ES2230389T3 - Composiciones para limpiar superficies duras. - Google Patents

Abstract

Composición de limpieza de superficies duras líquida abrasiva de gel acuoso claro, que comprende uno o más tensioactivos detergentes y partículas abrasivas caracterizada porque las partículas abrasivas dispersas en el líquido son macroscópicas con un tamaño medio de partícula de más de 0, 5 mm a 2, 5 mm y porque todas las partículas tienen un tamaño de partícula en el intervalo de más o menos el 70% del tamaño medio de partícula.

Description

Composiciones para limpiar superficies duras.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones líquidas para limpiar superficies duras. En particular, la invención se refiere a geles líquidos claros de limpieza que contienen partículas sólidas macroscópicas.

Antecedentes de la invención

En la técnica se conocen bien composiciones líquidas abrasivas de limpieza para superficies duras. Generalmente tienen un aspecto blanco lechoso. Tienen la suficiente viscosidad a tensión de cizalladura baja como para mantener las partículas abrasivas pequeñas dispersadas de forma uniforme en el líquido, al mismo tiempo que se comportan como verdaderos líquidos cuando se dispensan desde una botella. Por lo general, las pequeñas partículas abrasivas (polvo) de estas composiciones tienen un tamaño de partícula por debajo de 200 micrómetros, en la mayoría de los casos por debajo de 100 micrómetros. Abrasivos bien conocidos usados en tales composiciones son sílice, calcita, feldespato y materiales inorgánicos similares, así como varias partículas poliméricas orgánicas, todas con una dureza en la escala de Mohs de hasta 6. Aunque muchos consumidores usan ampliamente tales composiciones, algunos no aprecian el tacto o el aspecto de estos productos o temen que puedan arañar sus superficies delicadas.

Algunos productos líquidos abrasivos que están en el mercado están compuestos por un líquido opaco de tipo gel en el que se dispersa una variedad de pequeñas partículas poliméricas abrasivas ásperas de forma irregular con un diámetro variable entre más de 1 mm en un extremo a apenas visibles a simple vista en el otro extremo. A causa de esto, el aspecto total del producto es poco atractivo. Por tanto, existe una necesidad de un nuevo producto líquido de limpieza para superficies duras que contenga partículas sólidas, que sea visualmente atractivo para el consumidor y que al mismo tiempo limpie con eficacia.

En la técnica de la limpieza cutánea existen productos conocidos como exfoliantes faciales que están compuestos por un líquido viscoso claro en el que se dispersan partículas abrasivas ásperas. Dado que tales productos están en contacto estrecho con la piel deben temer un pH aproximadamente neutro. Por lo general, contienen poco o ningún tensioactivo detergente y, en la medida en que sí lo contienen, tales tensioactivos se seleccionan entre los que son agradables para la piel y generalmente caros. Dichos productos se desarrollan específicamente para limpiar la piel y normalmente son inadecuados para cualquier otro propósito, más específicamente para eliminar la suciedad resistente de las superficies duras.

En los documentos US 5.741.770 y WO97/41204 se describen composiciones líquidas de limpieza de cristal, que son transparentes o ligeramente túrbidas y que contienen pequeñas cantidades de partículas abrasivas. Las partículas pueden ser zeolitas con un tamaño medio de partícula de 8-10 \mum, sílice amorfa con un tamaño medio de partícula de hasta 300 \mum o polvo de polietileno con un tamaño medio de partícula de hasta 500 \mum.

En el documento WO00/65019 se describen composiciones líquidas abrasivas de limpieza que contienen un particulado fino abrasivo y además de esto, microcápsulas que contienen varios componentes adicionales, tales como perfume, aceite de silicona y similares. En vista de la cantidad especificada y del tamaño de partícula de las abrasivas, las composiciones no son claramente ni transparentes ni traslúcidas.

En el documento WO00/36078 se describen composiciones de detergente de lavandería transparente colable, que contienen al menos un 15% de tensioactivo. Las composiciones se espesan para poder suspender cápsulas macroscópicas que contengan ingredientes que deseablemente se mantengan separados de la solución concentrada de detergente altamente alcalina. Composiciones similares, también para otras aplicaciones, se describen en el documento GB 1303810. Las cápsulas no poseen propiedades abrasivas.

Por tanto, aunque en la técnica anterior se describen varias composiciones líquidas que contienen partículas suspendidas con un tamaño de partícula muy variable y una forma poco clara para varios propósitos y aplicaciones, parece que se han descuidado los procedimientos y las medidas para incrementar el aspecto visual de dichas composiciones a ojos del consumidor.

