ES2835726T3 - Eliminación de manchas mediante una nueva combinación de oxidante y quelante - Google Patents
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Abstract
Una composición detergente que comprende carbonato de metal alcalino, un quelante en donde el quelante es una mezcla de ácido metilglicinodiacético, ácido glutámico ácido N,N-diacético y tripolifosfato de metal alcalino, percarbonato de metal alcalino, y un catalizador de peroxidación de acuerdo con la fórmula **(Ver fórmula)** en donde L1 y L2 pueden ser ligandos separados o donde L1 y L2 pueden combinarse para ser una sola molécula; cada L es independientemente un ligando orgánico que contiene al menos tres átomos de nitrógeno que se coordinan con el metal M; M es Mn o Fe; cada X es independientemente un grupo de coordinación o puente, en donde el grupo de coordinación o puente es H2O, OH-, SH-, HO2-, O2-, O22-, S2-, F-, Cl-, Br-, I-, NO3-, NO2-, SO42-, SO32-, PO43-, N3-, CN-, NR3, NCS-, RCN, RS-, RCO2-, RO- o **(Ver fórmula)** donde R es hidrógeno o un grupo alquilo C1 a C6; Y es un contraión; en donde la relación molar de quelante con percarbonato de metal alcalino está en el intervalo de 1,8 a 3,4; en donde dicha relación molar se calcula en base a la cantidad molar total de ácido metilglicinodiacético, ácido glutámico ácido N, N-diacético y tripolifosfato de metal alcalino; en donde, para calcular dicha relación molar, se asume que el percarbonato de metal alcalino tiene la fórmula 2(M2CO3)·3H2O2, donde M representa un metal alcalino; y en donde la cantidad total de ácido metilglicinodiacético, ácido glutámico ácido N,N-diacético y tripolifosfato de metal alcalino no es mayor que 35 % en peso.
Description
DESCRIPCIÓN
Eliminación de manchas mediante una nueva combinación de oxidante y quelante
La presente invención se refiere a composiciones detergentes a base de cenizas para la eliminación de manchas de té y café en aplicaciones de lavado de vajilla, que comprenden un quelante, percarbonato y un catalizador de peroxidación.
El rendimiento de las composiciones detergentes destinadas a aplicaciones de lavado de vajillas se mide en función de su capacidad para eliminar las manchas de té y café, así como también, la suciedad de almidón. Se cree que las manchas de té y café comprenden polifenoles oxidados (por ejemplo, taninos) puenteados por silicato de calcio y representan un tipo de suciedad que es particularmente difícil de disolver.
Se sabe en la técnica que los quelantes que se unen a iones metálicos y de ese modo reducen la concentración de iones metálicos libres en sistemas acuosos pueden además ayudar a redisolver las incrustaciones mediante secuestro de los iones metálicos que están unidos a las incrustaciones precipitadas. Por tanto, se han usado quelantes en composiciones detergentes para mejorar la eliminación de manchas de té y café.
El documento WO 2015/032447 A1, por ejemplo, ha descrito que una combinación de los quelantes ácido metilglicinodiacético (MGDA), ácido glutámico ácido N,N-diacético (GLDA) y tripolifosfato de sodio (STPP) exhibe sinergia en una composición de detergente a base de carbonato con respecto a la eliminación de manchas de té y café.
Para mejorar aún más el rendimiento de limpieza de las composiciones detergentes, se conoce además que incluyen agentes blanqueadores, tales como percarbonato. Estos agentes blanqueadores a menudo se complementan con activadores de blanqueamiento tal como catalizadores de peroxidación que contienen hierro o manganeso. Este enfoque ha sido particularmente eficaz para eliminar la suciedad de almidón.
El documento WO 2014/177217 A1, por ejemplo, ha descrito que una composición de detergente a base de carbonato que comprende percarbonato de metal alcalino y un complejo de hierro o manganeso como catalizador de peroxidación proporciona un detergente de lavado de vajilla altamente eficaz para la eliminación de suciedad de almidón. El documento US 2011/166055 A1 ha descrito el uso de oxalatos de manganeso para mejorar el rendimiento blanqueador de las composiciones detergentes, en particular con respecto a la suciedad del té. El documento US 2010/249007 A1 ha descrito el uso de una composición detergente basada en carbonato que comprende un agente blanqueador y un catalizador blanqueador para la eliminación de manchas de té.
Se conoce además combinar quelantes y agentes blanqueadores con catalizadores de peroxidación en una única composición detergente. Por ejemplo, el documento WO 2012/025740 A1 ha descrito que una composición de detergente que comprende MGDA, un compuesto blanqueador y oxalato de manganeso como catalizador de oxidación proporciona un rendimiento blanqueador mejorado de, por ejemplo, tazas de té. El documento WO 2013/167467 A1 ha descrito composiciones detergentes lavaplatos que comprenden un carbonato de metal alcalino; un percarbonato; MnTACN como catalizador de blanqueamiento. Las composiciones comprenden además tensioactivos no iónicos y MGDA y HEDP como quelantes.
Sin embargo, todos los ejemplos de la técnica anterior hasta ahora emplean altos niveles de quelante para lograr el rendimiento deseado de eliminación de manchas. Sin embargo, existe la necesidad de minimizar el uso de quelantes para que las composiciones detergentes sean lo más rentables posible.
