-
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 0,5 Pas (500 cP), Eigenschaften, die zur Zeit von Benutzern flüssiger Bleichmittel
gewünscht
werden.
-
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 schwachen 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 not wendig, 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 Zusatzstoffverwendet 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 0,5 Pas (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 ungefähr
1 Gew.-% bis ungefähr
25 Gew.-% einen wasserlöslichen
Bleichaktivator, der ein Peroxysäure-Vorläufer ist;
wobei der Bleichaktivator die allgemeine Formel aufweist, worin
R eine Alkylgruppe mit 1 bis 11 Kohlenstoffatomen ist und LG eine
Abgangsgruppe ist, deren konjugierte Säure einen pKa von
4 bis 13 aufweist; (b) von ungefähr
0,1 Gew.-% bis ungefähr
10 Gew.-% Wasserstoffperoxid; (c) von ungefähr 1 Gew.-% bis ungefähr 20 Gew.-%
ein Phasenstabilisierungsmittel; (d) von ungefähr 0,001 Gew.-% bis ungefähr 1 Gew.-%
einen Komplexbildner; und (e) zu übrigen Teilen Wasser. Die flüssige Bleichmittelzusammensetzung
ist isotrop, lichtdurchlässig
und hat eine Viskosität
im Wesentlichen weniger als ungefähr 0,5 Pas (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 wässrige
flüssige
Bleichmittelzusammensetzung der Erfindung umfasst vorzugsweise von ungefähr 1 Gew.-%
bis ungefähr
25 Gew.-%, mehr bevorzugt von ungefähr 3 Gew.-% bis ungefähr 12 Gew.-%, am
meisten bevorzugt von ungefähr
5 Gew.-% bis ungefähr
10 Gew.-% einen wasserlöslichen
Bleichaktivator, der ein Peroxysäure-Vorläufer ist;
wobei der Bleichaktivator die allgemeine Formel aufweist, worin
R eine Alkylgruppe mit 1 bis 11 Kohlenstoffatomen ist und LG eine
Abgangsgruppe ist, deren konjugierte Säure einen pKa von
4 bis 13 aufweist. Ferner enthält
die flüssige
Bleichmittelzusammensetzung von ungefähr 0,1 Gew.-% bis ungefähr 10 Gew.-%,
mehr bevorzugt von ungefähr
0,3 Gew.-% bis ungefähr
7 Gew.-%, am meisten bevorzugt von ungefähr 0,5 Gew.-% bis ungefähr 5 Gew.-%
Wasserstoffperoxid, oder dieses wird von einer Quelle davon bereitgestellt.
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.
-
Ferner
wird angenommen, dass Bleichmittelaktivatoren innerhalb des Schutzbereichs
der Erfindung Peroxygen-Bleichmittel sogar bei Bleichmittellösungstem peraturen
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.
-
Der
Bleichmittelaktivator, der in der flüssigen Bleichmittelzusammensetzung
verwendet wird, hat die allgemeine Formel
worin R eine Alkylgruppe
ist, die linear oder verzweigt ist und von ungefähr 1 bis 11 Kohlenstoffatome
enthält, und
LG eine geeignete Abgangsgruppe ist, deren konjugierte Säure einen
pK
a von 4 bis 13 aufweist. Wie hier verwendet,
ist eine „Abgangsgruppe” jede Gruppe,
die infolge von nukleophilem Angriff des Perhydroxid-Anions auf
den Bleichaktivator, d. h. Perhydrolyse-Reaktion, von dem Bleichaktivator
verdrängt
wird.
-
Im
Allgemeinen ist eine angemessene Abgangsgruppe elektrophil und stabil,
so dass die Geschwindigkeit der Rückreaktion vernachlässigbar
ist. Das erleichtert den nukleophilen 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 stehen mit dem pKa der konjugierten
Säure der
Abgangsgruppe in Verbindung, obwohl Ausnahmen für diese Regel bekannt sind.