Breve descripción de la invención

La invención proporciona composiciones líquidas de limpieza para superficies duras que son geles líquidos claros, que comprenden uno o más tensioactivos detergentes y partículas abrasivas macroscópicas, que están dispersas de un modo estable en todo el líquido.

La invención además proporciona un procedimiento para limpiar superficies duras que comprende la etapa de aplicar a la superficie un gel líquido acuoso claro que comprende uno o más tensioactivos detergentes y partículas abrasivas macroscópicas que están dispersas de forma uniforme en todo el líquido.

Descripción detallada de la invención

Todos los porcentajes de cantidad mencionados en la presente memoria descriptiva son en peso y se basan en la composición total, a menos que específicamente se indique lo contrario.

Las composiciones de limpieza de la invención son geles líquidos acuosos claros. Por tanto, todos los componentes de las composiciones, con la excepción de las partículas abrasivas, son claramente hidrosolubles. La viscosidad requerida para dar a la composición su consistencia en gel se obtiene mediante la adición de agentes espesantes adecuados que sean capaces de proporcionar una solución clara. Tales agentes espesantes se conocen en la técnica y entre los ejemplos adecuados se incluyen varias gomas polisacáridas vegetales o microbianas, tal como goma arábiga, goma xantán, alginatos y similares, y polímeros sintéticos, por ejemplo homopolímeros de ácido acrílico, metacrílico o maleico y copolímeros de los mismos entre sí y/o con otros monómeros tales como estireno, éteres de vinilo, etc., tales como los comercializados por varios fabricantes con marcas como ACUSOL, POLYGEL, CARBOPOL, RHEOVIS y productos similares.

Para el propósito de esta invención, se considera que un gel es claro si transmite al menos el 50% de la luz a una cualquiera de las longitudes de onda en la región visible, es decir, entre 400 y 800 nm, preferiblemente 550-700 nm, medido en una cubeta de 1 cm en ausencia de pigmentos y partículas abrasivas. Preferiblemente, la transmitancia es de al menos un 70%, más preferiblemente de al menos un 90%.

En general, los geles que son satisfactorios para los propósitos de la presente invención tienen una viscosidad de entre 100 y 1000 mPas, preferiblemente al menos 250 Mpas, más preferiblemente 300-750 mPas, a 21 s^{-1} (medido con un viscosímetro Haake a 20ºC). La viscosidad a bajos índices de cizalladura es tal que el gel es capaz de suspender las partículas macroscópicas.

En muchos productos de limpieza abrasivos líquidos conocidos en la técnica, la viscosidad requerida se obtiene mediante el uso de mezclas autoespesantes (estructurantes) de tensioactivos, a menudo en combinación con electrolitos. Aunque se han descrito algunas combinaciones específicas de tensioactivos en circunstancias específicas para formar una estructura cristalina líquida transparente o traslúcida, en general dichos sistemas espesantes son inadecuados para los propósitos de la presente invención. La mayoría de los sistemas de tensioactivo estructurados hacen que el líquido sea opaco.

Partículas abrasivas

Para que las composiciones de limpieza según la invención sean visualmente atractivas para el consumidor, las partículas son macroscópicas, es decir, claramente visibles por separado a simple vista. Esto contrasta con las partículas en polvo más abrasivas que en general tienen un tamaño medio de partícula muy por debajo de 0,3 mm y, en la gran mayoría de los casos de, como máximo, 0,1 mm (100 \mum).

Por tanto, las partículas según la invención tienen un tamaño medio de partícula de entre 0,5 y 2,5 mm, preferiblemente de, como máximo, 1,5 mm, y todas las partículas tienen un tamaño de partícula en el intervalo de más o menos 70% del tamaño medio de partícula, preferiblemente en el intervalo de \pm50%, más preferiblemente de \pm30%.

Las partículas abrasivas se usan en una cantidad de al menos 0,1%, preferiblemente de 0,5%. Para retener el carácter transparente de la composición total, la cantidad máxima de partículas es del 20%, preferiblemente del 10%, más preferiblemente del 5%.

Las partículas pueden estar hechas de materiales abrasivos conocidos en la técnica. Por tanto, pueden estar constituidas por gránulos de uno o más de los abrasivos inorgánicos bien conocidos, tales como sílice, silicatos, calcita y similares. Pueden estar compuestos por gránulos poliméricos, tales como polietileno, polipropileno, policarbonato y similares. Particularmente adecuados son los gránulos de un polímero biodegradable, tales como los plásticos derivados de almidón conocidos en la técnica.

