmittelzusammensetzung zu haben, die eine niedrigere Viskosität hat, so dass das Eingießen des Bleichmittels in die Waschlösung erleichtert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung erfüllt den oben genannten Bedarf der Technik, indem sie eine stabile wässrige flüssige Bleichmittelzusammensetzung, die über eine lange Zeitdauer und bei einer weiten Bandbreite an Temperaturen isotrop und durchscheinend bleibt, bereitstellt. Das flüssige Bleichmittel ist leicht gießbar, weil seine Viskosität verhältnismäßig niedrig ist, d. h. wesentlich weniger als ungefähr 500 cP. Derartige Eigenschaften machen die Verwendung der gebrauchsfertigen flüssigen Bleichmittelzusammensetzung für Verbraucher sehr praktisch. Die flüssige Bleichmittelzusammensetzung zeigt eine optimale Ausgewogenheit von Bleichmittelaktivatoren und Peroxygen-Bleichmitteln, die bei sauren pH-Werten formuliert wurden, so dass die Zusammensetzung in einem wässrigen Medium über längere Lagerzeiten, die in der Temperatur variieren, gelagert werden können. Die Bleichmittelaktivatoren in früheren flüssigen Bleichmitteln wären erwartungsgemäß völlig zu nicht-aktiver Carbonsäure oder Ähnlichem umgewandelt worden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein stabiles flüssiges Bleichmittel bereitgestellt. Im Allgemeinen umfasst das flüssige Bleichmittel: (a) von etwa 1 Gew.-% bis 25 Gew.-% einen wasserlöslichen Bleichmittelaktivator; (b) von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% Wasserstoffperoxid; (c) von etwa 1 Gew.-% bis zu etwa 20 Gew.-% einen Phasenstabilisator; (d) von etwa 0,001 Gew.-% bis zu etwa 1 Gew.-% einen Chelatbildner; und (e) als Rest Wasser. Die flüssige Bleichmittelzusammensetzung ist isotrop, durchscheinend, und hat eine Viskosität von wesentlich weniger als 500 cP. Eine verlängerte Haltbarkeitsdauer kann durch Halten des ph-Werts der flüssigen Bleichmittelzusammensetzung in einem Bereich von etwa 3,5 bis etwa 4,5 erreicht werden.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine stabile flüssige Bleichmittelzusammensetzung, die über einen längeren Zeitraum isotrop und durchscheinend in der Erscheinung ist, bereitzustellen. Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, eine flüssige Bleichmittelzusammensetzung, die eine niedrigere Viskosität hat, um so das Eingießen des Bleichmittels in die Waschlösung zu erleichtern, bereitzustellen. Diese und andere Aufgaben, Merkmale und damit verbundene Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann beim Lesen der folgenden genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und den beiliegenden Ansprüchen offensichtlich werden.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Gemäß der Erfindung wurde nun gefunden, dass überraschenderweise eine stabile wässrige flüssige Bleichmittelzusammensetzung gebildet wird, wenn ein wasserlöslicher Bleichmittelaktivator, Wasserstoffperoxid oder ein Ausgangsstoff davon, ein Phasenstabilisator bzw. Phasenstabilisatoren und ein oder mehrere Chelatbildner in relativen Verhältnissen, die nachfolgend beschrieben werden, kombiniert werden. Die resultierende Bleichmittelzusammensetzung ist Isotop und durchscheinend, Eigenschaften, die auch nach langen Lagerzeiten noch vorhanden sind. Der Begriff „isotrop", wie hier verwendet, bezeichnet eine einzige kontinuierliche Phase, z. B. eine Flüssigkeit. Eine Aufschlämmung oder eine Flüssigkeit mit einem darin suspendierten festen Bleichmittel oder Bleichmittelaktivator würde nicht unter „isotrop", wie hierin verwendet, fallen. Der Begriff „durchscheinend", wie hier verwendet, bedeutet ästhetisch klar oder transparent. Die flüssige Bleichmittelzusammensetzung der Erfindung hat auch eine Viskosität, die wesentlich niedriger ist als die typischer Feststoff-suspendierter flüssiger Bleichmittel, eine Eigenschaft, die für Benutzer besonders vorteilhaft ist.