Por tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar una composición que sea muy eficaz para eliminar manchas de té y café en aplicaciones de lavado de vajilla y que minimice el uso de quelantes.
Se ha descubierto sorprendentemente que la combinación de un quelante en el que el quelante es una mezcla de ácido metilglicinodiacético, ácido glutámico ácido N,N-diacético y tripolifosfato de metal alcalino con percarbonato y un catalizador de peroxidación que contiene hierro o manganeso presenta sinergia con respecto a la eliminación de manchas de té y café en una composición detergente a base de cenizas. Por sinergia se entiende que se observa una mayor eliminación de manchas cuando se combina un nivel de quelante por debajo del necesario para la eliminación completa de las manchas con un nivel de percarbonato y catalizador también por debajo del necesario para la eliminación completa de las manchas. Esta sinergia entre los quelantes y el agente blanqueador fue inesperada, porque los quelantes eliminan las manchas a través de un mecanismo diferente al de los blanqueadores oxidativos. Por lo tanto, la presente invención proporciona una composición detergente que comprende carbonato de metal alcalino,
un quelante en el que el quelante es una mezcla de ácido metilglicinodiacético, ácido glutámico, ácido N, N-diacético y tripolifosfato de metal alcalino,
percarbonato de metal alcalino, y
un catalizador de peroxidación de acuerdo con la fórmula
en donde L1 y L2 pueden ser ligandos separados o donde L1 y L2 pueden combinarse para ser una sola molécula; cada L es independientemente un ligando orgánico que contiene al menos tres átomos de nitrógeno que se coordinan con el metal M; M es Mn o Fe;
cada X es independientemente un grupo de coordinación o puente, en el que el grupo de coordinación o puente es H2O, OH-, SH-, HO2-, O2-, O22-, S2-, F-, Cl-, Br-, I-, NO3-, NO2-, SO42-, SO32-, PO43-, N3-, CN-, NR3 , NCS-, RCN, RS-, RCO2-, RO-, o
donde R es hidrógeno o un grupo alquilo C1 a C6;
Y es un contraión;
en donde la relación molar de quelante con percarbonato de metal alcalino está en el intervalo de 1,8 a 3,4;
en donde dicha relación molar se calcula en base a la cantidad molar total de ácido metilglicinodiacético, ácido glutámico ácido N, N-diacético y tripolifosfato de metal alcalino;
en donde, para calcular dicha relación molar, se asume que el percarbonato de metal alcalino tiene la fórmula 2(M2CO3) 3H2O2, donde M representa un metal alcalino;
y en donde la cantidad total de ácido metilglicinodiacético, ácido glutámico ácido N,N-diacético y tripolifosfato de metal alcalino no es mayor que 35 % en peso.
Para el propósito de esta invención, en particular para el propósito de calcular la relación molar de quelante con percarbonato, se supone que el percarbonato de metal alcalino tiene la fórmula 2 (M2CO3)3H2O2, donde M representa un metal alcalino. Se prefiere particularmente el percarbonato de sodio, 2 (Na2CO3)3H2O2.
La composición detergente comprende un carbonato de metal alcalino como fuente de alcalinidad. La composición detergente comprende, típicamente, al menos 5 por ciento en peso de carbonato de metal alcalino, preferentemente la composición comprende de 15 a 80 por ciento en peso, con mayor preferencia, de 20 a 70 por ciento en peso, con mayor preferencia de 35 a 60 por ciento en peso de carbonato de metal alcalino.
En general, la composición detergente comprende una cantidad eficaz de carbonato de metal alcalino. En el contexto de la presente invención, una cantidad eficaz del carbonato de metal alcalino es una cantidad que proporciona una solución de uso que tiene un pH de al menos 8, preferentemente, un pH de 9,5 a 11, con mayor preferencia, de 10 a 10,3. Una solución de uso en el contexto de la presente invención se considera una solución de 1 g/l de la composición detergente en agua destilada. El pH de la solución de uso debe determinarse a temperatura ambiente.
En una modalidad preferida de la presente invención, la composición de detergente proporciona, por lo tanto, un pH medido a temperatura ambiente de al menos 8, preferentemente, un pH de 9,5 a 11, con mayor preferencia de 10 a 11, cuando se diluye en agua destilada a una concentración de 1 gramo por litro.
Los carbonatos de metales alcalinos adecuados son, por ejemplo, carbonato de sodio o potasio, bicarbonato de sodio o potasio, sesquicarbonato de sodio o potasio y mezclas de los mismos. En una modalidad preferida, el metal alcalino es hidróxido, es carbonato de sodio (ceniza de sosa).
Debido al uso de un carbonato de metal alcalino como fuente alcalina, no se requieren otras fuentes alcalinas tales como hidróxidos de metal alcalino. Preferentemente, la composición detergente concentrada, por tanto, no comprende hidróxidos de metales alcalinos.
En el contexto de la presente invención, MGDA y GLDA pueden usarse como ácidos libres o como sales, preferentemente sales de sodio. El tripolifosfato de metal alcalino es, preferentemente, tripolifosfato de sodio (STPP).
Estos quelantes están fácilmente disponibles para el experto en la técnica. Por ejemplo, la sal trisódica de MGDA se vende bajo la marca comercial Trilon M por BASF, la sal tetrasódica de GLDA está disponible bajo la marca comercial Dissolvine GL de AkzoNobel.
