ES2288225T3

ES2288225T3 - Gel detergente para la colada y/o de pretratamiento que se acumula tras su dispensacion.

Info

Publication number: ES2288225T3
Application number: ES03797247T
Authority: ES
Inventors: Feng-Lung Gordon Hsu; Yun-Peng Zhu; Agnes Boudou; Ronald Frederick Vogel; Charles Ebert; Kwang Ho Lee
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2008-01-01
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: EP1539916B1; DE60314646T2; DE60314646D1; BR0314198A; AR041335A1; WO2004027013A1; ATE365788T1; ZA200501214B; AU2003264096A1; US20040058840A1; EP1539916A1; US6815409B2

Abstract

Una composición detergente en gel que se acumula tras ser dispensada, comprendiendo la composición: (a) desde aproximadamente 10% hasta aproximadamente 35% en peso de la composición, de tensioactivo; (b) desde aproximadamente 0, 1 hasta aproximadamente 5% en peso de la composición, de un ácido graso no neutralizado; (c) desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 85% de agua; (d) en la que el total de los tensioactivos aniónicos seleccionados entre jabón, ácido alquilo lineal benceno sulfónico, alquilos primarios o secundarios sulfatos es más del 50% del nivel de tensioactivo total; en la que la composición detergente en gel es un gel lamelar de cizallado disminuido con una viscosidad de vertido dentro del intervalo de desde 100 hasta 5.000 mPas y una tensión de cizallado crítico superior a 10 Pa.

Description

Gel detergente para la colada y/o de pretatamiento que se acumula tras su dispensación.

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Campo de la invención

Esta invención se refiere a composiciones detergentes en gel que se acumulan sobre una superficie, tras ser dispensadas, para minimizar la propagación del gel a un área substancialmente mayor

Antecedentes de la invención

Los productos de colada en gel o espesados son preferidos por muchos consumidores, tanto sobre los detergentes en polvo como líquidos. Los geles proporcionan las ventajas de los detergentes líquidos, pero igualmente pueden usarse para el pre-tratamiento de tejidos, obviando la necesidad de la compra de un producto de pre-tratamiento separado.

Los detergentes en gel han sido ya descritos. Véanse, por ejemplo, las patentes WO 99/06519 y WO 99/27065, Klier y otros (EE.UU. 5.538.662), GB 2.355.015, Lance-Gomez y otros (EE.UU. 5.820.695), Hawkins (EE.UU. 5.592.285), Akred y otros (EE.UU. 4.515.704), Farr y otros (EE.UU. 4.900.469) y Chazaid y otros (EE.UU. 4.801.395).

Puesto que los geles son usados igualmente como pre-tratadores, la propiedad deseada de los geles es la "acumulación", es decir, la propiedad de un gel para acumularse sobre la superficie del tejido, en lugar de propagarse a un área substancialmente mayor. Los geles que pueden acumularse son menos sucios de usar y proporcionan mejor eliminación de las manchas, puesto que no se concentra más detergente sobre el área deseada del tejido (por ejemplo, la mancha).

Sumario de la invención

La presente invención incluye una composición detergente en gel que se acumula tras ser dispensada, comprendiendo la composición:

(a) desde aproximadamente 10% hasta aproximadamente 35% en peso de la composición, de tensioactivo;

(b) desde aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 5% en peso de la composición, de un ácido graso no neutralizado;

(c) desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 85% de agua;

(d) en la que el total de los tensioactivos aniónicos seleccionados entre jabón, ácido alquilo lineal benceno sulfónico, alquilos primarios o secundarios sulfatos es más del 50% del nivel de tensioactivo total;

en la que la composición es un gel tal como se especifica en la reivindicación 1.

De manera sorprendente, se ha descubierto, como parte de la presente invención, que mediante el uso de ácido graso no neutralizado en una cantidad específica, dependiendo del nivel de tensioactivo total, puede lograrse un gel lamelar de cizallado disminuido, con la viscosidad de vertido deseada, con un nivel de tensioactivo total menor o igual a 35%, preferiblemente menor de 25%, lo más preferiblemente menor de 20%. Además, se ha descubierto que cuando el nivel total de tensioactivos aniónicos seleccionados entre jabón, ácido alquilo lineal benceno sulfónico, alquilos primarios o secundarios sulfatos es más del 50% del nivel de tensioactivo total, puede obtenerse gel con la propiedad de acumulación deseada.

El producto de la invención ofrece la ventaja de pre-tratador de colada y un detergente en un único producto.

Descripción detallada de la invención

Excepto en los ejemplos de trabajo y comparativos, o salvo que explícitamente se indique lo contrario, todas las cifras en esta descripción que indican cantidades de material o condiciones de reacción, propiedades físicas de los materiales y/o uso de, han de entenderse como modificadas por la palabra "aproximadamente". Salvo que se especifique lo contrario, todas las cantidades son en peso de la composición detergente en gel.

Debe indicarse que en la especificación de cualquier intervalo de concentración, cualquier concentración superior particular puede asociarse con cualquier concentración inferior particular.

Para evitar dudas, la palabra "comprende" se da por supuesto que significa "incluye" pero no necesariamente "constituida por" o "compuesta por". En otras palabras, las etapas u opciones enumeradas no necesitan ser exhaustivas.

"Gel" tal como se usa aquí, significa un gel lamelar, de cizallado disminuido, con una viscosidad de vertido dentro del intervalo de desde 100 hasta 5.000 mPas (mili Pascal por segundo), más preferiblemente menor de 3.000 mPas, lo más preferiblemente menor de 1.500 mPs, y que igualmente tiene la tensión de cizallado crítica superior a 10 Pa, más preferiblemente superior a 15 Pa, lo más preferiblemente superior a 20 Pa, pero que no excede de 100 Pa. El concepto de "gel" en la técnica no está frecuentemente bien definido. Sin embargo, la definición indeterminada, la más común, es de que un gel es un líquido espeso. No obstante, un líquido espeso puede ser un fluido newtoniano, el cual no cambia su viscosidad con el cambio de la estado del flujo, tal como miel o jarabe. Este tipo de líquido espeso en muy difícil y sucio de dispensar. Un tipo diferente de gel líquido es el de cizallado disminuido, es decir, es espeso en un estado de bajo cizallado (por ejemplo, en reposo) y ligero en un estado de alta velocidad de flujo. La reología del gel de cizallado disminuido puede caracterizarse mediante el modelo de Sisko:

\eta= a \ + \ b \ x \ \gamma^{n-1}

en la que:

\eta es la viscosidad, en mPas,

\gamma es la velocidad de cizallado, en l/seg,

a y b son constantes, y

n es el índice de velocidad de Sisko.