Die stabile flüssige Bleichmittelzusammensetzung der Erfindung umfasst vorzugsweise von etwa 1 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 3 Gew.-% bis etwa 12 Gew.-%, am meisten bevorzugt von etwa 5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% an wasserlöslichem Bleichmittelaktivator. Des Weiteren beinhaltet die flüssige Bleichmittelzusammensetzung von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 7 Gew.-%, am meisten bevorzugt von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% Wasserstoffperoxid oder von einem Ausgangsstoff geliefert. Sie beinhaltet auch von etwa 1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 5 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-%, am meisten bevorzugt von etwa 7 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% einen Phasenstabilisator und von etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%, am meisten bevorzugt von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% an einem Chelatbildner. Der Rest der flüssigen Bleichmittelzusammensetzung ist Wasser.
DER BLEICHMITTELAKTIVATOR
Der Bleichmechanismus im Allgemeinen und der Oberflächenbleichmechanismus im Besonderen in der Waschlösung sind nicht vollständig verstanden. Ohne sich jedoch an eine Theorie binden zu wollen, wird angenommen, dass der Bleichmittelaktivator einen nucleophilen Angriff durch ein Perhydroxyanion, z. B. durch ein wässriges Wasserstoffperoxid, durchläuft, um eine Percarbonsäure zu bilden. Diese Reaktion bezeichnet man allgemein in der Technik als Perhydrolyse.
Eine zweite Spezies, die in der Waschlösung vorhanden ist, ist Diacylperoxid (im weiteren hierin auch als „DAP" bezeichnet). Es ist notwendig, dass eine gewisse DAP-Produktion vorhanden ist, um das Bleichen spezifischer Flecken, z. B. solche Flecken, die durch Spaghettisauce oder Barbecuesauce erzeugt werden, zu verbessern. Die Peroxysäuren sind besonders nützlich zum Entfernen von Verfärbungen aus Textilien. Wie hier verwendet, sind „Verfärbungen" etwas, was sich auf den Textilien nach zahlreichen Benutzungs- und Waschzyklen gebildet hat und deshalb dem weißen Textil einen gräulichen oder gelblichen Farbton verleiht. Demgemäß produziert der Bleichmechanismus hierin vorzugsweise eine wirksame Menge an Peroxysäure und DAP, um sowohl Verfärbungen als auch Flecken, die von Spaghetti oder Ähnlichem kommen, zu bleichen.
Des Weiteren glaubt man, dass Bleichmittelaktivatoren innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung Peroxygen-Bleichmittel sogar bei Bleichmittellösungs-Temperaturen wirksamer machen, bei denen die Bleichmittelaktivatoren nicht notwendig sind um das Bleichmittel zu aktivieren, z. B. bei Temperaturen von über 60°C. Als Konsequenz wird weniger Peroxygen-Bleichmittel benötigt, um verglichen mit Peroxygen-Bleichmittel allein das gleiche Niveau an Oberflächenbleichleistung zu erhalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Bleichmittelaktivator, der in der flüssigen Bleichmittelzusammensetzung verwendet wird, die allgemeine Formel
hat, worin R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe ist, die etwa 1 bis 11 Kohlenstoffatome enthält, und LG eine passende Abgangsgruppe ist. Wie hier verwendet, ist eine „Abgangsgruppe" jede Gruppe, die von dem Bleichmittelaktivator als Konsequenz eines nucleophilen Angriffs auf den Bleichmittelaktivator durch das Perhydroxyanion, d. h. eine Perhydrolyse-Reaktion, entfernt werden kann.