De acuerdo con la invención, el quelante es una mezcla de MGDA, tripolifosfato de metal alcalino y GLDA.
La presente invención proporciona una composición detergente, en la que la cantidad de quelante puede minimizarse mientras se mantiene un buen rendimiento limpiador. En una modalidad de la invención, la composición detergente, por lo tanto, comprende como máximo 35 % en peso de quelante. El límite inferior de quelante es preferentemente 5 % en peso, con mayor preferencia, 10 % en peso. En otra modalidad preferida, la composición detergente comprende de 10 a 35 % en peso de quelante. Aquí, la cantidad de quelante se refiere a la cantidad total de MGDA, GLDA y tripolifosfato de metal alcalino. De acuerdo con la invención, la cantidad total de ácido de metilglicinodiacético, ácido N,N-diacético de ácido glutámico y tripolifosfato de metal alcalino no es mayor que 35 % en peso.
MGDA es un quelante particularmente preferido, ya que exhibe un efecto sinérgico particularmente fuerte con el percarbonato y el catalizador de peroxidación. En una modalidad de la descripción, la composición detergente comprende como quelante MGDA y, opcionalmente, GLDA y/o tripolifosfato de metal alcalino.
Además, es preferible minimizar la cantidad de tripolifosfato de metal alcalino usado como quelante. Preferentemente, la composición detergente, por lo tanto, comprende como máximo 28 % en peso de tripolifosfato de metal alcalino, con mayor preferencia, como máximo 25 % en peso, con la máxima preferencia, 22 % en peso. En otra modalidad preferida, la composición detergente comprende como quelante de 7 a 15 % en peso de MGDA, de 2 a 6 % en peso de GLDA y de 20 a 25 % en peso de tripolifosfato de metal alcalino, mientras que la cantidad total de quelante no es mayor que 35 % por peso.
En otra modalidad no de acuerdo con la invención, la composición detergente no comprende tripolifosfato de metal alcalino.
La cantidad óptima de quelante puede elegirse en base a la cantidad de percarbonato. El límite superior de la relación molar es 3,4, preferentemente, 3,0, con mayor preferencia 2,5. El límite inferior de la relación molar es 1,8, preferentemente, 1,9, con la máxima preferencia 2,0. La relación molar de quelante con percarbonato está, por tanto, en el intervalo de 1,8 a 3,4, preferentemente, de 1,9 a 3,0, con la máxima preferencia, de 2,0 a 2,5. Aquí, la relación molar se calcula en base a la cantidad molar total de MGDA, GLDA y tripolifosfato de metal alcalino.
La composición detergente comprende percarbonato de metal alcalino como compuesto peroxigenado. En una modalidad preferida, la composición detergente comprende de 5 a 60 % en peso, preferentemente, de 5 a 30 % en peso, con mayor preferencia, de 5 a 25 en peso, con la máxima preferencia, de 10 a 20 % en peso de percarbonato de metal alcalino. Los percarbonatos de metales alcalinos adecuados son, por ejemplo, percarbonato de sodio y percarbonato de potasio.
Si bien es conocido el uso de Mn y Fe como catalizadores de peroxidación, proporcionar el metal en forma de un complejo de acuerdo con la fórmula (I) tiene varias ventajas, tales como aumentar la actividad y la estabilidad del complejo. En particular en el caso de los complejos de Mn, los ligandos L ayudan a incrementar la solubilidad del metal.
De acuerdo con la invención, el catalizador de peroxidación es un complejo dinuclear de acuerdo con la fórmula (II)
donde Li y L2 pueden ser ligandos separados o donde Li y L2 pueden combinarse para formar una sola molécula. Entre los grupos de coordinación o puente, los grupos O2-, O22-, CH3O-, CH3CO2-,
o Cl- son particularmente preferidos.
Preferentemente, los ligandos se seleccionan del grupo que consiste en triazaciclononano, derivados de triazaciclononano, ligandos que contienen base de Schiff, ligandos de polipiridinamina, ligandos pentadentados donantes de nitrógeno, ligandos de tipo bispidon y ligandos de tetraamidato macrocíclico. Los ejemplos de esas clases de ligandos están descritos por R. Hage y A Lienke (Hage, Ronald; Lienke, Achim. Applications of Transition-Metal Catalysts to Textile and Wood-Pulp Bleaching. Angewandte Chemie Edición internacional, 2005, 45. Jg., Nr. 2, págs. 206-222).
Otro grupo de ligandos preferidos son los dicarboxilatos, en particular el oxalato.
Ligandos particularmente preferidos son los compuestos de acuerdo con las fórmulas (II) a (IV)
en donde cada R1 es independientemente hidrógeno o un grupo alquilo Ci a C6. Otros ligandos adecuados son los compuestos de fórmulas (V) a (XVIII)
Los ligandos (V) a (X) son particularmente adecuados si el metal M es Mn. Los ligandos (XII) a (XVIII) son particularmente adecuados si el metal M es Fe. El ligando (XI) es igualmente adecuado para Mn y Fe.
El contraión Y se selecciona en dependencia de la carga del complejo [(LpMq)nXr]. El número de contraiones s es igual al número de contraiones necesarios para lograr la neutralidad de carga. Preferentemente, el número de contraiones s es 1 a 3. El tipo de contraión Y para la neutralidad de la carga no es crítico para la actividad del complejo y puede seleccionarse, por ejemplo, del grupo formado por Cl-, Br-, I-, NO3-, CO4-, NCS-, BPh4-, BF4-, PF6-, R2-SO3-, R2-SO4-, and R2-CO2-, en donde R2 es hidrógeno o un grupo alquilo C1 a C4. Los contraiones particularmente preferidos son PF6" y CO4".
