ES2236072T3 - Composiciones para la eliminacion de incrustaciones de cal.. - Google Patents

Composiciones para la eliminacion de incrustaciones de cal..

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ES2236072T3 ES01108244T ES01108244T ES2236072T3 ES 2236072 T3 ES2236072 T3 ES 2236072T3 ES 01108244 T ES01108244 T ES 01108244T ES 01108244 T ES01108244 T ES 01108244T ES 2236072 T3 ES2236072 T3 ES 2236072T3
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Abstract

La utilización de un ácido arilsulfónico seleccionado del grupo de ácidos arilsulfónicos según la fórmula: en la que R1, R2, R3, R4 y R5 son respectivamente H o SO3H o una cadena alquílica C1-C4 lineal o ramificada; o mezclas de los mismos en una composición acuosa para eliminar incrustaciones de cal.

Description

Composiciones para la eliminación de incrustaciones de cal.
Campo técnico
La presente invención se refiere a la utilización de ácidos arilsulfónicos específicos en composiciones acuosas para la eliminación de incrustaciones de cal. Las composiciones en la presente invención pueden utilizarse sobre diversas superficies, que van desde las superficies de cuartos de baño, tazas de inodoro y cocinas a las de dispositivos de distinta naturaleza. Las composiciones en la presente invención pueden utilizarse también para eliminar incrustaciones de cal de las prótesis dentales.
Antecedentes
El agua corriente contiene siempre una cierta cantidad de iones en solución que se depositan con el tiempo en forma de sales sobre las superficies en contacto con dicha agua cuando ésta se evapora. Estas sales incluyen el carbonato de calcio, denominado incrustaciones de cal vulgarmente. Este fenómeno de acumulación de incrustaciones de cal sobre superficies que están frecuentemente en contacto con agua puede deteriorar las superficies y afectar al funcionamiento de válvulas o dispositivos. Asimismo, la acumulación de incrustaciones de cal en las tazas de los inodoros resulta antiestética y favorece la deposición de más suciedad y la proliferación de microorganismos. Por tanto, es importante controlar el fenómeno de acumulación de incrustaciones de cal.
Se han propuesto diversas composiciones para ello, las cuales comprenden de forma típica varios ácidos, p. ej., el ácido clorhídrico. Sin embargo, las composiciones de la técnica formuladas con dichos ácidos requieren una cantidad importante de ácido para garantizar la eliminación eficaz de las incrustaciones de cal, por lo cual resultan potencialmente perjudiciales para el usuario en caso de contacto con la piel o de ingestión accidental. En consecuencia, un objeto de la presente invención es proveer composiciones que eliminen las incrustaciones de cal de un modo particularmente eficaz, pero que tengan una reserva de acidez inferior a las composiciones de la técnica y sean, por tanto, menos perjudiciales.
También es deseable formular composiciones que comprendan blanqueantes. En efecto, los blanqueantes poseen muchas propiedades deseables, entre las que se encuentran propiedades desinfectantes. Es más, compuestos como el ácido monopersulfúrico son particularmente eficaces como desinfectantes y para eliminar y/o decolorar manchas en aplicaciones de limpieza doméstica, ver EP-598 694. Sin embargo, como se ha indicado, los blanqueantes suscitan en general problemas de compatibilidad en relación con los ácidos utilizados para eliminar las incrustaciones de cal. En particular, el ácido persulfúrico es incompatible con los ácidos utilizados en la técnica para eliminar las incrustaciones de cal, porque el ácido persulfúrico oxida durante el almacenamiento el ácido encargado de eliminar las incrustaciones de cal, lo cual provoca una pérdida enorme del oxígeno disponible. Cuando el producto llega al consumidor se ha perdido la mayor parte del oxígeno disponible. En particular el ácido persulfúrico oxida todos los ácidos típicos utilizados en la técnica para eliminar las incrustaciones de cal, a saber ácido maléico, ácido cítrico, ácido clorhídrico y ácido sulfámico. Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar una composición para eliminar incrustaciones de cal que pueda formularse junto con blanqueantes, particularmente con ácido persulfúrico, de un modo estable.