Im Allgemeinen ist eine angemessene Abgangsgruppe elektrophil und stabil, so dass die Geschwindigkeit der Rückreaktion vernachlässigbar ist. Das erleichtert den nucleophilen Angriff durch das Perhydroxyanion. Die Abgangsgruppe muss auch ausreichend reaktiv sein, damit die Reaktion innerhalb des optimalen Zeitrahmens stattfindet, z. B. während des Waschzyklus. Wenn die Abgangsgruppe jedoch zu reaktiv ist, wird es schwierig, den Bleichmittelaktivator zu stabilisieren. Bisher waren die Fachleute nicht erfolgreich bei der Formulierung eines wässrigen flüssigen Bleichmittels mit der gewünschten Stabilität für eine praktische Haltbarkeitsdauer.
Diese Eigenschaften gehen im Allgemeinen mit einem pK_a der konjugierten Säure der Abgangsgruppe einher, obwohl Ausnahmen für diese Regel bekannt sind. Die konjugierte Säure der Abgangsgruppe gemäß der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise ein pK_a in einem Bereich von etwa 4 bis etwa 13, mehr bevorzugt von etwa 6 bis etwa 11, und am meisten bevorzugt von etwa 8 bis etwa 11.
Vorzugsweise hat die Abgangsgruppe die Formel
worin Y ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus SO₃ ^–M⁺, COO^–M⁺, SO₄ ^–M⁺, PO₄ ^–M⁺, PO₃ ^–M⁺, (N⁺R² ₃)X^–, und O←N(R² ₂), M das Kation und X ein Anion ist, wobei beide dem Bleichmittelaktivator Löslichkeit vermitteln, und R² eine Alkylkette, die von etwa 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatome enthält, oder Wasserstoff ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist M vorzugsweise ein Alkalimetall, wobei Natrium am meisten bevorzugt ist. Vorzugsweise ist X ein Hydroxid-, Methylsulfat- oder Acetatanion.
Andere geeignete Abgangsgruppen haben die folgenden Formeln
worin Y dasselbe ist wie oben beschrieben, und R³ eine Alkylkette, die von etwa 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatome enthält, Wasserstoff oder R² ist.
Auch wenn zahlreiche Bleichmittelaktivatoren wie oben beschrieben zur Verwendung in der vorliegenden flüssigen Bleichmittelzusammensetzung geeignet sind, so hat ein bevorzugter Bleichmittelaktivator die Formel
worin R eine lineare oder verzweigte Alkylkette ist, die von etwa 1 bis etwa 11 Kohlenstoffatome enthält. Am meisten bevorzugt hat der Bleichmittelaktivator die Formel
die auch als Natrium-n-Nonyloxybenzolsulfonat (nachfolgend bezeichnet als „NOBS") bezeichnet wird. Dieser Bleichmittelaktivator und die vorher beschriebenen können auf gleichwertige Weise leicht durch wohlbekannte Reaktionsschemata synthetisiert werden oder käuflich erworben werden. Der Fachmann ist sich dessen bewusst, dass andere Bleichmittelaktivatoren neben den bereits hierin beschriebenen, die leicht wasserlöslich sind, in der vorliegenden flüssigen Bleichmittelzusammensetzung ohne Abweichen von dem Schutzbereich der Erfindung verwendet werden können.
DAS PEROXYGEN-BLEICHMITTEL
Die stabile wässrige flüssige Bleichmittelzusammensetzung der Erfindung schließt auch ein Peroxygen-Bleichmittel, am meisten bevorzugt Wasserstoffperoxid, in den hierin offenbarten relativen Verhältnissen mit ein. Es ist auch möglich, Peroxygen-Bleichmittelverbindungen, die fähig sind, die erwünschten Wasserstoff peroxid-Anteile in dem wässrigen flüssigen Bleichmittel zu liefern, einzubeziehen. Solche Verbindungen sind in der Technik wohlbekannt und können Alkalimetallperoxide, organische Peroxid-Bleichmittelverbindungen, wie Harnstoffperoxid, und anorganischen Persalz-Bleichmittelverbindungen, wie Alkalimetallperborate, -percarbonate, -perphosphate und Ähnliche einschließen. Natürlich können auch Mischungen der vorstehenden Verbindungen verwendet werden. Bevorzugte Peroxygen-Bleichmittelverbindungen schließen Natriumperborat, im Handel erhältlich in der Form von Mono-, Tri- und Tetra-Hydraten, Natriumcarbonatperoxyhydrat, Natriumpyrophosphatperoxyhydrat, Harnstoffperoxyhydrat und Natriumperoxid, ein.