En una modalidad especialmente preferida, el catalizador de peroxidación es un complejo de acuerdo con la fórmula (II), donde M es manganeso, X se selecciona del grupo que consiste en O2-, O22", CH3O-, CH3CO2-,
o Cl-, y el ligando L es un compuesto de acuerdo con las fórmulas (II) y/o (IV).
Se prefiere además un catalizador de peroxidación, en donde M es manganeso y L es oxalato.
Los catalizadores de peroxidación particularmente preferidos son los compuestos de acuerdo con las fórmulas (XIX) y (XX), denominados además MnTACN y MnDTNE, respectivamente.
La composición detergente puede comprender de 0,0005 a 0,12 % en peso del metal M en forma de un complejo catalítico de peroxidación, preferentemente de 0,001 a 0,05 % en peso.
En una modalidad preferida, la composición detergente comprende carbonato de metal alcalino,
un quelante, en donde el quelante es una mezcla de ácido metilglicinodiacético, ácido N,N-diacético de ácido glutámico y tripolifosfato de metal alcalino,
percarbonato de metal alcalino, y
un catalizador de peroxidación seleccionado de los compuestos de acuerdo con las fórmulas (XIX) o (XX), en donde la relación molar de quelante con percarbonato de metal alcalino está en el intervalo de 2,0 a 2,5.
En otra modalidad, la composición detergente comprende
35 a 45 % en peso de carbonato de sodio,
20 a 25 % en peso de tripolifosfato de metal alcalino,
5 a 15 % en peso de MGDA,
2 a 6 % en peso GLDA,
10 a 20 % en peso de percarbonato de sodio,
y de 0,01 a 0,05 % en peso de un catalizador de peroxidación de acuerdo con las fórmulas (XIX) o (XX), en donde la relación molar de la cantidad total de tripolifosfato de sodio, MGDA y GLDA a percarbonato de sodio está en el intervalo de 2,0 a 2,5.
La composición detergente de la presente invención puede comprender además al menos uno de los compuestos seleccionados de la lista que consiste en tensioactivos, agentes activantes, agentes quelantes/secuestrantes adicionales, silicatos, cargas detergentes o agentes aglutinantes, agentes desespumantes, agentes antirredeposición, enzimas, tintes, odorizantes y mezclas de los mismos.
Puede usarse una variedad de tensioactivos en la presente composición, tales como tensioactivos aniónicos, no iónicos, catiónicos y bipolares. Se prefieren particularmente los tensioactivos no iónicos. La composición detergente puede comprender de 0,5 a 20% en peso de tensioactivo, preferentemente de 1 a 15 % en peso, con mayor
preferencia de 1,5 a 5 % en peso. En una modalidad preferida, la composición detergente comprende de 1,5 a 5 % en peso de tensioactivo no iónico.
Los tensioactivos aniónicos adecuados son, por ejemplo, carboxilatos tales como alquilcarboxilatos (sales de ácido carboxílico) y polialcoxicarboxilatos, carboxilatos de etoxilato de alcohol, carboxilatos de etoxilato de nonilfenol; sulfonatos tales como alquilsulfonatos, alquilbencenosulfonatos, alquilarilsulfonatos, ésteres de ácidos grasos sulfonados; sulfatos tales como alcoholes sulfatados, etoxilatos de alcohol sulfatado, alquilfenoles sulfatados, alquilsulfatos, sulfosuccinatos, alquiletersulfatos; y ésteres de fosfato tales como ésteres de alquilfosfato. Los tensioactivos aniónicos ilustrativos incluyen alquilarilsulfonato de sodio, alfa-olefinasulfonato y sulfatos de alcohol graso.
Los tensioactivos no iónicos adecuados son, por ejemplo, los que tienen un polímero de óxido de polialquileno como parte de la molécula de tensioactivo. Tales tensioactivos no iónicos incluyen, por ejemplo, cloro, bencilo, metilo, etilo, propil, butilo y otros como los éteres de polietilenglicol de alcoholes grasos con cubierta de alquilo; los polialquilenos no iónicos libres de óxido de polialquilo, como los poliglicósidos de alquilo; ésteres de sorbitán y sacarosa y sus etoxilatos; etilendiamina alcoxilada; alcoxilatos de alcohol tales como propoxilatos de etoxilato de alcohol, propoxilatos de alcohol, propoxilatos de propoxilato de alcohol etoxilato, butoxilatos de etoxilato de alcohol y similares; etoxilato de nonilfenol, éteres de polioxietilenglicol y similares; ésteres de ácidos carboxílicos tales como ésteres de glicerol, ésteres de polioxietileno, ésteres etoxilados y glicólicos de ácidos grasos y similares; amidas carboxílicas tales como condensados de dietanolamina, condensados de monoalcanolamina, amidas de ácido graso de polioxietileno y similares; y copolímeros de bloques de poli(óxido de alquileno) que incluyen un copolímero de bloques de óxido de etileno/óxido de propileno tales como los disponibles comercialmente con la marca comercial Pluronic (BASF) y otros compuestos no iónicos similares. Pueden usarse además tensioactivos de silicona.