Como alternativa, las partículas abrasivas pueden estar hechas de materiales más blandos, tales como ceras duras y grasas, ácidos grasos duros, jabones de ácidos grasos duros, y similares. Tales materiales también pueden mezclarse con partículas finas de cualquiera de los abrasivos conocidos o con otros materiales, preferiblemente materiales sólidos, adecuados para mejorar el procedimiento de limpieza y, después de estos, formar gránulos del tamaño requerido.

El atractivo visual de las partículas y, por tanto, de la composición total, aumenta más si las partículas tienen una cierta esfericidad mínima, de forma que la proporción entre el diámetro más largo y el más corto de una partícula en cualquiera de las direcciones es, como máximo, de 3:1, preferiblemente de como máximo 2:1, o incluso de 1,5:1. Particularmente preferidas son las partículas con forma redonda, preferiblemente redonda lisa. Tales partículas puede prepararse mediante procedimientos de granulación que implican la formación de una mezcla fundida del material particulado, su conversión en gotas, que después se enfrían en un flujo gaseoso (aire). Por tanto, en la técnica se conocen varios procedimientos y el equipamiento adecuado y pueden aplicarse a los abrasivos orgánicos, siempre que tengan el punto de fusión lo bastante bajo. Los polvos de punto de fusión elevado, tales como los polvos abrasivos inorgánicos, puede convertirse en partículas de la forma adecuada mediante varios procedimientos de aglomeración conocidos en la técnica, si es necesario usando un ligante de aglomeración.

Aunque las composiciones de limpieza según la invención pueden estar formadas por un líquido incoloro y partículas sólidas con su color natural (en muchos casos blanco), las composiciones son considerablemente más atractivas para el consumidor si el líquido y las partículas tienen colores claramente diferentes. Pueden tener tonos distintos del mismo color, por ejemplo partículas de color azul oscuro en un líquido de color azul claro, o, preferiblemente, el líquido y las partículas tienen colores que contrastan, por ejemplo partículas de color blanco en un líquido de color azul, verde o amarillo o viceversa, o partículas coloreadas en un líquido coloreado de forma diferente.

El pH de las composiciones de limpieza puede variar dentro de un amplio intervalo y estará, en general, entre 2 y 14. Ciertas superficies son sensibles a ácido, para ellas se recomienda el uso de una composición con un pH de al menos 3, preferiblemente de 3,5 o incluso de 4. Con un pH alcalino, es decir, por encima de 7, preferiblemente por encima de 7,5 a menudo se obtiene una mejor limpieza de las suciedades grasientas, por lo general no se requiere un pH superior a 12.

Tensioactivos

Las composiciones según la invención comprenden uno o más tensioactivos que pueden seleccionarse de un amplio abanico de tensioactivos aniónicos, no iónicos, catiónicos, anfóteros y bipolares, cuyos ejemplos se exponen a continuación.

Una clase adecuada de tensioactivos aniónicos son sales hidrosolubles de ésteres orgánicos de ácido sulfúrico y ácidos sulfónicos que tienen en la estructura molecular un grupo alquilo que contiene 8-22 átomos de carbono o un grupo alquilarilo que contienen 6-20 átomos de carbono en la parte alquilo.

Ejemplos de dichos tensioactivos aniónicos son las sales hidrosolubles de:

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sulfatos alcohólicos de cadena larga (es decir, de 8-22 átomos de carbono) (denominados en los sucesivo PAS), especialmente aquellos obtenidos mediante la sulfatación de los alcoholes grasos producidos por la reducción de los glicéridos de aceite de sebo o de coco;

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sulfonatos de alquilbenceno, tales como aquellos en los que el grupo alquilo contiene de 6 a 20 átomos de carbono;

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alcanosulfonatos secundarios.

También son adecuadas las sales de:

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sulfatos de alquilgliceriléter, en especial de los éteres de alcoholes grasos derivados de aceite de sebo y de coco;

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sulfatos monoglicéridos de ácidos grasos;

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sulfatos de alcoholes alifáticos etoxilados que contienen 1-8 unidades de etilenoxi;

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sulfatos alquilfenólicos de etilenoxiéter con de 1 a 8 unidades etilenoxi por molécula y en los que los grupos alquilo contienen de 6 a 14 átomos de carbono;

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el producto de la reacción de ácidos grasos esterificados con ácido isetiónico y neutralizados con álcali.