Frühere wässrige Bleichmittel wiesen zwei Phasen auf, wobei eine davon eine Peroxysäure in der Form eines manchmal eingekapselten Feststoffs enthielt, um die unerwünschte Umwandlung in Carbonsäure zu verhindern, wenn sie mit dem Wasserlösungsmittel in Kontakt kam. Typischerweise war die zweite Phase in flüssiger Form, z. B. Wasser. Das Ergebnis war eine Aufschlämmung, die nicht durchscheinend und isotrop war. Das wässrige flüssige Bleichmittel der vorliegenden Erfindung erhält seine besseren Eigenschaften teilweise durch Beibehaltung spezifischer Verhältnisse von Bleichmittelaktivator zu Peroxygen-Bleichmittel (vorzugsweise Wasserstoffperoxid). Um das zu erreichen, ist in der am meisten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Molverhältnis von Wasserstoffperoxid zu Bleichmittelaktivator in einem Bereich von etwa 15 : 1 bis etwa 1 : 2, und am meisten bevorzugt von etwa 10 : 1 bis etwa 1 : 1. Diese Verhältnisse sind in den relativen Gewichtsprozentanteilen, wie hierin beschrieben, wiedergegeben.
CHELATBILDNER
Das stabile wässrige flüssige Bleichmittel ist isotrop, durchscheinend und lagerstabil in einem wässrigen Medium, teilweise aufgrund der wirksamen Verwendung eines Phasenstabilisators und eines Chelatbildners. Ohne sich an eine Theorie binden zu wollen, wird angenommen, dass der Vorteil von Chelatbildnern zumindest teilweise auf ihre außergewöhnliche Fähigkeit, Schwermetallionen aus wässrigen Lösungen, in denen sie enthalten sind, zu entfernen, zurückzuführen ist. Da die Peroxysäure-Verbindungen, die durch Perhydrolyse des Bleich-mittelaktivators gebildet werden, dem Verlust von verfügbarem Sauerstoff unterliegen, wenn sie in Kontakt mit Schwermetallen wie Eisen und Mangan kommen, ist es bevorzugt, mindestens einen Chelatbildner in die flüssige Bleichmittelzusammensetzung der Erfindung miteinzuschließen.
Repräsentative Beispiele geeigneter Chelatbildner zur Verwendung hierin schließen mit ein, sind aber nicht begrenzt auf, Carboxylate, wie Ethylendiamintetraacetat (EDTA) und Diethylentriaminpentaacetat (DTPA), Polyphosphate, wie Natriumhydrogenpyrophosphat (SAPP), Tetranatriumpyrophosphat (TSPP) und Natriumtripolyphosphat (STPP), Phosphonate, wie Ethylhydroxydiphosphonat (Dequest^® 2010, im Handel erhältlich von Monsanto Co.) sowie andere Sequestiermittel, verkauft unter dem Markennamen Dequest^®, Zitronensäure, Dipicolinsäure (2,6-Pyridindicarbonsäure), Picolinsäure, 8-Hydroxychinolin; und Kombinationen davon.
Außerdem kann der Chelatbildner einer von denen sein, die in Sennewald et al., US-Patent Nr. 3,442,937, Sprout, Jr., US-Patent Nr. 2,838,459 und Cann, US-Patent Nr. 3,192,255, beschrieben sind, die alle durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind. Bevorzugte Chelatbildner zur Verwendung in der vorliegenden flüssigen Bleichmittelzusammensetzung sind Ethylhydroxydiphosphonat, Dipicolinsäure (2,6-Pyridindicarbonsäure) und Zitronensäure.