En respuesta a estos objetos hemos encontrado actualmente que podía formularse una composición de este tipo para eliminar incrustaciones de cal, la cual comprende como ácido un ácido arilsulfónico seleccionado de un grupo específico o mezclas del mismo.
La EP-271.791 describe composiciones que comprenden ácidos alquilsulfónicos de cadena corta para limpieza y desinfección en la industria procesadora de alimentos. La solicitud EP-656.417 describe ácidos alquilsulfónicos de cadena corta para eliminar incrustaciones de cal. La US-4.895.669 describe composiciones limpiadoras de superficies rígidas que comprenden ácidos alquilarilsulfónicos de cadena larga y peroximonosulfato de potasio.
La EP-265.979 se refiere a una composición acuosa que incorpora bajos niveles de sales de amonio cuaternario o tensioactivos de tipo óxido de amina y un sulfonato orgánico aniónico para la limpieza de superficies no horizontales.
La EP-601.732 se refiere a una composición limpiadora de inodoros que comprende un agente de eliminación de incrustaciones de cal ácido, peróxido de hidrógeno, un tampón y un espesante.
Sumario de la invención
La presente invención abarca la utilización de un ácido arilsulfónico seleccionado del grupo específico definido a continuación o mezclas del mismo en una composición acuosa para eliminar incrustaciones de cal. En una realización de la invención las composiciones de la presente invención comprenden preferiblemente un compuesto blanqueante estable a los ácidos. En otra realización de la invención las composiciones de la presente invención comprenden adicionalmente una pequeña cantidad de ácido sulfámico.
Descripción detallada de la invención
Las composiciones de uso en la presente invención son composiciones líquidas acuosas que comprenden un ácido arilsulfónico seleccionado del grupo específico definido a continuación, o mezclas de los mismos. Los ácidos arilsulfónicos adecuados para su uso en la presente invención se seleccionan del grupo de los ácidos arilsulfónicos según la fórmula:
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en la que R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4} y R_{5} son respectivamente H o SO_{3}H o una cadena alquílica C_{1}-C_{4} lineal o ramificada; o mezclas de los mismos.
Los ácidos arilsulfónicos preferidos de uso en la presente invención son ácidos arilsulfónicos que no comprenden cadena alquílica o comprenden una cadena alquílica. Efectivamente, hemos encontrado que dichos ácidos arilsulfónicos son particularmente eficaces para eliminar incrustaciones de cal, al contrario de lo que sucede con sus homólogos de cadena alquílica más larga. Son particularmente adecuados para su uso en la presente invención el ácido bencenosulfónico, el ácido toluenosulfónico y el ácido cumenosulfónico. Entre estos tres hemos encontrado que, a igualdad de % en peso, cuanto más corta es la cadena alquílica, hasta su ausencia total, mejor es el rendimiento de eliminación de incrustaciones de cal.
Las composiciones de la presente invención comprenden preferiblemente de 1% a 50% en peso de la composición total de dicho ácido arilsulfónico o mezclas del mismo, más preferiblemente de 1% a 30%, con máxima preferencia de 1% a 10%.
Asimismo hemos observado que las mezclas de los ácidos arilsulfónicos en la presente invención proporcionaban peor rendimiento de eliminación de incrustaciones de cal que los ácidos solos. Por tanto, las composiciones de la presente invención contienen preferiblemente un único ácido arilsulfónico como se ha definido anteriormente.
Las composiciones según la presente invención son menos agresivas que las composiciones de la técnica en el sentido de que, a igualdad de rendimiento de eliminación de incrustaciones de cal, la reserva de acidez es muy inferior a la de las composiciones en la técnica. Por tanto, en caso de contacto con la piel del usuario o en caso de ingestión, la composición de la presente invención será menos perjudicial.
Las composiciones de la presente invención son ácidas. Por tanto, el pH de las composiciones según la presente invención puede variar de 0 a 4, preferiblemente de 0 a 2, y viene prácticamente determinado por el tipo y cantidad de ácido arilsulfónico utilizado.