Tal como se usa aquí, "cizallado disminuido" significa un gel con un índice de velocidad de Sisko menor de 0,6.

Las propiedades reológicas del cizallado disminuido pueden medirse con un viscosímetro o un reómetro sofisticado y la aguja de medición correcta. La selección de la aguja depende del tipo de instrumento. Generalmente, una aguja cilíndrica necesita un volumen mayor de muestra; tanto para las agujas de forma cónica como de disco se necesita menos muestra. El protocolo implica un flujo en estado estacionario (SSF). La primera etapa es la etapa de acondicionamiento que pre-cizalla la muestra a una temperatura establecida (por ejemplo, 25ºC. El tiempo requerido depende del tipo de muestra: generalmente se precisa desde 30 segundos hasta una hora. La segunda etapa es la etapa de flujo en estado estacionario, la cual implica el ajuste tanto de la tensión de cizallado (solamente para un reómetro de tensión controlada) como la velocidad de cizallado y la recogida de datos después de que la muestra ha alcanzado un equilibrio evidente. Para determinar el comportamiento al flujo, pueden elegirse arbitrariamente para el programa de ensayo la velocidad de cizallado máxima y el tiempo de declive. Durante el ensayo, pueden recogerse hasta 1000 puntos de datos y almacenarse en cada punto la viscosidad, tensión de cizallado, velocidad de cizallado, temperatura y tiempo de ensayo. La representación de la viscosidad frente a la velocidad de cizallado revelará si la muestra es o no de cizallado reducido. Para los puntos de datos puede ajustarse un modelo matemático, tal como el modelo de Sisko.

Tal como se usa aquí, por "viscosidad de vertido" se entiende la viscosidad medida a una velocidad de cizallado de 21 s^{-1}, la cual puede medirse usando el procedimiento descrito inmediatamente más arriba, o puede leerse a partir de la representación de la viscosidad frente a la velocidad de flujo.

La tensión de cizallado crítica es la tensión de cizallado a la cual la viscosidad cae dramáticamente. Es diferente de la tensión de cizallado cero, la cual es la tensión de cizallado a la velocidad de cizallado cero. La tensión de cizallado crítica puede estimarse a partir de la pendiente de caída de la viscosidad sobre una representación de viscosidad frente a tensión de cizallado.

Tal como se usa aquí, "lamelar" significa que los cristales líquidos de dentro del gel tienen capas (láminas) lípidas. Las estructuras lamelares pueden detectarse mediante microscopio de luz polarizada. Además, la mayoría de estas láminas lamelares se mantienen en la forma de una lámina y únicamente una porción muy limitada, por ejemplo menos del 10% de la fase lamelar, se enrollan para formar una estructura de cebolla, del tipo de vesículas.

Tal como se usa aquí, "geles lamelares" significa geles que tienen estructura de fase lamelar, únicamente, entremezclada con fase isotrópica (conocida como L1).

Un reómetro sofisticado, tal como la serie AR de TA Instruments, es necesario para la medición de G' y G''. En primer lugar, la región viscoelástica pseudo-lineal (LVR) se determina mediante un barrido de tensión oscilatoria (OSS). A continuación, la muestra se acondiciona mediante un pre-cilladado determinado a una temperatura fijada (por ejemplo, 25ºC) de manera que su estructura pueda equilibrarse y, con ello, la geometría alcance el equilibrio térmico antes de comenzar la toma de datos. A continuación, se lleva a cabo la etapa de barrido de tensión. Para una muestra desconocida, un buen cálculo aproximado es ensayar a lo largo del intervalo de tensión (par) de cizallado disponible del instrumento (por ejemplo, 1-10.000 microN.m) y una frecuencia de 1 Hz. Finalmente, se lleva a cabo un barrido de frecuencia oscilatoria. El intervalo de frecuencia puede fijarse entre 100 Hz y 0,1 Hz. El % de esfuerzo o tensión de cizallado debería establecerse en un valor dentro de la LVR en que se encuentra la etapa OSS. El valor G' procedente de la LVR se usa para correlacionar el fenómeno de retroceso rápido.

"Transparente" tal como se usa aquí, incluye tanto transparente como translúcido y significa que un ingrediente, o una mezcla, o una fase, o una composición, o un envase de acuerdo con la invención, tiene, preferiblemente, una transmitancia de más del 25%, más preferiblemente más del 30%, lo más preferiblemente más del 40%, óptimamente más del 50% en la parte visible del espectro (aproximadamente 410-800 nm). Como alternativa, la absorbancia puede medirse como menor de 0,6 (equivalente aproximadamente al 25% de transmitancia) o por tener una transmitancia superior al 25%, en la que el % de transmitancia es igual a 1/10^{adsorbancia}x 100%. Para los fines de la invención, siempre y cuando una longitud de onda en el intervalo de luz visible tenga una transmitancia superior al 25%, se considera que es transparente/translúcido.

Tensioactivo detergente

Las composiciones de la invención contienen uno o más agentes activos superficialmente seleccionados entre el grupo constituido por tensioactivos aniónicos, no iónicos, catiónicos, anfóteros y zwiteriónicos o mezclas de los mismos. Los detergentes tensioactivos preferidos para uso en la presente invención son mezclas de tensioactivos aniónicos y no iónicos, aunque se da por entendido que el tensioactivo aniónico puede usarse solo o en combinación con cualquier otro tensioactivo o tensioactivos. Típicamente, los detergentes tensioactivos son emulsificadores de aceite en agua que tienen un HLB superior a 10, típicamente de 12 y superior. Los tensioactivos detergentes están incluidos en la presente invención tanto por la detergencia como para crear una emulsión con una fase acuosa continua.