Los tensioactivos catiónicos adecuados incluyen, por ejemplo, aminas tales como monoaminas primarias, secundarias y terciarias con cadenas de alquilo C18 o alquenilo, alquilaminas etoxiladas, alcoxilatos de etilendiamina, imidazoles tales como un 1-(2-hidroxietil)-2-imidazolina, 2-alquil-1-(2-hidroxietil)-2-imidazolina; y sales de amonio cuaternario, como por ejemplo, los tensioactivos de cloruro de amonio alquil cuaternario tales como N-alquil C12-C18)dimetilbencil cloruro de amonio, cloruro de N-tetradecildimetilbencilamonio monohidratado, cloruro de amonio cuaternario sustituido con naftileno, tal como cloruro de dimetil-1-nafatilmetilamonio. El tensioactivo catiónico puede usarse para proporcionar propiedades antisépticas.
Los tensioactivos bipolares adecuados incluyen, por ejemplo, betaínas, imidazolinas y propinatos.
Si la composición detergente está destinada a usarse en una máquina lavaplatos o lavavajillas automática, los tensioactivos seleccionados, si se usa cualquier tensioactivo, pueden ser aquellos que proporcionen un nivel aceptable de espuma cuando se utilizan dentro de una máquina lavaplatos o lavavajillas. Debe entenderse que las composiciones para el lavado de vajillas para su uso en máquinas lavaplatos o lavavajillas automáticas se consideran generalmente composiciones poco espumantes.
La composición detergente puede comprender un agente de activación para aumentar más la actividad del percarbonato. Tal agente de activación se usa además del catalizador de peroxidación. Los agentes de activación adecuados incluyen 4-benzoiloxibencenosulfonato de sodio (SBOBS); N,N,N',N'-tetraacetil etilendiamina (TAED); 1-metil-2-benzoiloxibenceno-4-sulfonato de sodio; 4-metil-3-benzoiloxibenzoato de sodio; SPCC toluiloxibencenosulfonato de trimetil amonio; nonanoiloxibencenosulfonato de sodio, 3,5,5-trimetil hexanoiloxibencenosulfonato de sodio; penta acetil glucosa (PAG); octanoil tetra acetil glucosa y benzoil tetracetil glucosa. La composición detergente puede comprender un agente activante o una mezcla de agentes activantes a una concentración de 1 a 8 % en peso, preferentemente, de 2 a 5 % en peso.
La composición detergente puede comprender quelantes/secuestrantes adicionales distintos de MGDA, GLDA y tripolifosfato de metal alcalino.
Agentes quelantes/secuestrantes adicionales adecuados son, por ejemplo, citrato, ácido aminocarboxílico (distinto de MGDA o GLDA), fosfato condensado (distinto del tripolifosfato de metal alcalino), fosfonato y poliacrilato. En general, un agente quelante es una molécula capaz de coordinar (es decir, unir) los iones metálicos que se encuentran comúnmente en el agua natural para evitar que los iones metálicos interfieran con la acción de los otros ingredientes detersivos de una composición limpiadora. En general, los agentes quelantes/secuestrantes pueden denominarse generalmente como un tipo de reforzante. El agente quelante/secuestrante puede funcionar además como un agente umbral cuando se incluye en una cantidad eficaz.
La composición detergente puede incluir de 0,1 a 20 % en peso, preferentemente, de 0,1 a 10 % en peso, con mayor preferencia, de 0,1 a 5 % en peso de agentes quelantes/secuestrantes adicionales. En otra modalidad, la composición detergente no comprende ningún agente quelante/secuestrante adicional para minimizar el uso de tales agentes.
Los ácidos aminocarboxílicos adecuados incluyen, por ejemplo, ácido N-hidroxietiliminodiacético, ácido nitrilotriacético (NTA), ácido etilendiaminotetraacético (EDTa ), ácido N-hidroxietil-etilendiaminotriacético (HEDTA) y ácido dietilentriaminopentaacético (DTPA).
Los ejemplos de fosfatos condensados incluyen ortofosfato de sodio y potasio, pirofosfato de sodio y potasio, hexametafosfato de sodio y similares. Un fosfato condensado puede ayudar, además, en un grado limitado, a la solidificación de la composición mediante fijación del agua libre presente en la composición como agua de hidratación.
La composición puede incluir un fosfonato tal como ácido 1-hidroxietano-1,1-difosfónico CH3C(OH)[pO(OH)2]2(He DP); ácido amino tri(metilenfosfónico) N[CH2PO(OH)2]3; aminotri(metilenfosfonato), sal sódica (NaO)(HO)P(OCH2N[CH2PO(ONa)2]2); ácido 2-hidroxietiliminobis (metilenfosfónico) HOCH2CH2N[CH2PO(OH)2]2 ; ácido dietilentriaminopenta(metilenfosfónico) (HO)2POCH2N[CH2CH2N[CH2PO(OH)2]2]2; dietilentriaminopenta (metilenfosfonato), sal sódica C9H(28-x)N3NaxO15P5 (x=7); hexametilendiamina (tetrametilenfosfonato), sal de potasio C10H(28-x)N2KxO12P4 (x=6); ácido bis(hexametilen)triamina(pentametilenfosfónico) (HO2)POCH2N[(CH2)6N[CH2PO(OH)2]2]2; y ácido fosforoso H3PO3. Los fosfonatos preferidos son el ácido 1 -hidroxietiliden-1, 1 -difosfónico (HEDP), ácido aminotris(metilenfosfónico) (ATMP) y ácido dietilentriamin penta(metilenfosfónico) (DTPMP).