En una realización de la presente invención la composición de la presente invención puede comprender un blanqueante estable a los ácidos, es decir, un compuesto oxidante. Se entiende en la presente memoria por estable a los ácidos un compuesto que es estable en el medio ácido de las composiciones de la presente invención. Este criterio tiene que valorarse caso por caso en función de las especificidades de las formulaciones dadas. Es fundamental que el blanqueante/oxidante seleccionado sea estable al pH de la formulación en cuestión. Por estable se entiende en la presente memoria que el oxidante no debería perder preferiblemente más del 30% del oxígeno disponible en 2 meses a temperatura ambiente (25ºC). En la técnica se han descrito numerosos oxidantes adecuados para su uso en la presente invención. Los compuestos oxidantes estables a los ácidos adecuados para su uso en la presente invención incluyen peróxidos inorgánicos y peróxidos orgánicos. Son ejemplos de peróxidos inorgánicos: peróxido de hidrógeno y sus fuentes (p. ej. perborato, percarbonato), sales persulfato (es decir, sales dipersulfato y monopersultato), ácido persulfúrico y mezclas del mismo. Son ejemplos de peróxidos orgánicos: peróxido de benzoilo, ácidos orgánicos percarboxílicos (es decir, ácido peracético) y mezclas de los mismos. Los ácidos percarboxílicos y, en general, los peróxidos orgánicos o inorgánicos pueden disolverse en la formulación o dispersarse en forma de sólidos en suspensión o líquidos emulsificados. Los oxidantes particularmente preferidos de uso en la presente invención son el peróxido de hidrógeno o sus fuentes y el ácido persulfúrico o sus sales debido a su excelente rendimiento de eliminación de manchas y a su estabilidad en matrices ácidas, y mezclas de los mismos.
Las sales preferidas del ácido persulfúrico de uso en la presente invención son las sales monopersulfato, comercializadas como Curox® por Interox, como Caroat por Degussa y como Oxone por Du Pont. Las composiciones de la presente invención pueden comprender de 0,1% a 50% en peso de las composiciones totales de dicho compuesto blanqueante/oxidante estable a los ácidos o mezclas del mismo, preferiblemente de 1% a 30%, con máxima preferencia de 1% a 20%.
En otra realización de la presente invención las composiciones de la presente invención pueden comprender unapequeña cantidad de ácido sulfámico. En efecto, hemos encontrado que la combinación de los ácidos arilsulfónicos de la presente invención con ácido sulfámico actúa de modo sinérgico en la eliminación de incrustaciones de cal. Esta propiedad es particularmente interesante, porque permite la formulación de composiciones particularmente eficaces en la eliminación de incrustaciones de cal que comprenden solo pequeñas cantidades de ácido sulfámico, con lo que se reduce la agresividad. Por tanto, las composiciones de la presente invención pueden comprender de 0,1% a 25% en peso de la composición total de ácido sulfámico, preferiblemente de 0,1% a 20%, con máxima preferencia de 0,2% a 15%. El efecto sinérgico observado depende en cierta medida de la relación de ácido sulfámico a ácido arilsulfónico. En esta realización, en la que se incorpora ácido sulfámico a las composiciones de la presente invención, se prefiere formular las composiciones sin ácido monopersulfúrico y oxidantes similares, porque el ácido monopersulfúrico oxida el ácido sulfámico y provoca la pérdida de oxígeno disponible.
Las composiciones de la presente invención pueden comprender además tensioactivos, puesto que se utilizan a menudo sobre objetos o superficies que tienen manchas o suciedad exentas de incrustaciones de cal y se requiere la presencia de tensioactivos en las composiciones de la presente invención para eliminar las manchas de dichas superficies. Asimismo, los sistemas tensioactivos pueden utilizarse para aportar viscosidad a las composiciones de la presente invención, lo cual es deseable porque las composiciones de la presente invención se utilizarán probablemente sobre superficies inclinadas como las de bañeras, lavabos o tazas de inodoros. Las composiciones viscosas presentan mejor adherencia sobre superficies inclinadas y, por tanto, una permanencia más larga sobre ellas para la eliminación de incrustaciones de cal.