Die konju gierte Säure
der Abgangsgruppe gemäß der vorliegenden
Erfindung hat einen pKa 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 SO
3 –M
+, COO
–M
+,
SO
4 –M
+,
PO
4 –M
+,
PO
3 –M
+,
(N
+R
2 3)X
–, und
O←N(R
2 2), M das Kation
und X ein Anion ist, wobei beide dem Bleichmittelaktivator Löslichkeit
vermitteln, und R
2 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 R
3 eine Alkylkette,
die von etwa 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatome enthält, Wasserstoff oder R
2 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.
-
Das Peroxygen-Bleichmittel
-
Die
stabile wässrige
flüssige
Bleichmittelzusammensetzung der Erfindung schließt auch Wasserstoffperoxid
in den hierin offenbarten relativen Verhältnissen mit ein. Es ist auch
möglich,
Peroxygen-Bleichmittelverbindungen, die fähig sind, die erwünschten
Wasserstoffperoxid-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.
Natür lich
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 Bleichmittelaktivators 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®, Citronensäure, 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
Citronensäure.
-
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-Allylphenylgruppe 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 ungefähr 0,01
Pas (10 cP) bis ungefähr
0,5 Pas (500 cP), mehr bevorzugt von ungefähr 0,01 Pas (10 cP) bis un gefähr 0,3 Pas
(300 cP) und am meisten bevorzugt von ungefähr 0,01 Pas (10 cP) bis ungefähr 0,1 Pas
(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 Citronensäure, 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
| Proben |
| | A | B | C | D | E | F |
| Wasser | 81,28 | 81,86 | 82,44 | 83,02 | 78,60 | 83,98 |
| Neodol
91-101 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Dipicolinsäure2 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 |
| Dequest
20103 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 |
| NOBS | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 7,71 | 3,87 |
| Citronensäure | 0,50 | 0,50 | 0,50 | 0,50 | 0,50 | 0,50 |
| NaOH | bis
pH 4 | bis
pH 4 | bis
pH 4 | bis
pH 4 | bis
pH 4 | bis
pH 4 |
| Wasserstoffperoxid | 2,32 | 1,74 | 1,16 | 0,58 | 3,09 | 1,55 |
- 1 Alkylethoxylat, erhältlich von The Shell Oil Company.
- 2 2,6-Pyridindicarbonsäure,
im Handel erhältlich
von Aldrich Chemical Co.
- 3 Ethylhydroxydiphosphonat, erhältlich von Monsanto Co.
-
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 Glasgefäß von 0,121
(4 Unzen) gegeben, das in einem Raum bei konstanter Temperatur (38°C oder 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
| Proben |
| Temperaturen
(°C) | (Tage bis
die Phasenstabilität
versagte) |
| | A | B | C | D | E | F | G |
| 21
(70°F) | > 35 | > 35 | > 35 | > 35 | > 40 | > 40 | 5 |
| 38
(100°F) | > 35 | > 35 | > 35 | > 35 | > 40 | > 40 | nicht
zutr. |
| 49
(120°F) | > 35 | > 35 | > 35 | > 35 | > 40 | > 40 | nicht
zutr. |
-
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%), Citronensäure (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 II 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 Bleichmittel 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 wurde jede der Proben A–F für 2 Wochen bei 38°C (100°F) gelagert. Tabelle III
| Fleck | Waschmittel
ohne Bleichmittel | A | B | C | D | E | F |
| Gras
(Baumwolle) | 0 | 2,90 | 2,14 | 2,46 | 3,62 | 2,66 | 2,13 |
| Gras
(Mischung) | 0 | 2,39 | 2,34 | 2,46 | 3,28 | 2,99 | 2,09 |
| Gras
Durchschnitt | 0 | 2,65 | 2,24 | 2,46 | 3,45 | 2,83 | 2,11 |
| Spaghetti | 0 | 2,24 | 2,38 | 2,68 | 3,92 | 2,88 | 2,12 |
| B-Carotin | 0 | 3,19 | 2,06 | 3,52 | 4,59 | 4,23 | 2,63 |
| Tee | 0 | 2,81 | 3,39 | 3,13 | 2,14 | 3,70 | 2,22 |
| Ton | 0 | 0,61 | - | - | - | 0,33 | 0,39 |
| Fleck
Durchschnitt | 0 | 2,72 | 2,52 | 2,95 | 3,53 | 3,41 | 2,27 |
-
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.
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.