Una clase adecuada de tensioactivos no iónicos se puede describir ampliamente como compuestos producidos mediante la condensación de simples óxidos de alquileno, que son de naturaleza hidrófila, con un compuesto hidrófobo orgánico que puede ser de naturaleza alifática o alquilaromática. La longitud de la cadena hidrófila o de polioxialquileno que está unida a cualquier grupo hidrófobo concreto se puede ajustar con facilidad para dar un compuesto hidrosoluble que tenga el equilibrio deseado entre los elementos hidrófilos e hidrófobos. Esto permite la elección de tensioactivos no iónicos con el HLB correcto. Entre los ejemplos concretos se incluyen:

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los productos de la condensación de alcoholes alifáticos que tengan de 8 a 22 átomos de carbono en cualquiera de las configuraciones de cadena lineal o ramificada, con óxido de etileno, tal como los condensados de alcohol de coco oxido de etileno que tienen de 2 a 15 moles de óxido de etileno por mol de alcohol de coco;

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condensados de alquilfenoles que tienen grupos alquilo C6-C15 con de 5 a 25 moles de óxido de etileno por mol de alquilfenol;

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condensados del producto de la reacción de etileno-diamina y óxido de propileno con óxido de etileno, donde los condensados contienen del 40 al 80% de grupos etilenoxi en peso y con un peso molecular de 5.000 a 11.000.

Otras clases de tensioactivos no iónicos son:

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alquilglicósidos, que son productos de condensación de alcoholes alifáticos de cadena larga y sacáridos;

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óxidos de amina terciaria de estructura RRRNO, donde un R es un grupo alquilo de 8 a 20 átomos de carbono, y los otros R son, cada uno, grupos alquilo o hidroxialquilo de 1 a 3 átomos de carbono, por ejemplo óxido de dimetildodecilamina;

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óxidos de fosfina terciaria de estructura RRRPO, donde un R es un grupo alquilo de 8 a 20 átomos de carbono y los otros R son, cada uno, grupos alquilo o hidroxialquilo de 1 a 3 átomos de carbono, por ejemplo óxido de dimetildodecilfosfina;

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sulfóxidos de dialquilo de estructura RRSO, donde un R es un grupo alquilo de 10 a 18 átomos de carbono y el otro es metilo o etilo, por ejemplo sulfóxido de metil-tetradecilo;

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alquiloamidas de ácido graso;

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condensados de óxido de alquileno de alquiloamidas de ácido graso;

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mercaptanos de alquilo.

Los tensioactivos anfóteros adecuados son derivados de aminas alifáticas secundarias y terciarias que contienen un grupo alquilo de 8 a 20 átomos de carbono y un grupo alifático sustituido con un grupo hidrosoluble aniónico, por ejemplo 3-dodecilamino propionato sódico, 3-dodecilaminopropano-sulfonato sódico y N-2-hidroxi-dodecil-N-metiltaurato sódico.

Los ejemplos de tensioactivos catiónicos adecuados se pueden encontrar entre las sales de amonio cuaternarias que tienen uno o dos grupos alquilo o aralquilo de 8 a 20 átomos de carbono y dos o tres grupos alifáticos pequeños (por ejemplo, metilo), por ejemplo bromuro de cetiltrimetilamonio.

Ejemplos de tensioactivos bipolares adecuados se pueden encontrar entre los derivados de compuestos alifáticos de amonio, sulfonio y fosfonio, que tienen un grupo alifático de 8 a 18 átomos de carbono y un grupo alifático sustituido con un grupo hidrosoluble aniónico, por ejemplo 3-(N,N-dimetil-N-hexadecilamonio)-propano-1-sulfonato betaína, 3-(dodecilmetilsulfonio)-propano-1-sulfonato betaína y 3-(cetilmetil-fosfonio)-etanosulfonato betaína.

Otros ejemplos de tensioactivos adecuados son los compuestos usados habitualmente como agentes de superficie activa descritos en los libros de texto conocidos: "Surface Active Agents", vol. 1, de Schwartz y Perry, Interscience 1949, vol. 2 de Schwartz, Perry y Berch, Interscience 1958, en la edición actual de "McCutcheon's Emulsifiers and Detergents", publicado por la Manufacturing Confectioners Company o en "Tenside-Taschenbuch", H. Stache, 2ª ed., Carl Hauser Verlag, 1981.

Particularmente preferidos son los tensioactivos aniónicos y no iónicos y combinaciones de los mismos. La selección de los (la combinación de) tensioactivos debe realizarse con precaución para que proporcionen una solución clara. Si es necesario pueden añadirse hidrótropos tales como sulfonato sódico de xileno o de cumeno u otros conocidos en la técnica.