En consecuencia, las composiciones según la presente invención pueden comprender cualquier tensioactivo catiónico, aniónico, no iónico y de ion híbrido en cantidades de hasta 50b % en peso de la composición total, preferiblemente de 1% a 30%.
Los tensioactivos aniónicos adecuados incluyen sulfatos o sulfonatos de alquilo o de alquileno, étersulfatos o étersulfonatos de alquilo o de alquileno, sulfonatos de alquilbenceno lineal. Los tensioactivos catiónicos adecuados incluyen sales de amonio cuaternario. Los tensioactivos no iónicos adecuados de uso en la presente invención incluyen ácidos carboxílicos etoxilados, óxidos de amina y etoxilatos de alcoholes grasos. Las emulsiones de tensioactivos no iónicos como las de la solicitud codependiente EP-598.692 también son adecuadas para obtener composiciones seudoplásticas y tixotrópicas, que poseen excelentes características de extensibilidad y adherencia sobre superficies secas.
Otro sistema tensioactivo espesante adecuado que conduce a excelente extensibilidad y adherencia sobre superficies húmedas de uso en la presente invención está constituido por mezclas de óxidos de amina y compuestos de amonio cuaternario. En particular los óxidos de amina según la fórmula R1R2R3NO, en la que R1 es una cadena alquílica C6-C10 y R2 y R3 son cadenas alquílicas C1-C4, en combinación con sales de amonio cuaternario permiten modificar la viscosidad a un nivel total más bajo que cuando se utilizan solamente sales de amonio cuaternario. Los óxidos de amina preferidos en un sistema de este tipo son aquellos, en los que R1 es alquilo C8-C10 y R2 y R3 son cadenas alquílicas C1-C3, preferiblemente metilo. Los compuestos de amonio cuaternario adecuados en un sistema de este tipo tienen una o dos cadenas alquílicas largas, es decir, de 6 a 30, preferiblemente de 12 a 20 átomos de carbono unidas al átomo de nitrógeno, y el resto de las cadenas alquílicas unidas al átomo de nitrógeno son más cortas, es decir que tienen de 1 a 4, preferiblemente 1 átomo de carbono. Un sistema de este tipo puede utilizarse en cantidades totales, es decir, óxido de amina más compuesto de amonio cuaternario, de hasta el 20% en peso de la composición total, pero cantidades del orden de 1% a 6% pueden ser suficientes para conseguir la viscosidad deseada. Las relaciones de peso de óxido de amina a compuesto de amonio cuaternario varían de 1:2 a 1:100, preferiblemente de 1:4 a 1:30, con máxima preferencia de 1:10 a 1:20. La viscosidad deseada en la presente invención va de 250 cps a valores superiores, preferiblemente de 250 cps a 1500 cps, más preferiblemente de 250 cps a 900 cps (a 50 dinas/cm2, a 20ºC). Un sistema de este tipo es particularmente adecuado en la presente invención, porque la viscosidad que proporciona no está afectada por la presencia del blanqueante.
La presente invención puede comprender además una multitud de ingredientes opcionales como los disolventes, colorantes, tintes, perfumes, estabilizadores e inactivadores de radicales.
Ejemplos
Se preparan las siguientes composiciones que comprenden los siguientes ingredientes en las proporciones siguientes (% en peso total).
Ejemplo 1
2
Ejemplo 2
3
Ejemplo 3
4
Ejemplo 4
5
Ejemplo 5
6
Ejemplo 6
7
Ejemplo 7
(Ejemplo comparativo)
8
Ejemplo 8
9
Ejemplo 9
10
Ejemplo 10
11
La eficacia de eliminación de incrustaciones de cal de las muestras se evalúa colocando un trozo de 6 g de carbonato de calcio en 50 mls de la muestra a evaluar durante un periodo de 30 minutos. Se pesa el trozo seco antes y después del ensayo. Cuanto mayor es la diferencia más eficaz es la composición.