Nichtionisches Tensid
Die flüssige Bleichmittelzusammensetzung der Erfindung schließt auch ein nichtionisches Tensid als Phasenstabilisator mit ein, um eine Beibehaltung seines kontinuierlich isotropen Zustands zu ermöglichen. In dieser Hinsicht wurde gefunden, dass einige nichtionische Tenside besonders nützlich sind. Geeignete nichtionische Tenside schließen Polyethylenoxid-Kondensate von Alkylphenolen ein, z. B. die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit einer Alkylgruppe, die von etwa 6 bis 15 Kohlenstoffatome enthält, entweder in gerader Kettenkonfiguration oder verzweigter Kettenkonfiguration, mit von etwa 3 bis 20 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkylphenol.
Andere nichtionische Tenside, die als geeignete Phasenstabilisatoren funktionieren, sind wasserlösliche und wasserdispergierbare Kondensationsprodukte aliphatischer Alkohole, die von 8 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten, entweder in gerader Kettenkonfiguration oder in verzweigter Kettenkonfiguration, mit von 3 bis 20 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol. Weitere nichtionische Tenside schließen halbpolare nichtionische Tenside ein, wie wasserlösliche Aminoxide, die eine Alkyleinheit mit von etwa 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und zwei Einheiten ausgewählt aus der Gruppe aus Alkyl- und Hydroxyalkyl-Einheiten mit von etwa 1 bis etwa 3 Kohlenstoffatomen enthalten, wasserlösliche Phosphinoxide, die eine Alkyleinheit mit etwa 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und zwei Einheiten ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkylgruppen und Hydroxyalkylgruppen, die von etwa 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthalten, sowie wasserlösliche Sulfoxide, die eine Alkyleinheit mit von etwa 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und eine Einheit ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl- und Hydroxyalkyl-Einheit mit von etwa 1 bis 3 Kohlenstoffatomen enthalten.
Bevorzugte nichtionische Tenside haben die Formel R¹ (OC₂H₄)_nOH, worin R¹ eine C₈-C₁₆-Alkylgruppe oder eine C₈-C₁₂-Alkylphenylgruppe ist, und n 3 bis etwa 20 ist. Besonders bevorzugt sind Kondensationsprodukte von C₉-C₁₅-Alkoholen mit von etwa 5 bis etwa 20 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol. Die am meisten bevorzugte nichtionische Verbindung dieses Typs ist ein Alkylethoxylat mit von etwa 9 bis 11 Kohlenstoffatomen und einem durchschnittlichen Ethoxylierungsgrad von etwa 10, die von Shell Oil Co. unter dem Produktnamen Neodol 91–10 erhältlich ist.
Mit dem zuvor erwähnten Chelatbildner und dem Phasenstabilisator, d. h. dem nichtionischen Tensid, kann die stabile wässrige flüssige Bleichmittelzusammensetzung gemäß der Erfindung hergestellt werden. Die resultierende flüssige Bleichmittelzusammensetzung hat eine verhältnismäßig niedrige Viskosität, die sie gießfähiger und deshalb angenehmer für den Benutzer macht, besonders wenn die Zusammensetzung als Zusatz verwendet wird. Die Viskosität des vorliegenden flüssigen Bleichmittels liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 10 bis etwa 500 cP, mehr bevorzugt von etwa 10 bis etwa 300 cP, und am meisten bevorzugt von etwa 10 bis etwa 100 cP.
pH-Wert-Regler
Es hat sich herausgestellt, dass die optimale Stabilität und Leistung erhalten wird, wenn das wässrige flüssige Bleichmittel einen pH-Wert im Bereich von etwa 2 bis etwa 7 hat, mehr bevorzugt von etwa 3 bis etwa 5, und am meisten bevorzugt von etwa 3,5 bis etwa 4,5. Um solche pH-Werte in der vorliegenden stabilen wässrigen flüssigen Bleichmittelzusammensetzung zu erhalten, kann wahlweise ein pH-Wert-Regler miteingeschlossen werden. Es ist eine wohlbekannte Technik, pH-Wert-Regler zu verwenden, um wässrige Lösungen wie das vorliegende flüssige Bleichmittel auf den gewünschten pH-Wert zu verändern.