En general, los tensioactivos están presentes en una cantidad de al menos 0,1%, pero por debajo del 15%, preferiblemente entre 0,5-10%, más preferiblemente de al menos 1,0%.

Componentes opcionales

Las composiciones según la invención pueden contener varios componentes opcionales bien conocidos en la técnica, que mejoran el rendimiento de la limpieza o el atractivo para el consumidor. Por tanto, las composiciones pueden contener estructurantes, agentes quelantes, electrolitos, disolventes orgánicos, halógeno activo o agentes peroxi de blanqueo, agentes reguladores del pH, antiespumantes, antimicrobianos, conservantes, perfumes, repelentes de insectos, etc.

Procedimiento

El procedimiento de limpieza de una superficie dura implica la aplicación a la superficie dura de una cantidad adecuada de la composición según la invención, en general seguida por el frote de la composición sobre la superficie que se va a limpiar usando una bayeta o un paño. La composición puede aplicarse directamente a la superficie o, como alternativa, la composición puede aplicarse primero a la bayeta o paño (preferiblemente húmedo) y después la bayeta o el paño se puede frotar sobre la superficie con el lado en el que se ha aplicado la composición de cara a la superficie. En el caso de que las partículas abrasivas estén formadas por polímeros u otro material relativamente suave, las composiciones según la invención son muy adecuadas para limpiar superficies delicadas que de otro modo se arañarían con facilidad.

Ejemplo 1

Según la siguiente fórmula se preparó un gel líquido claro de color azul, que contenía dispersos gránulos de ácidos grasos con un diámetro de 0,8 mm \pm 20%.

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Ejemplo 2

Según la siguiente fórmula se preparó un gel líquido claro de color verde, que contenía dispersos gránulos de polietileno con un diámetro de 0,8 mm \pm 20%.

El producto tenía una viscosidad de 380 mPas a 21 s^{-1}y 20ºC y un pH de 11.

2

Ejemplo 3

Según la siguiente fórmula se preparó un gel claro ligeramente ácido (pH alrededor de 4,5) de limpieza de superficies duras que contenía peróxido de hidrógeno. En él se dispersaron gránulos de ácidos grasos con el 10% en peso (calculado en los gránulos) de bicarbonato sódico y con un diámetro de 1,0 mm \pm 20%.

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Claims (12)

1. Composición de limpieza de superficies duras líquida abrasiva de gel acuoso claro, que comprende uno o más tensioactivos detergentes y partículas abrasivas caracterizada porque las partículas abrasivas dispersas en el líquido son macroscópicas con un tamaño medio de partícula de más de 0,5 mm a 2,5 mm y porque todas las partículas tienen un tamaño de partícula en el intervalo de más o menos el 70% del tamaño medio de partícula.

2. Composición de limpieza según la reivindicación 1, caracterizada porque el tamaño medio de partícula es, como máximo, 1,5 mm.

3. Composición de limpieza según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque todas las partículas tienen un tamaño en el intervalo de \pm 50% del tamaño medio de partícula.

4. Composición de limpieza según las reivindicaciones 1 y 3, caracterizada porque las partículas tienen esfericidad, de forma que la proporción entre el diámetro más largo y el más corto de una partícula en cualquiera de las direcciones es de, como máximo, 3:1.

5. Composición de limpieza según la reivindicación 4, caracterizada porque las partículas tienen una forma redonda lisa.

6. Composición de limpieza según las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque tiene una viscosidad de entre 100 y 1000 mPas a 21 s^{-1}.

7. Composición de limpieza según las reivindicaciones 1-6, caracterizada porque el líquido y las partículas tienen colores diferentes.

8. Composición de limpieza según la reivindicación 7, caracterizada porque el líquido y las partículas abrasivastienen colores que contrastan.

9. Composición de limpieza según las reivindicaciones 1-8, caracterizada porque contiene al menos 0,1 pero menos del 15% de tensioactivo.

10. Composición de limpieza según las reivindicaciones 1-9, caracterizada porque el tensioactivo se selecciona entre tensioactivos aniónicos, tensioactivos no iónicos y sus mezclas.

11. Composición de limpieza según las reivindicaciones 1-10, caracterizada porque contiene 0,1-20% de partículas abrasivas.

12. Procedimiento para limpiar una superficie dura que comprende la etapa de aplicar a la superficie una composición de limpieza según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11.