Detergentes tensioactivos aniónicos

Los agentes activos superficialmente aniónicos que pueden usarse en la presente invención son aquellos compuestos activos superficialmente que contienen un grupo hidrófobo de hidrocarburo de cadena larga en su estructura molecular y un grupo hidrófilo, es decir, un grupo solubilizante en agua tal como un grupo carboxilato, sulfonato o sulfato y su forma ácida correspondiente. Los agentes activos superficialmente aniónicos incluyen los alquilo superior aril sulfonatos, alquilo superior sulfonatos, alquilo superior sulfatos y los alquilo superior poli éter sulfatos solubles en agua de metal alcalino (por ejemplo, sodio y potasio).

Los tensioactivos aniónicos pueden incluir igualmente, y de hecho lo hacen, jabones de ácidos grasos, es decir, ácidos grasos completamente neutralizados.

Uno de los grupos preferidos de agentes activos superficialmente aniónicos son las sales de metal alcalino, amonio o alcanolamina de alquilo superior aril sulfonatos y las sales de metal alcalino, amonio o alcanolamina de alquilo superior sulfatos. Los alquilo superior sulfatos preferidos son aquellos en los cuales los grupos alquilo contienen de 8 hasta 26 átomos de carbono, preferiblemente de 12 hasta 22 átomos de carbono y más preferiblemente de 14 hasta 18 átomos de carbono. Preferiblemente, el grupo alquilo en el alquil aril sulfonato contiene de 8 hasta 16 átomos de carbono y más preferiblemente de 10 hasta 15 átomos de carbono. Un alquil aril sulfonato particularmente preferido es el de C_{10} hasta C_{16} benceno sulfonato de sodio, potasio o etanolamina, por ejemplo, dodecilo lineal benceno sulfonato sódico. Los alquilo primarios y secundarios sulfatos pueden obtenerse mediante la reacción de alfa-olefinas de cadena larga con sulfitos o bisulfitos, por ejemplo bisulfito sódico. Los alquil sulfatos pueden obtenerse igualmente mediante la reacción de hidrocarburos parafínicos de cadena normal largos con dióxido de azufre y oxígeno, tal como se describe en las patentes de EE.UU. Nos. 2.503.280, 2.507.088, 3.372.188 y 3.260.741, para obtener alquilo superiores normales o secundarios sulfatos adecuados para uso como detergentes tensioactivos.

Preferiblemente, el substituyente alquilo es lineal, es decir alquilo normal; sin embargo, puede usarse alquilo de cadena ramificada sulfonatos, aunque no son tan buenos con respecto a la biodegradabilidad. El substituyente alcano, es decir alquilo, puede estar sulfonado terminalmente o puede estar unido, por ejemplo, al átomo de carbono 2 de la cadena, es decir puede ser un sulfonato secundario. Se da por entendido en la técnica que el substituyente puede unirse a cualquier carbono sobre la cadena alquilo. Los alquilo superiores sulfonatos pueden usarse en forma de las sales de metal alcalino, tal como sodio y potasio. Las sales preferidas son las sales sódicas. Los alquilo sulfonatos preferidos son los alquilo normales primarios de C_{10} hasta C_{18} sulfonatos de sodio y potasio, siendo la sal alquilo normal primaria de C_{10} hasta C_{15} sulfonato la más preferida.

Pueden usarse mezclas de alquilo superiores benceno sulfonatos y alquilo superiores sulfatos así como mezclas de alquilo superiores benceno sulfonatos y alquilo superiores poliéter sulfatos.

Igualmente, pueden usarse alquilo de cadena normal y alquilo de cadena ramificada sulfatos (por ejemplo, alquilo primario sulfatos) como el componente aniónico.

Los alquilo superiores polietoxi sulfatos usados de acuerdo con la presente invención pueden ser alquilo de cadena normal o ramificada y contener grupos alcoxi inferiores que pueden contener dos o tres átomos de carbono. Los alquilo superiores normales poliéter sulfatos son los preferidos dado que tienen un mayor grado de biodegradabilidad que el alquilo de cadena ramificada y los grupos polialcoxi inferiores son grupos etoxi preferibles.

Los alquilo superiores polietoxi sulfatos preferidos usados de acuerdo con la presente invención se representan mediante la fórmula:

R_{1}-O(CH_{2}CH_{2}O)_{p}-SO_{3}M,

en la que R_{1} es alquilo de C_{8} hasta C_{20}, preferiblemente de C_{10} hasta C_{18} y más preferiblemente de C_{12} hasta C_{15}; p es de 1 hasta 18, preferiblemente de 2 hasta 6, y más preferiblemente de 2 hasta 4; y M es un metal alcalino, tal como sodio y potasio, o un catión amonio. Las sales de sodio y potasio son las preferidas.

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Un alquilo superior polietoxilado sulfato preferido es la sal sódica de un trietoxi alcohol de C_{12} hasta C_{15} sulfato que tiene la fórmula:

C_{12-15}-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{3}-SO_{3}Na.

Los ejemplos de alquil etoxi sulfatos adecuados que pueden usarse de acuerdo con la presente invención son alquilo normal o primario de C_{12-15} trietoxi sulfato, sal sódica; n-decil dietoxi sulfato, sal sódica; alquilo primario de C_{12} dietoxi sulfato, sal amónica; alquilo primario de C_{12} trietoxi sulfato, sal sódica; alquilo primario de C_{15} tetraetoxi sulfato, sal sódica; alquilo primario normal de C_{14-15} mezclado tri- y tetraetoxi mezclado sulfato, sal sódica; esterail pentaetoxi sulfato, sal sódica; y alquilo primario normal de C_{10-18} mezclado trietoxi sulfato, sal potásica.

Los alquilo normal etoxi sulfatos son fácilmente biodegradables y son los preferidos. Los alquilo polialcoxi inferior sulfatos pueden usarse en mezclas unos con otros y/o en mezclas con los alquilo superior benceno sulfonatos, o alquil sulfatos anteriormente expuestos.

Debería indicarse que los etoxi sulfatos lineales (LES) ácidos no son estables. De acuerdo con ello, cuando se usa LES, se pre-neutraliza y usa como pasta activa al 70%, sin hidrotropo, y se diluye durante el procesado.

Las composiciones detergentes de la presente invención son composiciones de colada y, en consecuencia, incluyen, preferiblemente, un tensioactivo aniónico, para proporcionar detergencia y espumación. Preferiblemente, la cantidad del tensioactivo aniónico está dentro del intervalo de desde 5% hasta 30% para acomodar la co-inclusión de tensioactivos no iónicos, más preferiblemente desde 6% hasta 20% y, óptimamente, desde 8% hasta 18%.