Se prefiere un fosfonato neutralizado o alcalino, o una combinación de fosfonato con una fuente alcalina antes de añadirse a la mezcla, de modo que se genere poco o ningún calor o gas generado por una reacción de neutralización cuando se añade el fosfonato. El fosfonato puede comprender una sal de potasio de un ácido organofosfónico (un fosfonato de potasio). La sal de potasio del material de ácido fosfónico puede formarse mediante neutralización del ácido fosfónico con una solución acuosa de hidróxido de potasio durante la fabricación del detergente sólido. El agente secuestrante de ácido fosfónico puede combinarse con una solución de hidróxido de potasio en proporciones apropiadas para proporcionar una cantidad estequiométrica de hidróxido de potasio para neutralizar el ácido fosfónico. Puede usarse un hidróxido de potasio que tenga una concentración de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 % en peso. El ácido fosfónico puede disolverse o suspenderse en un medio acuoso y después el hidróxido de potasio puede añadirse al ácido fosfónico con fines de neutralización. El agente quelante/secuestrante puede además ser un polímero acondicionador de agua que puede usarse como forma de coadyuvante. Los polímeros acondicionadores de agua ilustrativos incluyen polímeros aniónicos, en particular policarboxilatos. Los policarboxilatos ilustrativos que pueden usarse como polímeros acondicionadores de agua incluyen ácido poliacrílico, copolímero de maleico/olefina, copolímero de acrílico/maleico, ácido polimetacrílico, copolímeros de ácido acrílico-ácido metacrílico, poliacrilamida hidrolizada, polimetacrilamida hidrolizada, poliamida hidrolizada-metacrilamida hidrolizada, polimetacrilamida hidrolizada polimetacrilonitrilo y copolímeros de acrilonitrilometacrilonitrilo hidrolizados.
La composición detergente puede incluir el polímero acondicionador de agua en una cantidad de 0,1 a 20 % en peso, preferentemente, de 0,2 a 5 % en peso.
Pueden incluirse además silicatos en la composición detergente. Los silicatos ablandan el agua mediante la formación de precipitados que pueden enjuagarse fácilmente. Por lo general, tienen propiedades humectantes y emulsionantes, y actúan como agentes amortiguadores contra compuestos ácidos, como la suciedad ácida. Además, los silicatos pueden inhibir la corrosión del acero inoxidable y el aluminio mediante detergentes sintéticos y fosfatos complejos. Un silicato particularmente adecuado es el metasilicato de sodio, que puede ser anhidro o hidratado. La composición detergente puede comprender de 1 a 10 % en peso de silicatos.
La composición puede incluir una cantidad eficaz de cargas detergentes o agentes aglutinantes. Los ejemplos de cargas detergentes o agentes aglutinantes adecuados para su uso en la presente composición incluyen sulfato de sodio, cloruro de sodio, almidón, azúcares y alquilenglicoles C1-C10 tales como propilenglicol. La carga detergente puede incluirse en una cantidad de 1 a 20 % en peso, preferentemente de 3 a 15 % en peso.
Además, puede incluirse un agente desespumante para reducir la estabilidad de la espuma en la composición para reducir la formación de espuma. Cuando se incluye, el agente antiespumante puede proporcionarse en una cantidad de 0,01 a 15 % en peso.
Los agentes antiespumantes adecuados incluyen, por ejemplo, copolímeros de bloque de óxido de etileno/propileno tales como los disponibles con el nombre Pluronic N-3, compuestos de silicona tales como sílice dispersa en polidimetilsiloxano, polidimetilsiloxano y polidimetilsiloxano funcionalizado, amidas grasas, ceras de hidrocarburos, ácidos grasos, ésteres grasos, alcoholes grasos, jabones de ácidos grasos, etoxilatos, aceites minerales, ésteres de polietilenglicol y ésteres de alquilfosfato tales como fosfato de monoestearilo.
La composición puede incluir un agente antirredeposición para facilitar la suspensión sostenida de la suciedad en una solución limpiadora y evitar que la suciedad eliminada se vuelva a depositar sobre el sustrato que se limpia.
Algunos ejemplos de agentes antirredeposición adecuados pueden incluir amidas de ácidos grasos, tensioactivos fluorocarbonados, ésteres de fosfato complejos, copolímeros de anhídrido maleico estireno y derivados celulósicos tales como hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa y similares. El agente antirredeposición puede incluirse en una cantidad de 0,5 a 10 % en peso, preferentemente, de 1 a 5 % en peso.
La composición puede incluir enzimas que proporcionen una actividad conveniente para la eliminación de suciedad basada en proteínas, carbohidratos o triglicéridos. Aunque no se limitan a la presente invención, las enzimas adecuadas para la composición de limpieza pueden actuar mediante degradación o alteración de uno o más tipos de residuos de suciedad que se encuentran en la vajilla, al eliminar así la suciedad o hacer que la suciedad sea más eliminable mediante un tensioactivo u otro componente de la composición de limpieza. Las enzimas adecuadas incluyen una proteasa, una amilasa, una lipasa, una gluconasa, una celulasa, una peroxidasa o una mezcla de las mismas de cualquier origen adecuado, tal como origen vegetal, animal, bacteriano, fúngico o de levadura. La composición detergente puede comprender 1 a 30 % en peso de enzimas, preferentemente 2 a 15 % en peso, con mayor preferencia, 3 a 10 % en peso, con la máxima preferencia, 4 a 8 % en peso.