Typische pH-Wert-Regler können entweder vom Säuretyp oder Basetyp sein. Saure pH-Wert-Regler sind so ausgelegt, dass sie die Gegenwart eines anderen stark alkalischen Stoffs kompensieren und schließen organische und anorganische Säuren, Säuremischungen und Säuresalze mit ein. Nicht einschränkende Beispiele solcher sauren pH-Wert-Regler schließen Zitronensäure, Glycolsäure, Phosphorsäure, Laurinsäure und Mischungen davon ein. Repräsentative Beispiele von Alkali-pH-Wert-Reglern schließen mit ein, sind aber nicht begrenzt auf, Natriumhydroxid, Salze von Phosphaten, Citraten und deren Mischungen.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Materialien, kann das flüssige Bleichmittel auch Duftstoffe, Farbstoffe, Aufheller, Viskositätsregler, wie Verdickungsmittel, und andere herkömmliche Komponenten, die typischerweise, falls kompatibel, in Waschmittelzusammensetzungen verwendet werden, einschließen.
Das flüssige Bleichmittel der Erfindung kann in einer großen Vielfalt von Verfahren hergestellt werden. Ohne eine Einschränkung zu beabsichtigen, besteht die sparsamste und einfachste Weise, ein flüssiges Bleichmittel herzustellen, einfach darin, alle bevorzugten Komponenten in Wasser aufzulösen. Wie der Fachmann erkennt, kann es wünschenswert sein, bestimmte Komponenten vor den anderen aufzulösen. Dies bietet einen billigen Weg, die vorliegende flüssige Bleichmittelzusammensetzung ohne Verwendung von anspruchsvollen Verarbeitungssystemen herzustellen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bleichen von Stoffen den Schritt des In-Kontakt-Bringens mit einer verdünnten wässrigen Lösung der flüssigen Zusammensetzung der Erfindung. Ein anderes durch die Erfindung in Erwägung gezogenes Verfahren schließt das Waschen verschmutzter Kleidung unter Verwendung der flüssigen Bleichmittelzusammensetzung als Zusatzstoff ein. Das Verfahren umfasst die Schritte des In-Kontakt-Bringens der Kleidungsstücke, Stoffe und Ähnlichem mit einer wirksamen Menge einer Waschmittelzusammensetzung mit einer wirksamen Menge an stabiler wässriger flüssiger Bleichmittelzusammensetzung. Bei Durchführung dieser Verfahren können die stabilen wässrigen flüssigen Bleichmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in weit variierenden Konzentrationen, abhängig von dem jeweiligen Verwendungszweck, verwendet werden, werden aber im Allgemeinen in einer Menge verwendet, die ausreichend ist, um von etwa 1,0 ppm bis etwa 50 ppm aus Persäure oder DAP in Lösung verfügbaren Sauerstoff zu liefern.
Um die vorliegende Erfindung noch verständlicher zu machen, wird auf die folgenden Beispiele, die nur illustrativ sein sollen und nicht dazu gedacht sind, den Schutzumfang einzuschränken, verwiesen.
BEISPIEL I
Dieses Beispiel veranschaulicht mehrere flüssige Bleichmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung, von denen alle durch das im Nachfolgenden beschriebene allgemeine Verfahren hergestellt worden sind. Die gewünschte Menge an Chelatbildner wird zu einem Becherglas Wasser hinzugefügt, danach wird die daraus resultierende Lösung gerührt, bis der Chelatbildner vollständig gelöst ist. Ein Phasenstabilisator wird zu der Lösung hinzugefügt, während sie kontinuierlich gerührt wird. Danach wird der Bleichmittelaktivator und wahlweise ein zusätzlicher Chelatbildner in der Lösung gelöst. Der pH-Wert der Lösung wird mit einem Alkali-Regler, wie Natriumhydroxid, auf etwa 4,0 eingestellt.