No obstante, se ha descubierto, como parte de la presente invención, que con el fin de alcanzar la acumulación deseada, la suma de tensioactivos aniónicos seleccionados entre jabón, ácido alquilo lineal benceno sulfónico, alquilo primario y secundario sulfatos (es decir, tensioactivos no alcoxilados o etoxilados, o tensioactivos con grupos EO/PO incluyendo no iónicos) es más del 50% del nivel de tensioactivo total, preferiblemente más del 60%, lo más preferiblemente más del 70%.

El tensioactivo aniónico puede producirse (neutralizarse), y preferiblemente así se hace, in situ, para minimizar el coste del procesado, mediante la neutralización del ácido aniónico precursor (por ejemplo, ácido alquilo lineal benceno sulfónico y/o ácido graso) con una base. Las bases adecuadas incluyen, pero sin limitarse a ellas, monoetanolamina, trietanolamina, base de metal alcalino, y preferiblemente es mezcla de hidróxido sódico y monoetanolamina, dado que el hidróxido sódico es la fuente de base más económica y la monoetanolamina ofrece mejor control del pH.

Tensioactivo no iónico

Como es bien sabido, los tensioactivos no iónicos se caracterizan por la presencia de un grupo hidrófobo y un grupo hidrófilo orgánico y, típicamente, se producen mediante la condensación de un compuesto hidrófobo alifático o alquil aromático orgánico con óxido de etileno (hidrófilo por naturaleza).

Usualmente, los tensioactivos no iónicos son lipófilos polialcoxilados en los que el equilibrio hidrófilo-lipófilo se obtiene a partir de la adición de un grupo polialcoxi inferior hidrófilo a una parte lipófila. Una clase preferida de detergente no iónico es los alcanoles alcoxilados en los que el alcanol tiene de 9 hasta 20 átomos de carbono y en los que el número de moles de óxido de alquileno (de 2 hasta 3 átomos de carbono) es desde 5 hasta 20. De dichos materiales es preferible usar aquellos en los que el alcanol es un alcohol graso de 9 hasta 11 ó de 12 hasta 15 átomos de carbono y que contiene desde 5 hasta 8 o desde 5 hasta 9 grupos alcoxi por mol. Igualmente preferido es el alcohol con base de parafina (por ejemplo, no iónicos de Huntsman o Sassol).

Ejemplos de dichos compuestos son aquellos en los que el alcanol es de 10 hasta 15 átomos de carbono y que contiene aproximadamente de 5 hasta 12 grupos de óxido de etileno por mol, por ejemplo, Neodol® 25-9 y Neodol® 23-6,5, productos fabricados por Shell Chemical Company, Inc. El primero es un producto de condensación de una mezcla de alcoholes grasos superiores con un promedio de aproximadamente 12 hasta 15 átomos de carbono, con aproximadamente 9 moles de óxido de etileno y el último corresponde a una mezcla en la que el contenido en átomos de carbono del alcohol graso superior es de 12 hasta 13 y el número promedio presente de grupos de óxido de etileno es aproximadamente de 6,5. Los alcoholes superiores son alcanoles primarios.

Otra subclase de tensioactivos alcoxilados que pueden usarse contienen una longitud de cadena alquilo precisa en lugar de una distribución de cadena alquilo de los tensioactivos alcoxilados descritos anteriormente. Típicamente, estos son denominados alcoxilatos de intervalo estrecho. Los ejemplos de estos incluyen la serie Neodol-1® de tensioactivos fabricados por Shell Chemical Company.

Otros no iónicos útiles son los representados por la clase bien conocida comercialmente de no iónicos vendidos bajo la marca comercial Plurafac® por BASF. Los Plurafacs® son los productos de reacción de un alcohol lineal superior y una mezcla de óxidos de etileno y propileno, que contienen una cadena mezclada de óxido de etileno y óxido de propileno, terminada mediante un grupo hidroxilo. Los ejemplos incluyen alcohol graso de C_{13}-C_{15} condensado con 6 moles de óxido de etileno y 3 moles de óxido de propileno, alcohol graso de C_{13}-C_{15} condensado con 7 moles de óxido de propileno y 4 moles de óxido de etileno, alcohol graso de C_{13}-C_{15} condensado con 5 moles de óxido de propileno y 10 moles de óxido de etileno o mezclas de cualquiera de los anteriores.

Otro grupo de no iónicos líquidos se encuentran disponibles comercialmente de Shell Chemical Company, Inc. bajo la marca comercial Dobanol® o Neodol®: Dobanol® 91-5 es un alcohol graso de C_{9}-C_{11} etoxilado con un promedio de 5 moles de óxido de etileno y Dobanol® 25-7 es un alcohol graso de C_{12}-C_{15} etoxilado con un promedio de 7 moles de óxido de etileno por mol de alcohol graso.

En las composiciones de esta invención, los tensioactivos no iónicos preferidos incluyen los alcoholes grasos primarios de C_{12}-C_{15} o alil fenoles con un contenido relativamente estrecho de óxido de etileno dentro del intervalo de desde aproximadamente 6 hasta 11 moles, y los alcoholes grasos de C_{9} hasta C_{11} etoxilados con aproximadamente 5-6 moles de óxido de etileno.

Otra clase de tensioactivos no iónicos que puede usarse de acuerdo con esta invención son tensioactivos glicósidos.

Generalmente, los no iónicos comprenderían 0-32% en peso, preferiblemente de 5 hasta 30%, más preferiblemente de 5 hasta 25% en peso de la composición.

Tensioactivos catiónicos

En la técnica, se conocen muchos tensioactivos catiónicos, y casi todo tensioactivo catiónico que tenga al menos un grupo alquilo de cadena larga de aproximadamente 10 hasta 24 átomos de carbono es adecuado en la presente invención. Dichos compuestos están descritos en Cationic Suftactants, Jungermann, (1970), los cuales se incorporan aquí como referencia.

Los tensioactivos catiónicos específicos que pueden usarse como tensioactivos en la invención sujeto están descritos en detalle en la patente de EE.UU. No. 4.497.718, la cual se incorpora aquí como referencia. Al igual que con los tensioactivos no iónicos y aniónicos, las composiciones de la invención pueden usar tensioactivos catiónicos solos o en combinación con cualquier otro tensioactivo conocido en la técnica. Por supuesto, las composiciones pueden no contener en absoluto tensioactivos catiónicos.

