ES2211763T3 - Formulaciones con elevado poder espumante, para la limpieza de superficies duras. - Google Patents
Formulaciones con elevado poder espumante, para la limpieza de superficies duras.Info
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Abstract
Una formulación acuosa para la limpieza de superficies duras que comprende una cantidad eficaz para la limpieza de superficies duras y un espesante asociativo y al menos dos tensioactivos no iónicos seleccionados del grupo que consiste en alcoholes etoxilados y ácidos grasos etoxilados.
Description
Formulaciones con elevado poder espumante, para
la limpieza de superficies duras.
La presente invención se refiere generalmente a
limpiadores para superficies duras. En particular, la presente
invención se refiere a limpiadores para superficies duras que son
eficaces para limpiar manchas encontradas normalmente en ambientes
domésticos, industriales y/o institucionales, y que exhiben
limpieza mejorada, alta espumación y propiedades reológicas menos
dependientes de la temperatura.
Los limpiadores para superficies duras que
limpian manchas encontradas normalmente en entornos domésticos,
industriales y/o institucionales son conocidos. Específicamente, se
conocen limpiadores que son capaces de limpiar una variedad de
manchas, tales como ácidos grasos, manchas en partículas,
oxidables, de triglicéridos proteínicos o manchas encontradas
normalmente sobre superficies duras tales como platos, vasos,
baldosas, fibra de vidrio, acero, aluminio, plástico, madera,
cemento y similares. Aunque estas formulaciones conocidas pueden
funcionar adecuadamente bajo condiciones normales, generalmente son
deficientes en las aplicaciones a baja temperatura ya que sus
características de flujo son susceptibles a cambios significativos
en la temperatura. Además, muchos limpiadores para superficies
duras conocidos son típicamente incompatibles con soluciones
desinfectantes ya que tienden a desactivar el ingrediente o los
ingredientes desinfectantes activos.
La Patente de EE.UU. Nº 4.663.082 describe una
composición de limpieza industrial basada en agua de alto pH que
comprende una serie de tensioactivos aniónicos, mejoradores y
agentes de alcalinidad. La Patente de EE.UU. Nº 4.904.359 describe
composiciones de detergente líquido de alta capacidad para formar
jabonaduras, que contienen un tensioactivo aniónico y un
tensioactivo polímero que contiene enlaces éter, formando el
tensioactivo aniónico complejos estables con el tensioactivo
polímero para un manejo de las grasas mejorado.
La Solicitud Internacional Nº 91/10718 describe
una composición que requiere al menos un tensioactivo aniónico y al
menos un ácido monocarboxílico. EP O 0392394B1 describe una
composición desengrasante y un tensioactivo comprendido por un
tensioactivo no iónico del tipo de éter de polioxialquileno con un
aducto de fosfato-poli(óxido de etileno). Esta
mezcla se combina con un cantidad necesaria de mejorador alcalino
de diversos tipos. El resto fosfato es responsable de incrementar
la generación de espuma y, como se sabe, representa un problema
medioambiental.
Las Patentes de EE.UU. Nº 5.518.648 y 5.382.376
describen composiciones de detergente que contienen copolímeros de
bloques de óxido de etileno-óxido de propileno (EO/PO) como
tensioactivos. La Patente de EE.UU. Nº 5.536.438 describe una
composición de limpieza que contiene cuatro tensioactivos no iónicos
(etoxilatos de alcohol graso de diferentes valores del HLB). La
Patente de EE.UU. Nº 5.501.816 describe combinaciones ternarias de
tensioactivos comprendidas por alcoxilato de alcohol con un resto
de alcohol graso, alcoxilato de alquilfenol y oxietilato de
alquilo.
DE 3836075 y GB 1575007 también describen
composiciones que comprenden tensioactivos no iónicos y
espesantes.