Die folgenden durchscheinenden, stabilen wässrigen flüssigen Bleichmittelzusammensetzungen (Proben A–F) werden wie oben beschrieben hergestellt, wobei sämtliche Mengen in Gewichtsprozent ausgedrückt sind.
TABELLE I
BEISPIEL II
Dieses Beispiel illustriert die höhere Phasenstabilität, die durch die Proben A–F von Beispiel I, die sämtlich erfindungsgemäß sind, erreicht wurde. Jede Probe wird in ein geschlossenes 4 Unzen-Glas gegeben, das in einem Raum bei konstanter Temperatur (38°C or 100°F) 2 Wochen lang gelagert wird. Die Phasenstabilität jeder Probe wird bis zum Versagen oder bis zur Phaseninstabilität beobachtet. Ein Versagen oder eine Phaseninstabilität wird durch Beobachten von Trübung oder einem anderen Anzeichen von Phasentrennung festgestellt.
TABELLE II
Die Ergebnisse illustrieren die höhere Phasenstabilität der Proben A–F im Gegensatz zur Probe G, die außerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegt. Probe G enthält nur Wasser (89,5%), NOBS (5%), Zitronensäure (0,5%), NaOH (bis zu pH-Wert 4) und Wasserstoffperoxid (5%). Deshalb hat Probe G deutlich eine niedrigere Phasenstabilität, weil sie keinen nichtionischen Tensid-Phasenstabilisator gemäß der vorliegenden Erfindung einschließt.
BEISPIEL III
Dieses Beispiel illustriert die bessere Leistung der flüssigen Bleichmittel-Proben
A–F. Eine Serie von Versuchsteilnehmertests, wie unten ausführlich beschrieben, wird durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt. Die Leistungen der Proben A–F sind in Tabelle III illustriert, welche herkömmliche Leistungsstandard-Einheiten (PSU) für verschmutzte Kleidungsproben, nachdem sie einen typischen Waschzyklus durchlaufen haben, aufführt. Die Kleidungsstücke werden unter Verwendung eines herkömmlichen Waschmittels gewaschen, während 1554 ppm der Proben A–F der Waschlösung zugefügt werden. Die Proben werden mit ähnlichen Kleidungsstücken verglichen, die nur mit einem herkömmlichen Waschmittel ohne Bleichmittel gewaschen wurden. Die Versuchsteilnehmer werden gebeten, die Kleidungsstücke, die mit flüssigem Bleichmittel gewaschen wurden, mit den Kleidungsstücken, die ohne Bleich mittel gewaschen wurden, zu vergleichen und die Bewertung gemäß der folgenden Skala festzusetzen.

0 = kein Unterschied zwischen den beiden Proben
1 = glauben, dass es einen Unterschied gibt
2 = wissen, dass es einen kleinen Unterschied gibt
3 = wissen, dass es einen erheblichen Unterschied gibt
4 = wissen, dass es einen gewaltigen Unterschied gibt

Jeder Versuchsteilnehmer bewertete die Proben bei Standardbeleuchtung. Vor dem Waschzyklus wurden die Proben A–F für 2 Wochen bei 38°C (100°F) gelagert.
TABELLE III
Wie aus Tabelle III ersichtlich ist, ist die Wirkung der Proben A–F wesentlich besser als die der Kontrolle, die ein Waschmittel ohne Bleichmittel umfasst.
Nach der ausführlichen Beschreibung der Erfindung ist es für den Fachmann offensichtlich, daß verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, und die Offenbarung der Beschreibung stellt keine Beschränkung der Erfindung dar.