Tensoactivos anfóteros

Los tensioactivos sintéticos anfóteros pueden describirse de una manera amplia como derivados alifáticos o derivados alifáticos de aminas secundarias o terciarias heterocíclicas en las cuales el radical alifático puede ser de cadena recta o ramificada y en el que uno de los substituyentes alifáticos contiene desde aproximadamente 8 hasta 18 átomos de carbono y al menos uno contiene un grupo soluble en agua aniónico, por ejemplo carboxilato, sulfonato, sulfato. Los ejemplos de compuestos que entran dentro de esta definición son 3-(dodecilamino)propionato sódico, 3-(dodecilamino)propano-1-sulfonato sódico, 2-(dodecilamino)etil sulfato sódico, 2-(dimetilamino)octadecanoato sódico, 3-(N-carboximetildodecilamino)propano-1-sulfonato disódico, octadeciliminodiacetato disódico, 1-carboximetil-2-undecilimidazol sódico, y N,N-bis(2-hidroxietil)-2-sulfato-3-dodecoxipropilamina sódica. El 3-(dodecilamino)propano-1-sulfonato sódico es el preferido.

Los tensioactivos zwitteriónicos puede describirse de una manera amplia como derivados de compuestos de aminas secundarias y terciarias, derivados de aminas secundarias y terciarias heterocíclicas, o derivados de amonio cuaternario, fosfonio cuaternario o sulfonio terciario. El átomo catiónico en el compuesto cuaternario puede ser parte de un anillo heterocíclico. En todos estos compuestos existe al menos un grupo alifático, de cadena recta o ramificada, que contiene desde aproximadamente 3 hasta 18 átomos de carbono y al menos un substituyente alifático que contiene un grupo solubilizante en agua aniónico, por ejemplo, carboxi, sulfonato, sulfato, fosfato, o fosfonato.

Los ejemplos específicos de tensioactivos zwitteriónicos que pueden usarse están establecidos en la patente de EE.UU. No. 4.062.647, la cual se incorpora aquí como referencia.

La cantidad total de total de tensioactivo usado puede variar desde 8 hasta 35%, preferiblemente de 10 hasta 30%, más preferiblemente de 12 hasta 25%.

Tal como se ha indicado, los sistemas tensioactivos preferidos de la invención son mezclas de tensioactivos aniónicos y no iónicos.

Los sistemas particularmente preferidos incluyen, por ejemplo, mezclas de alquilo lineal aril sulfonatos (LAS) y sulfatos alcoxilados (por ejemplo, etoxilados) (LES) con no iónicos alcoxilados por ejemplo en la relación de 2:1:1.

Preferiblemente, el no iónico debería comprender, como un porcentaje de un sistema aniónico/no iónico, al menos 20%, más preferiblemente al menos 25%, hasta aproximadamente 50% del sistema tensioactivo total. Un sistema tensioactivo particularmente preferido comprende aniónico/no iónico en una relación de 1:1.

Ácido graso no neutralizado

Cualquier ácido graso es adecuado, incluyendo pero sin limitarse a ellos, ácido láurico, mirístico, palmítico, esteárico, oleico, linoleico, linolénico, y mezclas de los mismos, seleccionado preferiblemente entre ácido graso que no forme sólido desmenuzable a temperatura ambiente. Los ácidos grasos que se obtienen de manera natural, los cuales son usualmente mezclas complejas, son igualmente adecuados (tales como ácidos grasos de sebo, coco y pepita de palma). El ácido graso preferido es ácido oleico dado que es líquido a temperatura ambiente y que su cadena de C18 ayuda a inducir la fase lamelar. Además, es igualmente un coadyuvante y, después de neutralización, puede ofrecer buena detergencia.

La cantidad de ácido graso no neutralizado depende de la cantidad de tensioactivo usado, y se determina mediante el Valor de índice de acumulación descrito más adelante. En general, la cantidad de ácido graso no neutralizado está dentro del intervalo de desde 0,1% hasta 5%, preferiblemente desde 0,2% hasta 4%, más preferiblemente desde 0,5 hasta 3%, para obtener geles óptimos a coste mínimo.

Para evitar dudas, se usaron los valores de pKa siguientes en la presente invención para calcular la cantidad de ácido graso no neutralizado en las composiciones:

1

El ácido de coco de grado industrial es una mezcla de ácidos grasos que contienen ácidos grasos de C8 hasta C18. Igualmente, el ácido oleico de grado industrial es una mezcla de ácidos que tienen ácidos grasos de C14 hasta C18. La diferencia en longitud de la cadena alquilo en una mezcla de este tipo de ácidos grasos puede debilitar la interacción de Van der Waals entre moléculas de ácido graso, y esto da como resultado una reducción del valor de pKa comparado con el ácido graso puro.

Relación de tensioactivo a ácido graso no neutralizado

En las composiciones de la invención especialmente preferidas, la relación en % en peso de ácido graso no neutralizado al tensioactivo total, A, es menor de 1, pero mayor que, o igual a, el Valor del índice de acumulación, P, definido por la ecuación (I):

(I)P = 0,35-(0,01xA)

El tensioactivo total no incluye la cantidad de precursores de tensioactivo aniónico no neutralizado, pero incluye el tensioactivo de jabón de ácido graso totalmente neutralizado.

Si la relación es mayor de 1, el sistema tensioactivo puede no solubilizar todo el ácido graso no neutralizado y se produce separación de fases. Si la relación es menor que el Valor de acumulación, P, podría no formarse el gel con la acumulación deseada.

pH

El pH de las composiciones de la invención está, generalmente, dentro del intervalo de desde 6 hasta 8, preferiblemente desde 6,2 hasta 7,8, más preferiblemente desde 6,5 hasta 7,5, lo más preferiblemente desde 6,8 hasta 7,4.

Agua

Las composiciones de la invención incluyen, generalmente, agua como un disolvente y el vehículo. Preferiblemente, la cantidad de agua está dentro del intervalo de desde 50 hasta 90%, más preferiblemente desde 55 hasta 85%, lo más preferiblemente desde 60 hasta 80%.