Ampliamente, la presente invención está
representada en formulaciones para la limpieza de superficies duras
comprendidas por una cantidad eficaz para la limpieza de
superficies duras de un espesante asociativo y al menos dos
tensioactivos no iónicos seleccionados del grupo que consiste en
alcoholes etoxilados y ácidos grasos etoxilados. Las formulaciones
para la limpieza de superficies duras de la presente invención
exhiben ventajosamente un alto volumen de espuma de al menos
aproximadamente 150 cc cuando una solución acuosa de 100 ml que
contiene aproximadamente 0,1% en peso de la formulación se agita a
2.500 rpm durante un período de agitación acumulativo de
aproximadamente 1.200 segundos. Además, las formulaciones de la
presente invención exhiben una estabilidad de la espuma
satisfactoria suficiente para limpiar al menos aproximadamente 25
platos (ASTM D4009-92).
Preferiblemente, el espesante asociativo es el
producto de reacción de un compuesto epoxídico de 6 átomos de
carbono o más con un polioxialquilenpoliol. Los alcoholes
etoxilados y los ácidos grasos etoxilados contienen cada uno como
mucho preferiblemente cadenas de 8 a 18 carbonos que están
etoxiladas con entre aproximadamente 3 y aproximadamente 20 moles
de óxido de etileno. Alcoholes etoxilados especialmente preferidos
son alcoholes grasos que tienen restos de oxietilato de la fórmula
general R(OCH_{2}CH_{2})_{x}OH, en la que R es
un grupo alquilo de cadena ramificada o lineal de 10 a 13 átomos de
carbono y x está dentro del intervalo de aproximadamente 4 a
aproximadamente 10. Los alcoholes etoxilados que se emplean de
acuerdo con la presente invención no requieren necesariamente la
presencia sólo de grupos óxido de etileno. En cambio, los alcoholes
etoxilados útiles empleados en las formulaciones de la presente
invención pueden tener presentes grupos óxido de alquileno de 3
átomos de carbono o más (por ejemplo, óxido de propileno), además
de grupos óxido de etileno.
Estos y otros aspectos y ventajas serán más
evidentes después de que se preste una consideración cuidadosa a la
siguiente descripción detallada de las modalidades ejemplares
preferidas de la misma.
Las formulaciones de la presente invención
incluirán necesariamente un espesante asociativo. Espesantes
asociativos preferidos para usar en las formulaciones de la
presente invención incluyen la clase de espesantes asociativos no
iónicos. Los espesantes asociativos preferidos se describen, por
ejemplo, en las Patentes de EE.UU. Nº 4.904.466; 4.810.503;
4.673.518; 4.411.819; 4.649.224; 4.665.239 y 4.709.099, cuyas
descripciones se incorporan aquí mediante referencia. Como se sabe
en la técnica, estos espesantes se elaboran haciendo reaccionar un
compuesto epoxídico de aproximadamente 6 carbonos o más con un
polioxialquilenpoliol. Epóxidos útiles son aquellos con 6 carbonos
hasta aquellos con de 20 a 45 átomos de carbono. Puede usarse una
amplia gama de polioxialquilenpoliol y pueden ser dioles, trioles o
funcionalidades superiores. El producto de la reacción es un poliol
que tiene grupos alquilo grandes en sus extremos, siendo los grupos
alquilo grandes los grupos alquilo de los epóxidos apuntados
previamente. Se cree que en solución acuosa los grupos alquilo
grandes se asocian entre sí para formar estructuras similares a
micelas, que forman una red prolongada en toda la solución y actúan
para incrementar la viscosidad.
Espesantes asociativos no iónicos preferidos son
aquellos con propiedades detergentes. Las propiedades detergentes
pueden incorporarse en el espesante asociativo eligiendo un
polioxialquilenpoliol para la reacción descrita en el párrafo
precedente que tenga por sí mismo propiedades detergentes. Un
polioxialquilenpoliol tiene propiedades detergentes cuando tiene una
parte relativamente más hidrófoba y una parte relativamente más
hidrófila. Es común introducir estas partes hidrófobas e hidrófilas
en los polioxialquienpolioles preparando los polioles con bloques
de polioxialquilenos, donde los bloques adyacentes tienen
diferentes concentraciones relativas de óxido de alquileno. Este
principio, que es bien conocido por los expertos en la técnica, se
ilustra mediante el análisis previo de los tensioactivos no iónicos
útiles en la invención.