Pueden incluirse en la composición diversos colorantes, odorizantes, lo que incluye perfumes, y otros agentes mejoradores de la estética. Pueden incluirse tintes para alterar la apariencia de la composición, como por ejemplo, Azul directo 86 (Miles), Fastusol azul (Mobay Chemical Corp.), Naranja ácido 7 (American Cyanamid), Violeta básico 10 (Sandoz), Amarillo ácido 23 (GAF), Amarillo ácido 17 (Sigma Chemical), Verde salvia (Keystone Analine y Chemical), Amarillo Metanil (Keystone Analine y Chemical), Azul ácido 9 (Hilton Davis), Azul Sandolan/Azul ácido 182 (Sandoz), Rojo rápido Hysol (Capitol Color and Chemical), Fluoresceína (Capitol Color and Chemical) y Verde ácido 25 (Ciba-Geigy).
Las fragancias o perfumes que pueden incluirse en las composiciones incluyen, por ejemplo, terpenoides como citronelol, aldehídos como amil cinamaldehído, un jazmín como C1S-jazmín o jasmal y vainillina.
La composición detergente puede proporcionarse, por ejemplo, en forma de sólido, polvo, líquido o gel. Preferentemente, la composición detergente se proporciona en forma de sólido o polvo.
Los componentes usados para formar la composición detergente pueden incluir un medio acuoso como agua como ayuda en el procesamiento. Se espera que el medio acuoso ayude a proporcionar a los componentes una viscosidad deseada para el procesamiento. Además, se espera que el medio acuoso pueda ayudar en el proceso de solidificación cuando se desee formar la composición detergente como un sólido. Cuando la composición detergente se proporciona como un sólido, puede proporcionarse, por ejemplo, en forma de bloque o gránulo. Se espera que los bloques tendrán un tamaño de al menos aproximadamente 5 gramos, y pueden incluir un tamaño mayor que aproximadamente 50 gramos. Se espera que la composición detergente incluya agua en una cantidad de 1 a 50 % en peso, preferentemente, de 2 a 20 % en peso.
Cuando los componentes que se procesan para formar la composición detergente se procesan en un bloque, se espera que los componentes puedan procesarse mediante técnicas de extrusión o técnicas de colada. En general, cuando los componentes se procesan mediante técnicas de extrusión, se cree que la composición detergente puede incluir una cantidad relativamente menor de agua como ayuda para el procesamiento, en comparación con las técnicas de colada. En general, cuando se prepara el sólido por extrusión, se espera que la composición detergente pueda contener de 2 a 10 % en peso de agua. Al preparar el sólido por colada, se espera que la cantidad de agua sea de 20 a 40 % en peso.
En un segundo aspecto, la presente invención se refiere además al uso de una composición detergente como se describe anteriormente como detergente lavavajillas. Preferentemente, la composición detergente se usa para eliminar manchas de té y café.
Preferentemente, la composición detergente se diluye a una concentración de 0,1 a 10 g/l, preferentemente de 0,5 a 5 g/l, con la máxima preferencia de 1 a 1,5 g/l para proporcionar una solución de uso.
En una modalidad preferida particular, la composición detergente se usa como detergente lavavajillas a una temperatura de 20 a 85 °C, preferentemente de 50 a 75 °C.
Ejemplos
El siguiente ejemplo ilustra la invención mediante la prueba de eliminación de la suciedad de té de losas cerámicas. Las losas cerámicas se tiñeron (losas cerámicas vidriadas blancas de 5,1 x 15,2 cm) con suciedad de té (té de marca Lipton) de acuerdo con el siguiente procedimiento. El agua dura con una dureza de> 249,9 mg/l de CaCO3 se calentó a> 71 °C. Después, se mezcló el té con agua dura caliente. Las losas cerámicas se sumergieron después en el té durante 1 minuto y luego se sacaron durante 1 minuto para que se secaran. Este procedimiento se repitió hasta que se formó una mancha, que fue típicamente después de 25 ciclos. Después, las losas se curaron durante 48 horas a temperatura ambiente. En este momento, las losas están listas para la prueba.
Las pruebas de limpieza se llevaron a cabo en un lavavajillas automático estándar. La eficiencia de limpieza se evaluó mediante comparación, visualmente, de la cantidad de suciedad que queda en las losas después de un ciclo de limpieza completo con la cantidad de suciedad en las losas antes del procedimiento de limpieza. El porcentaje de eliminación de manchas se cuantificó mediante análisis de imágenes de las losas de prueba escaneadas. Los resultados se clasificaron de acuerdo con la tabla 1:
Tabla 1
Una clasificación de 5 se consideró un resultado excelente. Una clasificación de 4 (al menos un 80 % de eliminación de manchas) se consideró un rendimiento de limpieza aceptable.
Las pruebas de rendimiento de limpieza se llevaron a cabo al cargar el tanque de lavado con las composiciones detergentes a la concentración de uso deseada. A menos que se indique lo contrario, todas las cantidades a continuación se dan en % en peso o ppm en peso, respectivamente.