Ingredientes opcionales

Un ingrediente opcional particularmente preferido es un sistema de salto de pH (por ejemplo, compuesto de boro/poliol), tal como se describe en las patentes de EE.UU. 5.089.163 y 4.959.179 de Aronson y otros, incorporadas aquí como referencia. La inclusión del sistema de salto de pH asegura que el pH salta en la máquina de lavar para neutralizar el ácido graso, con el fin de obtener los beneficios del ácido graso neutralizado y para minimizar la cantidad de tensioactivo.

Antioxidante

Un ingrediente opcional particularmente preferido es un antioxidante. Se ha encontrado que el uso de un antioxidante conjuntamente con ácido graso no neutralizado, especialmente ácido graso no saturado, por ejemplo ácido oleico, puede prevenir o minimizar de manera substancial la decoloración o amarilleamiento de un gel. Los antioxidantes adecuados incluyen, pero sin limitarse a ellos, hidroxitolueno butilado (BHT), TBHQ (terc-butilhidroquinona), galato de propilo, ácido gálico, vitamina C, vitamina E, ácido tánico, Tinogard, tocoferol, Trolox, BHA (hidroxianisol butilado), y otros compuestos antioxidantes conocidos. El BHT es el preferido. Generalmente, puede usarse desde 0,0% hasta aproximadamente 5,0%, preferiblemente desde 0,01% hasta 1%, más preferiblemente desde 0,03% hasta 0,5%.

Hidrotropo

El hidrotropo reduce y previene la formación de cristal líquido. Generalmente, se sabe que la adición de hidrotropo destruye los geles. De manera sorprendente, se ha descubierto que la adición de un bajo nivel de hidrotropo ayuda a la formación de los geles de la invención, al tiempo que igualmente mejora la claridad/transparencia de la composición. Los hidrotropos adecuados incluyen, pero sin limitarse a ellos, propileno glicol, glicerina, etanol, urea, sales de benceno sulfonato, tolueno sulfonato, xileno sulfonato o cumeno sulfonato. Las sales adecuadas incluyen, pero sin limitarse a ellas, sodio, potasio, amonio, monoetanolamina, trietanolamina. Preferiblemente, el hidrotropo está seleccionado entre el grupo constituido por propileno glicol, gliurina xileno sulfonato, etanol, y urea para proporcionar un rendimiento óptimo. Generalmente, la cantidad del hidrotropo está dentro del intervalo de desde 0 hasta 6%, preferiblemente desde 0,1 hasta 4%, más preferiblemente desde 0,2 hasta 3%, lo más preferiblemente desde 0,5 hasta 2%. El hidrotropo el más preferido es propileno glicol y/o glicerina debido a su estabilidad, a un bajo nivel, para mejorar la calidad del gel sin destruir la estructura.

Colorante

El colorante puede ser un tinte o un pigmento. Lo más preferiblemente, se usa un tinte soluble en agua (para prevenir el manchado de tejidos). Las composiciones preferidas son azul.

Coadyuvantes/Electrolitos

El ácido graso no neutralizado, especialmente el ácido graso no saturado, puede funcionar igualmente como un coadyuvante.

Los coadyuvantes adicionales que pueden usarse de acuerdo con esta invención incluyen coadyuvantes de detergencia alcalinos convencionales, inorgánicos u orgánicos, los cuales deberían usarse a niveles de desde aproximadamente 0,1% hasta aproximadamente 20,0% en peso de la composición, preferiblemente desde1,0% hasta aproximadamente 10,0% en peso, más preferiblemente de 2% hasta 5% en peso.

Como electrolito puede usarse cualquier sal soluble en agua. El electrolito puede ser, igualmente, un coadyuvante de detergencia, tal como el coadyuvante inorgánico tripolifosfato sódico, o puede ser un electrolito no funcional tal como sulfato o cloruro sódico. Preferiblemente, el coadyuvante inorgánico comprende la totalidad o parte del electrolito. Es decir, el término electrolito abarca tanto coadyuvantes como sales. El electrolito el más preferido es bórax, dado que este puede usarse en una forma compleja con poliol, el cual reserva una fuente alcalina hasta que la composición se ha diluido. De acuerdo con ello, neutraliza el ácido graso no neutralizado, tras la dilución en la máquina de lavar. Preferiblemente, el nivel de bórax es desde 0% hasta 15%, preferiblemente de 0,5 hasta 10%, más preferiblemente de 1 hasta 8%.

Los ejemplos de coadyuvantes de detergencia alcalinos inorgánicos adecuados que pueden usarse son fosfatos, polifosfatos, boratos, silicatos, así como carbonatos de metales alcalinos solubles en agua. Los ejemplos específicos de dichas sales son trifosfatos, pirofosfatos, ortofosfatos, hexametafosfatos, tetraboratos, silicatos y carbonatos de sodio y potasio.

Los ejemplos de sales coadyuvantes de detergencia alcalinos orgánicos adecuados son: (1) amino policarboxilatos solubles en agua, por ejemplo, etilenodiaminotetraacetatos, nitriloacetatos y N-(2-hidroxietil)-nitrilodiacetatos de sodio y potasio; (2) sales solubles en agua de ácido fítico, por ejemplo, fitatos de sodio y potasio (véase la patente de EE.UU. No. 2.379.942); (3) polifosfonatos solubles en agua, incluyendo específicamente sales de sodio, potasio y litio de ácido etano-1-hidroxi-1,1-difosfónico; sales de sodio, potasio y litio de ácido metileno difosfónico; sales de sodio, potasio y litio de ácido etileno difosfónico; y sales de sodio, potasio y litio de ácido etano-1,1,2-trifosfónico. Otros ejemplos incluyen las sales de metal alcalino de ácido etano-2-carboxi-1,1-difosfónico, ácido hidroximetanodifosfónico, ácido carboxildifosfónico, ácido etano-1-hidroxi-1,1,2-trifosfónico, ácido etano-2-hidroxi-1,1,2-trifosfónico, ácido propano-1,1,3,3-tetrafosfónico, ácido propano-1,1,2,3-tetrafosfónico, y ácido 1,2,2,3-tetrafosfónico; (4) sales solubles en agua de polímeros y copolímeros de policarboxilato tales como los descritos en la patente de EE.UU. No. 3.308.067.

Además, pueden usarse de manera satisfactoria coadyuvantes de policarboxilato, incluyendo sales solubles en agua de ácido melítico, ácido cítrico, y ácido carboximetiloxisuccínico, imino disuccinato, sales de polímeros de ácido itacónico y ácido maleico, tartrato monosuccinato, tartrato disuccinato y mezclas de los mismos.