Espesantes asociativos no iónicos útiles usados
en los Ejemplos son PLURACOL® AT 299 y PLURACOL® AT 301,
disponibles comercialmente de BASF Corporation.
Las formulaciones de la presente invención
también incluirán necesariamente al menos dos tensioactivos no
iónicos seleccionados del grupo que consiste en alcoholes
alifáticos etoxilados y ácidos grasos etoxilados.
Pueden emplearse alcoholes monohidroxilados o
polihidroxilados para formar los alcoholes alifáticos etoxilados
para usar en las formulaciones de la presente invención. Alcoholes
monohidroxilados representativos incluyen alcoholes
n-octílico, n-decílico,
n-dodecílico (laurílico),
n-tetradecílico (miristílico),
n-hexadecílico (cetílico) y
n-octadecílico, y mezclas de los mismos. Alcoholes
polihidroxilados representativos útiles incluyen etilenglicol,
dietilenglicol, polietilenglicol, sacarosa, butanodiol y
hexanodiol. El glicerol, el sorbitol, el pentaeritritol, el
trimetiloletano y el trimetilolpropano son alcoholes
polihidroxilados particularmente útiles que pueden etoxilarse y
subsiguientemente esterificarse para producir los ésteres de
etoxilato y emplearse en las formulaciones de la presente
invención.
Alcoholes alifáticos monohidroxilados
representativos útiles para la etoxilación son generalmente los que
tienen cadenas lineales y contenidos de carbono de entre
aproximadamente 8 y aproximadamente 18 átomos de carbono. Los
alcoholes se etoxilan a fin de añadir de aproximadamente 3 moles a
aproximadamente 20 moles de óxido de etileno mediante procedimientos
de etoxilación convencionales conocidos por los expertos en la
técnica. Tales procedimientos se llevan a cabo bajo presión,
habitualmente en presencia de catalizadores alcalinos.
Alcoholes grasos preferidos que tienen restos de
oxietilato están disponibles comercialmente de BASF Corporation
bajo el nombre comercial ICONOL™ y tienen la fórmula general:
R(OCH_{2}CH_{2})_{x}OH, en la que R es un grupo
alquilo de cadena ramificada o lineal de 10 a 13 átomos de carbono y
x está dentro del intervalo de aproximadamente 4 a 10. Preferidos
para usar en las formulaciones de la presente invención son ICONOL™
TDA 10, en el que R=C_{13} y x=10, ICONOL™ DA4, en el que
R=C_{10} y x=4, e ICONOL™ DA9, en el que R=C_{10} y x=9.
Ácidos alifáticos etoxilados útiles que pueden
emplearse en la práctica de la presente invención tendrán entre
aproximadamente 3 y aproximadamente 20 moles de óxido de etileno
añadidos por mol de ácido. Ejemplos son ácido oleico etoxilado,
ácido esteárico etoxilado y ácido palmítico etoxilado. Ácidos
dímeros etoxilados útiles incluyen ácido dímero oleico y ácido
dímero esteárico. Los ácidos alifáticos pueden ser de cadena
ramificada o lineal y pueden contener de aproximadamente 8 a
aproximadamente 36 átomos de carbono. Ácidos alifáticos útiles
incluyen ácido azelaico, ácido sebácico, ácido dodecanodioico, ácido
caprílico, ácido cáprico, ácido láurico, ácido oleico, ácido
esteárico, ácido palmítico y similares. Especialmente útiles para el
propósito de la presente invención son los ácidos mono- y
di-carboxílicos alifáticos, preferiblemente los
saturados y de cadena lineal, que contienen de aproximadamente 8 a
aproximadamente 18 átomos de carbono.