Claims

Stabile wässrige flüssige Bleichmittelzusammensetzung, gekennzeichnet durch: (a) von 1 Gew.-% bis 25 Gew.-% wasserlöslichen Bleichmittelaktivator, der ein Peroxysäure-Vorläufer ist; (b) von 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% Wasserstoffperoxid; (c) von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-% nichtionisches Tensid; (d) von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-% Chelatbildner, und (e) als Rest Wasser; worin die flüssige Bleichmittelzusammensetzung isotrop und lichtdurchlässig ist und eine Viskosität von weniger als 500 cP aufweist.
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach Anspruch 1, worin der Bleichmittelaktivator die allgemeine Formel
hat, worin R eine Alkylgruppe ist, die 1 bis 11 Kohlenstoffatome enthält, und LG eine Abgangsgruppe ist, deren konjugierte Säure einen pK_a-Wert von 4 bis 13 aufweist.
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach Anspruch 2, worin LG die Formel
hat, worin Y ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus SO₃ ^–M⁺, COO^–M⁺, SO₄ ^–M⁺, PO₄ ^–M⁺, PO₃ ^–M⁺, (N⁺R² ₃)X^– und O←N(R² ₂), M ein Kation ist, X ein Anion ist und R² eine Alkylkette ist, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, oder Wasserstoff ist
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–3, worin der Bleichmittelaktivator die Formel
hat, worin R eine Alkylkette ist, die 1 bis 11 Kohlenstoffatome enthält.
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–3, worin der Bleichmittelaktivator die Formel aufweist
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–5, worin die Zusammensetzung einen pH-Wert von 3,5 bis 4,5 aufweist.
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–6, worin die Viskosität in einem Bereich von 10 cP und 100 cP liegt.
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–7, worin der Chelatbildner ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ethylhydroxydiphosphonat, 2,6-Pyridindicarbonsäure, Zitronensäure und Mischungen davon.
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–8, worin die Zusammensetzung gekennzeichnet ist durch (a) von 3 Gew.-% bis 12 Gew.-% wasserlöslichen Bleichmittelaktivator; (b) von 0,3 Gew.-% bis 7 Gew.-% Wasserstoffperoxid; (c) von 5 Gew.-% bis 15 Gew.-% nichtionisches Tensid; (d) von 0,05 Gew.-% bis 1 Gew.-% Chelatbildner, und (e) als Rest Wasser.
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–9, worin die Zusammensetzung gekennzeichnet ist durch (a) von 5 Gew.-% bis 10 Gew.-% wasserlöslichen Bleichmittelaktivator (b) von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% Wasserstoffperoxid; (c) von 7 Gew.-% bis 10 Gew.-% nichtionisches Tensid; (d) von 0,1 Gew.-% bis 0,8 Gew.-% Chelatbildner, und (e) als Rest Wasser.
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach Anspruch 1, worin der Phasenstabilisator ein Alkylethoxylat ist, das 9 bis 11 Kohlenstoffatome und einen durchschnittlichen Grad an Ethoxylierung von 10 aufweist.
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Verhältnis von Bleichmittelaktivator zu Wasserstoffperoxid im Bereich von 15 : 1 bis 1 : 2 liegt.
Flüssige Bleichmittelzusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Verhältnis von Bleichmittelaktivator zu Wasserstoffperoxid im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 1 liegt.
Verfahren zum Waschen verschmutzter Kleidung, welches die Schritte des In-Kontakt-Bringens der Kleidung mit einer effektiven Menge einer Waschmittelzusammensetzung und des In-Kontakt-Bringens der Kleidung mit einer effektiven Menge einer stabilen wässrigen flüssigen Bleichmittelzusammensetzung umfasst, gekennzeichnet durch (a) von 1 Gew.-% bis 35 Gew.-% wasserlöslichen Bleichmittelaktivator, der ein Peroxysäure-Vorläufer ist; (b) von 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% Wasserstoffperoxid; (c) von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-% Phasenstabilisator; (d) von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-% Chelatbildner, und (e) als Rest Wasser, worin die flüssige Bleichmittelzusammensetzung isotrop und lichtdurchlässig ist und eine Viskosität von weniger als 500 cP aufweist.