El citrato sódico es particularmente preferido, para optimizar la función frente a coste (por ejemplo, desde 0 hasta 15%, preferiblemente desde 1 hasta 10%).

Pueden usarse ciertas zeolitas y aluminosilicatos. Un aluminosilicato de este tipo que es útil en las composiciones de la invención es un compuesto hidratado insoluble en agua amorfo de la fórmula Na_{x}[(AlO_{2})_{y}.SiO_{2}], en la que x es un número de desde 1,0 hasta 1,2 e y es 1, estando dicho material amorfo caracterizado además por una capacidad de intercambio de Mg^{++} de desde aproximadamente 50 mg eq. de CaCO_{3}/g, y un diámetro de partícula de desde aproximadamente 0,01 micrón hasta aproximadamente 5 micrones. Este coadyuvante de intercambio de iones está descrito de manera más completa en la patente Inglesa No. 1.470.250.

Un segundo material de intercambio de iones de aluminosilicato sintético insoluble en agua útil aquí es cristalino por naturaleza y tiene la fórmula Na_{z}[(AlO_{2})_{y}.(SiO_{2})]xH_{2}O, en la que x e y son números enteros de al menos 6; la relación molar de z a y está dentro del intervalo de desde 1,0 hasta aproximadamente 0,5, y x es un número entero de desde aproximadamente 15 hasta aproximadamente 264; teniendo dicho material de intercambio de iones de aluminosilicato un diámetro de tamaño de partícula de desde aproximadamente 0,1 micrón hasta aproximadamente 100 micrones; una capacidad de intercambio de iones calcio sobre una base anhidra de al menos aproximadamente 200 miligramos equivalentes de dureza de CaCO_{3} por gramo; y una proporción de intercambio de iones sobre una base anhidra de al menos aproximadamente 0,032 gramo/litro/minuto/gramo. Estos aluminosilicatos sintéticos están descritos de manera más completa en la patente Inglesa No. 1.429.143.

La composición de colada preferida puede incluir además uno o más ingredientes de colada bien conocidos, agentes anti-redeposición, tintes fluorescentes, perfumes, polímeros de liberación de suciedad, colorante, enzimas, agentes de estabilización de enzimas (por ejemplo, sorbitol y/o boratos), agentes de tamponación, agentes antiespuma, absorbedores de UV, etc.

Pueden usarse abrillantantes ópticos para algodón, poliamida y poliéster. Los abrillantantes ópticos adecuados incluyen Tinopal, composiciones de estilbeno, triazol y bencidina sulfona, especialmente triacinil estilbeno substituido sulfonado, naftotriazol estilbeno sulfonado, bencideno sulfona, etc., siendo los más preferidos las combinaciones de estilbeno y triazol. Un abrillantante preferido es Stilbene Brightener N4, que es un dimorfolino dianilino estilbeno sulfonato.

Igualmente, pueden agregarse, en cantidades eficaces pequeñas, agentes anti-espuma, por ejemplo compuestos de silicona, tal como Silicane L 7604.

Pueden usarse bactericidas, por ejemplo tetraclorosalicilanilida y hexaclorofeno, fungicidas, tintes, pigmentos (dispersables en agua), conservantes, por ejemplo formalina, absorbedores de ultravioleta, agentes anti-amarilleamiento, tal como carboximetil celulosa sódica, modificadores de pH y tampones de pH, blanqueantes inocuos para el color, perfume y tintes y agentes azuleadores tal como Iragon Blue L2D, Detergent Blue 472/372 y azul ultramar.

Igualmente, pueden usarse polímeros de liberación de la suciedad y agentes suavizantes catiónicos.

La lista anterior de ingredientes opcionales no está destinada a ser exhaustiva, pudiendo ser incluidos en la composición otros ingredientes opcionales que pueden no estar enumerados, pero que son bien conocidos en la técnica.

Preferiblemente, las composiciones están substancialmente libres (es decir, contienen menos del 1%, preferiblemente menos del 0,5%, lo más preferiblemente menos del 0,1%) de agentes espesantes tradicionales, tales como poliacrilatos reticulados, gomas de polisacáridos (por ejemplo xantano), gelano, pectina, carrageenano, gelatina.

Uso de la composición

Las composiciones se usan como productos de limpieza de colada (por ejemplo, un detergente de colada, y/o un pretratador de colada). El producto de la invención ofrece una ventaja de pretratador de colada y un detergente en un único producto. Al usarlo, se deposita una cantidad medida de la composición sobre la ropa a lavar o en la máquina de lavar la ropa, con lo cual al mezclarlo con agua, se logra la limpieza de la ropa a lavar. Debería indicarse que, debido a la presencia de ácido graso no neutralizado en las composiciones, las composiciones son de baja espumación y son particularmente adecuadas para uso en máquinas de lavar de carga frontal.

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Procedimiento de obtención de la composición

La composición puede prepararse mezclando los ingredientes mediante cualquier procedimiento adecuado conocido en la técnica. De acuerdo con el procedimiento preferido de obtención de las composiciones, se prepara la pre-mezcla que contiene todos los ingredientes, excepto o bien el ácido graso no neutralizado o el tensioactivo, o bien la base usada para obtener el tensioactivo aniónico. A continuación, se agregan en la última etapa el ácido o el tensioactivo o la base. El procedimiento preferido retrasa la gelificación de la composición hasta la última etapa, simplificando, de esta manera, la fabricación y asegurando el mejor mezclado de los ingredientes. Lo más preferiblemente, el ácido graso no neutralizado y el tensioactivo no iónico se mezclan y agregan finalmente, a la mezcla principal que contiene el resto de los ingredientes, comprendiendo esta última un tensioactivo aniónico. Si se incluye un antioxidante en la fórmula, se prefiere agregarlo o bien con perfume o bien a la pre-mezcla de no iónico y ácido
graso.

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Envase

Las composiciones de la invención son opacas o transparentes, y preferiblemente se embalan dentro de botellas transparentes/translúcidas.

Los materiales para botellas transparentes que pueden usarse con esta invención incluyen, pero sin limitarse a ellos: polipropileno (PP), polietileno (PE), policarbonato (PC), poliamidas (PA) y/o tereftalato de polietileno (PETE), policloruro de vinilo (PVC); y poliestireno (PS).