Un taloil etoxilado con una alta fracción de
resina de trementina que contiene ácido monocarboxílico tricíclico
también puede emplearse en las formulaciones de la presente
invención. La resina de trementina debe ser del tipo especial que
es soluble tanto en alcohol como en alcoholes minerales. La cadena
de hidrocarburo tricíclico en el ácido resínico contiene un doble
enlace conjugado. Este doble enlace conjugado está disponible para
la formación de aductos de tipo Diels-Alder
mediante la combinación con otros materiales que contienen dobles
enlaces. De particular interés es la fracción que contiene altas
cantidades de ácidos dímeros y trímeros a través de la formación de
aductos de Diels-Alder con una viscosidad Gardner de
20 a 60 y una concentración de ácidos monómeros de 5 a 95%; una
concentración de ácidos dímeros de 5 a 40% y una concentración de
ácidos trímeros y superiores de 5 a 30%. La concentración de ácidos
monómeros preferida es de 40 a 85%; la concentración de ácidos
dímeros de 10 a 35% y la concentración de ácidos trímeros y
superiores de 5 a 25%. Un producto de taloil etoxilado
particularmente preferido está fabricado por BASF Corporation y es
vendido como INDUSTROL® TO16HR.
La relación de uno de los tensioactivos no
iónicos a otro de los tensioactivos no iónicos empleados en las
formulaciones de la presente invención está lo más preferiblemente
entre aproximadamente 1:1 y aproximadamente\cdot10:1, y más
preferiblemente entre aproximadamente 1:1 y aproximadamente 1:8. Se
prefiere especialmente una relación de aproximadamente 1:1.
La cantidad combinada de los tensioactivos no
iónicos empleados en las formulaciones de la presente invención está
lo más preferiblemente entre aproximadamente 10% en peso y
aproximadamente 25% en peso, y más preferiblemente entre
aproximadamente 15% en peso y aproximadamente 20% en peso. El
espesante asociativo estará presente lo más preferiblemente en las
formulaciones de la presente invención en una cantidad entre
aproximadamente 0,25% en peso y aproximadamente 5% en peso, más
preferiblemente entre aproximadamente 0,5% en peso y
aproximadamente 2,5% en peso.
El resto de las formulaciones de la presente
invención comprenderá agua con o sin componentes auxiliares
opcionales empleados comúnmente en limpiadores para superficies
duras. Componentes auxiliares ejemplares incluyen, por ejemplo,
colorantes, agentes de fragancia, secuestradores, modificadores de
la viscosidad, modificadores del pH, agentes antimicrobianos,
agentes antideslustre y similares. Si se emplean en las
formulaciones de la presente invención, tales componentes
auxiliares estarán presentes en cantidades generalmente menores que
aproximadamente 20% en peso, y típicamente menores que
aproximadamente 10% en peso.
Las formulaciones de la presente invención
exhibirán propiedades de espumación excepcionalmente altas
representadas por un volumen de espuma de más de aproximadamente
150 cc, y típicamente más de aproximadamente 200 cc, según se
determina agitando una solución acuosa de 100 ml que contiene
aproximadamente 0,1% en peso de la formulación a 2.500 rpm durante
al menos aproximadamente 1200 segundos. Las formulaciones de la
presente invención también exhibirán una estabilidad de la espuma
satisfactoria suficiente para limpiar al menos aproximadamente 25
platos, y típicamente al menos aproximadamente 30 platos, cuando se
prueban de acuerdo con ASTM D4009-92 (Método A)
titulado "Estándar Guide for Foam Stability of Hand Dishwashing
Detergents" (incorporado aquí expresamente mediante
referencia).
Las formulaciones de la presente invención
también exhibirán un perfil de viscosidad menos sensible como una
función de la temperatura en comparación con limpiadores para
superficies duras convencionales. Específicamente, las
formulaciones de la presente invención tienen una diferencia de
viscosidad a 75ºF y 40ºF de menos de aproximadamente 500 cP, y
preferiblemente menos de aproximadamente 300 cP. Las formulaciones
de la presente invención también son compatibles con soluciones
desinfectantes convencionales.