La disminución de peso medida con la composición 1 fue de 0,40; para la composición 2 la disminución de peso fue de 0,50 y para la composición 3 la disminución de peso fue de 0,60. Esto indica que cuanto más corta es la cadena alquílica (es decir, hidrógeno para la composición 3) en el ácido arilsulfónico mejor es el rendimiento de eliminación de incrustaciones de cal. Esto se comprueba comparando la composición 4 (alquilo=H), la cual proporcionó una disminución de peso de 0,5, con la composición 5 (alquilo=C_{1}), la cual requería una mayor cantidad de ácido para conseguir el mismo rendimiento. El efecto sinérgico del ácido sulfámico utilizado con ácido bencenosulfónico puede apreciarse comparando la disminución de peso de la composición 7 (0,73) la 8 (0,57) y la 9 (1,02) con la composición 10 (1,55).
En términos de estabilidad del blanqueante se controló el oxígeno disponible en la composición 1. El oxígeno disponible se mide en la composición recién preparada y en la misma composición al cabo de una semana de almacenamiento a temperatura ambiente (25ºC). La concentración de persulfato puede medirse por titración con permanganato potásico después de reducir con una solución que contiene sulfato de hierro y amonio. Este método de ensayo es bien conocido y se encuentra por ejemplo en la hoja informativa técnica del Curox®, comercializado por Interox. Otro método adecuado se describe en el método de determinación de perácidos por cromatografía gas-líquido, Analyst, Vol 113, mayo de 1988, páginas 793-795. Según nuestras mediciones no hubo pérdida de oxígeno disponible con la composición 1, mientras que en la misma composición, pero sustituyendo el ácido cumenosulfónico por la misma cantidad (peso) de ácido sulfámico o de ácido clorhídrico, la pérdida de oxígeno disponible en el mismo periodo de tiempo está entre el 66% y el 98%. Por lo tanto, las composiciones según la presente invención permiten una estabilidad mucho mayor del blanqueante.

Claims (10)

1. La utilización de un ácido arilsulfónico seleccionado del grupo de ácidos arilsulfónicos según la fórmula:
12
en la que R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4} y R_{5} son respectivamente H o SO_{3}H o una cadena alquílica C_{1}-C_{4}lineal o ramificada; o mezclas de los mismos en una composición acuosa para eliminar incrustaciones de cal.
2. La utilización según la reivindicación 1, en la que la composición comprende de 1% a 50% en peso de la composición total de dicho ácido.
3. Utilización según las reivindicaciones anteriores, en la que dicha composición tiene un pH de 0 a 4, preferiblemente de 0 a 2.
4. Utilización según las reivindicaciones anteriores, la cual comprende de 1% a 30% de dicho ácido arilsulfónico, preferiblemente de 1% a 10% en peso de la composición total.
5. Utilización según las reivindicaciones anteriores, en la que dicha composición comprende además un compuesto oxidante estable a los ácidos.
6. Utilización según la reivindicación 5, en la que dicho oxidante es peróxido de hidrógeno o una sal del ácido persulfúrico, preferiblemente una sal monopersulfato.
7. Utilización según las reivindicaciones anteriores, en la que dicha composición comprende además hasta el 50% en peso de la composición total de un tensioactivo, preferiblemente una mezcla de óxido de amina y compuesto de amonio cuaternario.
8. Utilización según las reivindicaciones 1-4, en la que dicha composición comprende además ácido sulfámico en cantidades de 0,1% a 25% en peso de la composición total, preferiblemente de 0,1% a 20%, con máxima preferencia de 0,2% a 15%.
9. Utilización según las reivindicaciones anteriores, en la que dicho ácido arilsulfónico se selecciona del grupo que consiste en ácido bencenosulfónico, ácido cumenosulfónico o ácido toluenosulfónico o mezclas de los mismos.
10. Utilización según las reivindicaciones anteriores, en la que dicha composición comprende un solo ácido arilsulfónico del tipo mencionado.
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