El envase de la presente invención puede ser de cualquier forma adecuada para almacenamiento y embalaje de líquidos para uso doméstico. Por ejemplo, el envase puede tener cualquier tamaño pero, usualmente, el envase tendrá una capacidad máxima de 0,05 hasta 15 litros, preferiblemente 0,1 hasta 5 litros, más preferiblemente desde 0,2 hasta 2,5 litros. Preferiblemente, el envase es adecuado para una fácil manipulación. Por ejemplo, el envase puede tener asa o una parte con dimensiones tales que permita levantar y transportar fácilmente el envase con una mano. Preferiblemente, el envase contiene un medio adecuado para verter la composición detergente líquida y medios para volver a cerrar el envase. Los medios de vertido pueden tener cualquier tamaño o forma pero, preferiblemente, será suficientemente amplio para la conveniente dosificación de la composición detergente líquida. Los medios de cierre pueden ser de cualquier tamaño o forma, pero usualmente se enroscarán o cerrarán a presión sobre el envase para cerrar el envase. Los medios de cierre pueden ser una tapa que puede desprenderse del envase. Como alternativa, la tapa puede mantenerse aún sujeta al envase, tanto si el envase está abierto como cerrado. Igualmente, los medios de cierre pueden estar incorporados en el envase.

Los ejemplos específicos siguientes ilustran adicionalmente la invención, pero la invención no está limitada a ellos. Los ingredientes usados para los Ejemplos fueron los siguientes.

Los ejemplos no limitativos siguientes ilustran las composiciones de la presente invención y procedimientos de fabricación.

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Ejemplos 1-9

Los Ejemplos (todos ellos dentro del alcance de la invención) se prepararon en primer lugar preparando una mezcla principal mezclando agua, solución de sorbitol al 70%, propileno glicol, solución de hidróxido sódico al 50%, monoetanol amina y bórax. Una vez disuelto el bórax mediante agitación moderada, se agregaron a la mezcla principal ácido sulfónico y ácido graso de coco (cuando este último fue un ingrediente en la formulación). El mezclado se continuó hasta que ambos ácidos se dispersaron completamente y se neutralizaron o se consumieron completamente los agentes neutralizantes alcalinos. Se agregó suficiente hidróxido sódico a la solución como para neutralizar completamente el LAS así como cantidades menores ácidas en el LAS tales como ácido sulfúrico. A continuación, se preparó una pre-mezcla mezclando tensioactivo no iónico y ácido oleico. Posteriormente, se agregó la pre-mezcla dentro de la mezcla principal con agitación. Los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 1. Todos los Ejemplos 1-9 dieron como resultado la formación de un gel.

TABLA 1

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2

Los Ejemplos 1 a 9 fueron todos ellos geles que se acumularon cuando se dispensaron sobre el tejido, incluso para la baja viscosidad de vertido tal como se observa en el Ejemplo 1 (viscosidad de únicamente 715 mPas a 21 l/seg de velocidad de cizallado). De acuerdo con ello, estas composiciones son particularmente adecuadas como pre-tratadores para eliminar manchas.

Ejemplos comparativos 10 y 11

Los Ejemplos 10 y 11 (ambos fuera del alcance de la invención) demuestran los criterios de que un gel con comportamiento de acumulación debería tener de tensioactivo aniónico más del 50% del tensioactivo total. Como referencia, se usó el Ejemplo 1 (dentro del alcance de la invención).

TABLA 2

4

El Ejemplo 1 tenía tensioactivos aniónicos a un nivel mayor del 50% del nivel de tensioactivo total y mostró comportamiento de acumulación. Los Ejemplos Comparativos 10 y 11 tenían el tensioactivo aniónico a un nivel menor del 50% del nivel de tensioactivo total. Ambos Ejemplos 10 y 11 no mostraron comportamiento de acumulación. Esto resultó igualmente evidente a partir de la tensión de cizallado crítico de los Ejemplos Comparativos 10 y 11 (menos de 10 Pa).

Claims

1. Una composición detergente en gel que se acumula tras ser dispensada, comprendiendo la composición:

(c) desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 85% de agua;

en la que la composición detergente en gel es un gel lamelar de cizallado disminuido con una viscosidad de vertido dentro del intervalo de desde 100 hasta 5.000 mPas y una tensión de cizallado crítico superior a 10 Pa.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que la relación en peso de ácido graso no neutralizado al tensioactivo es menor de aproximadamente 1, pero mayor que, o igual, al Valor del índice de acumulación, P, definido por la ecuación (I):

(I)P = 0,35-(0,01xA)

en la que A es la concentración en tensioactivo total.

3. La composición de la reivindicación 1, en la que la cantidad de tensioactivo total es menor de aproximadamente el 25% en peso de la composición.

4. La composición de la reivindicación 1, en la que la composición está substancialmente libre de polímeros gelificantes y viscosificadores.

5. La composición de la reivindicación 1 que comprende además desde aproximadamente 0 hasta aproximadamente 6% en peso de la composición, de un hidrotropo.

6. La composición de la reivindicación 1, en la que la composición es transparente/translúcida.

7. La composición de la reivindicación 1, en la que la composición está enuasada en un envase transparente.

8. La composición de la reivindicación 1, en la que el pH de la composición está dentro del intervalo de desde aproximadamente 6 hasta aproximadamente 8.

9. La composición de la reivindicación 1, en la que el tensioactivo comprende un tensioactivo aniónico.

10. La composición de la reivindicación 8, en la que el tensioactivo aniónico comprende una mezcla de un tensioactivo aniónico sintético y jabón.

11. La composición de la reivindicación 1, en la que el tensioactivo comprende una mezcla de un tensioactivo aniónico y un tensioactivo no iónico.

12. La composición de la reivindicación 1, en la que la composición comprende desde aproximadamente 0,01% hasta aproximadamente 5,0% en peso de la composición, de un antioxidante.

13. La composición de la reivindicación 11, en la que el ácido graso no neutralizado en la composición es un ácido graso insaturado.

14. La composición de la reivindicación 1, en la que la composición comprende además un sistema de salto de pH.

15. La composición de la reivindicación 1, en la que la composición comprende además desde aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 6% de un hidrotropo.

16. La composición de la reivindicación 1, en la que la tensión de cizallado crítico de la composición es superior a 10 Pa.