La presente invención se entenderá adicionalmente
mediante referencia a los siguientes Ejemplos no limitativos.
Se prepararon diversas formulaciones de acuerdo
con la presente invención y varias formulaciones fuera del alcance
de la presente invención según se apunta en la Tabla 1 más
adelante, usando los siguientes componentes:
Alcoholes grasos alcoxilados no iónicos
esencialmente activos al 100%, en los que la alcoxilación está en
la forma de grupos óxido de propileno y óxido de etileno.
Alcoholes grasos disponibles comercialmente de
BASF Corporation que tienen restos oxietilato que corresponden a la
fórmula: R(OCH_{2}CH_{2})_{x}OH, en la que R es
un grupo alquilo de cadena ramificada o lineal de 10 a 13 átomos de
carbono y x está dentro del intervalo de aproximadamente 4 a 10.
Un taloil etoxilado con una alta fracción de
resina de trementina que contiene ácido monocarboxílico
tricíclico.
Un espesante asociativo disponible comercialmente
de BASF Corporation que es el producto de reacción de un epóxido y
un polioxialquilenpoliol.
Oxido de laurilamina (30%).
Un etoxilato de ácido graso con 8 moles de óxido
de etileno, disponible comercialmente de BASF Corporation.
Los componentes identificados en la Tabla 1 más
adelante se mezclaron entre sí (identificándose todas las
cantidades como % en peso) y se probaron con respecto a las
propiedades de espumación y la estabilidad de la espuma de acuerdo
con los siguientes procedimientos de prueba:
La temperatura de un baño de temperatura
constante se fijó inicialmente a la temperatura de trabajo deseada
de 75ºF. Una solución de 100 ml que contenía 0,1% en peso de la
formulación se puso en un cilindro graduado y se agitó mediante un
mezclador mecánico que funcionaba a aproximadamente 2.500 rpm
durante un período de agitación de aproximadamente 30 segundos de
duración. Se dejó que la espuma que se formaba desarrollara una
interfase líquido/espuma clara y el volumen de espuma en mililitros
(cc) se registró usando las graduaciones del cilindro. El
procedimiento de agitación de 30 segundos se repitió 5 veces
seguido por un solo período de agitación de 150 segundos una vez, y
4 períodos de agitación de 300 segundos, registrándose el volumen de
la espuma después de cada uno de tales períodos de agitación. Los
volúmenes de la espuma se representaron como una función del tiempo
de agitación total y el volumen de la espuma identificado en la
Tabla 1 más adelante se obtuvo a partir de la gráfica
correspondiente a un tiempo de agitación total de 1200 segundos.
Método ASTM D4009-92 (Método A).
Los resultados se presentan en la Tabla 1 como Estabilidad de la
Espuma y representan el número de platos sucios lavados.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa página
siguiente)
\newpage
Como puede observarse a partir de los datos de la
Tabla 1 previa, las formulaciones de acuerdo con la presente
invención exhibían volúmenes de espuma excepcionalmente altos en
comparación con las formulaciones fuera del alcance de la presente
invención. Aunque dos de las formulaciones comparativas tenían
volúmenes de espuma relativamente altos (es decir, C_{1} y
C_{2}), no pasaban la prueba de estabilidad de la espuma. Así,
las formulaciones de la presente invención exhiben tanto volúmenes
de espuma ventajosamente altos como propiedades de estabilidad de
la espuma comparables con las formulaciones comerciales.
Aunque la invención se ha descrito en relación
con lo que se considera actualmente que es la modalidad más práctica
y preferida, debe entenderse que la invención no ha de limitarse a
la modalidad descrita, sino que por el contrario se pretende cubrir
diversas modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas
dentro del espíritu y el alcance de las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (16)
1. Una formulación acuosa para la limpieza de
superficies duras que comprende una cantidad eficaz para la
limpieza de superficies duras y un espesante asociativo y al menos
dos tensioactivos no iónicos seleccionados del grupo que consiste
en alcoholes etoxilados y ácidos grasos etoxilados.
2. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que el espesante asociativo es el producto
de reacción de un compuesto epoxídico de 6 átomos de carbono o más
con un polioxialquilenpoliol.
3. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que los alcoholes etoxilados son alcoholes
de 8 a 18 átomos de carbono etoxilados con entre aproximadamente 3
y aproximadamente 20 moles de óxido de etileno.
4. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 3, en la que los alcoholes etoxilados incluyen
alcoholes grasos alcoxilados con grupos óxido de etileno y grupos
óxido de alquileno de 3 átomos de carbono o más.
5. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 3, en la que los alcoholes etoxilados con alcoholes
alifáticos monohidroxilados de 8 a 18 átomos de carbono etoxilados
con entre aproximadamente 3 y aproximadamente 20 moles de óxido de
etileno.
6. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 3, en la que los alcoholes etoxilados son alcoholes
grasos que tienen restos de oxietilato de la fórmula general
R(OCH_{2}CH_{2})_{x}OH, en la que R es un grupo
alquilo de cadena ramificada o lineal de 10 a 13 átomos de carbono
y x está dentro del intervalo de aproximadamente 4 a
aproximadamente 10.
7. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que los ácidos grasos etoxilados incluyen
ácidos alifáticos o dímeros de 8 a 18 átomos de carbono, etoxilados
con entre aproximadamente 3 y aproximadamente 20 moles de óxido de
etileno.
8. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que el ácido graso etoxilado es un taloil
etoxilado.
9. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que uno de los tensioactivos no iónicos y
otro de los tensioactivos no iónicos en la combinación de los
mismos están presentes en una relación de entre aproximadamente 1:1
y aproximadamente 1:10.
10. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 9, en la que la relación está entre 1:1 y
aproximadamente 1:8.
11. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la combinación de tensioactivos no
iónicos está presente en una cantidad entre aproximadamente 10% en
peso y aproximadamente 25% en peso.
12. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 11, en la que el espesante asociativo está presente
en una cantidad entre aproximadamente 0,25% en peso y
aproximadamente 5,0% en peso.
13. Una formulación para la limpieza de
superficies duras, que comprende:
- (A)
- entre aproximadamente 0,25% en peso y aproximadamente 5% en peso de un espesante asociativo que es el producto de reacción de un compuesto epoxídico de 6 átomos de carbono o más con un polioxialquilenpoliol; y
- (B)
- entre aproximadamente 10% en peso y aproximadamente 25% en peso de al menos dos tensioactivos no iónicos seleccionados del grupo que consiste en (B1) alcoholes de 8 a 18 átomos de carbono etoxilados con entre aproximadamente 3 y aproximadamente 20 moles de óxido de etileno, y (B2) ácidos grasos de 8 a 18 átomos de carbono etoxilados con entre aproximadamente 3 y aproximadamente 20 moles de óxido de etileno; en donde
la formulación exhibe un alto volumen de espuma
de al menos aproximadamente 150 cc según se determina agitando una
solución acuosa de 100 ml que contiene 0,1% en peso de la
formulación a aproximadamente 2.500 rpm durante un período de
agitación acumulativo de al menos aproximadamente 1.200 segundos, y
una estabilidad de la espuma de acuerdo con ASTM
D4009-92 suficiente para limpiar al menos
aproximadamente 25
platos.
14. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 13, en la que los alcoholes etoxilados son alcoholes
grasos que tienen restos oxietilato de la fórmula general
R(OCH_{2}CH_{2})_{x}OH, en la que R es un grupo
alquilo de cadena ramificada o lineal de 10 a 13 átomos de carbono
y x está dentro del intervalo de aproximadamente 4 a
aproximadamente 10.
\newpage
15. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 13, en la que los ácidos grasos etoxilados incluyen
ácidos alifáticos o dímeros de 8 a 18 átomos de carbono, etoxilados
con entre aproximadamente 3 y aproximadamente 20 moles de óxido de
etileno.
16. La formulación de acuerdo con la
reivindicación 13, en la que el ácido graso etoxilado es un taloil
etoxilado.
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