En un primer experimento, el efecto de añadir una mezcla de percarbonato de sodio y el catalizador de peroxidación bis (N,N', N"-trimetil-1,4,7-triazaciclononano)-trioxo-dimanganeso (IV) di(hexafluorofosfato) monohidratado (Dragon PF6) a una mezcla de carbonato de sodio, Trilon M (sal trisódica del ácido metilglicinodiacético), STPP y GLDA. Los resultados se muestran en la tabla 2.
Tabla 2
Este primer experimento muestra que puede lograrse un mejor rendimiento en la eliminación de manchas de té cuando se combinan percarbonato de sodio y catalizador con quelantes en comparación con una fórmula que contiene solo quelantes.
En un segundo experimento, se probó el efecto de añadir 150 ppm de percarbonato de sodio y 0,025 ppm de Dragon PF6 a concentraciones variables de Trilon M en presencia de 800 ppm en peso de carbonato de sodio y 40 ppm en peso de tensioactivo no iónico (copolímero de bloque de polioxipropileno-polioxetileno, Pluronic 25R2). Los resultados se muestran en la tabla 3.
Tabla de referencia 3
Este segundo experimento muestra que para una eliminación satisfactoria de las manchas, se requiere una concentración de uso de 425 ppm de Trilon M. En contraste, al añadir 150 ppm de percarbonato de sodio y 0,025 ppm de Dragon PF6, ya puede lograrse una buena eliminación de manchas con una concentración de Trilon M de tan solo 375 ppm.
En un tercer experimento, se probó el efecto de diferentes concentraciones de percarbonato de sodio, Dragón PF6 y Trilon M en presencia de 800 ppm de percarbonato de sodio. Los resultados se muestran en la tabla 4.
Tabla de referencia 4
El tercer experimento mostró que se requiere una concentración de al menos 400 ppm de Trilon M o al menos 400 ppm de percarbonato de sodio para una eliminación de manchas aceptable (clasificación 4 o superior). Sin embargo, puede lograrse además un buen resultado al combinar 350 ppm de Trilon M con 200 ppm de percarbonato de sodio (correspondiente a una relación molar de quelante con percarbonato de 1,015). Esto demuestra un efecto sinérgico entre el quelante y el percarbonato.
Claims (1)
- REIVINDICACIONES1. Una composición detergente que comprendecarbonato de metal alcalino,un quelante en donde el quelante es una mezcla de ácido metilglicinodiacético, ácido glutámico ácido N,N-diacético y tripolifosfato de metal alcalino, percarbonato de metal alcalino, yun catalizador de peroxidación de acuerdo con la fórmula
en donde L1 y L2 pueden ser ligandos separados o donde L1 y L2 pueden combinarse para ser una sola molécula;cada L es independientemente un ligando orgánico que contiene al menos tres átomos de nitrógeno que se coordinan con el metal M;M es Mn o Fe;cada X es independientemente un grupo de coordinación o puente, en donde el grupo de coordinación o puente es H2O, OH-, SH-, HO2", O2-, O22-, S2-, F-, Cl-, Br-, I-, NOa", NO2", SO42", SOa2-, PO43", Na", CN-, NR3 , NCS-, RCN, RS-, RCO2-, RO- o
donde R es hidrógeno o un grupo alquilo C1 a C6;Y es un contraión;en donde la relación molar de quelante con percarbonato de metal alcalino está en el intervalo de 1,8 a 3,4; en donde dicha relación molar se calcula en base a la cantidad molar total de ácido metilglicinodiacético, ácido glutámico ácido N, N-diacético y tripolifosfato de metal alcalino;en donde, para calcular dicha relación molar, se asume que el percarbonato de metal alcalino tiene la fórmula 2(M2CO3)-3H2O2, donde M representa un metal alcalino;y en donde la cantidad total de ácido metilglicinodiacético, ácido glutámico ácido N,N-diacético y tripolifosfato de metal alcalino no es mayor que 35 % en peso.2. La composición detergente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende como máximo 28 % en peso de tripolifosfato de metal alcalino.3. La composición detergente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la composición comprende de 5 a 30 % en peso de percarbonato de metal alcalino.4. La composición detergente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la composición proporciona un pH de al menos 8 cuando se diluye en agua destilada a una concentración de 1 g/l.5. La composición detergente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde L es un ligando de acuerdo con las fórmulas (II) a (IV)
en donde cada R1 es hidrógeno o un alquilo C1-C6.La composición detergente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde Y es Cl-,Br-, I-, NO3-, ClO4-, NCS-, BPh4-, BF4-, PF6-, R2-SO3-, R2-SO4- o R2-CO2-, en donde R2 es alquilo C1 a C4.La composición detergente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la composición comprende de 0,0005 a 0,12 % en peso del metal M en forma de un complejo catalítico de peroxidación.La composición detergente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la composición comprende además al menos un compuesto adicional que comprende tensioactivos, agentes activantes, agentes quelantes/secuestrantes adicionales, silicatos, cargas detergentes o agentes aglutinantes, agentes desespumantes, agentes antirredeposición, enzimas, tintes, odorizantes o mezclas de los mismos.La composición detergente de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además de 1,5 a5 % en peso de tensioactivo no iónico.10. La composición detergente de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además de 0,1 a 5 % en peso de agentes quelantes/secuestrantes adicionales.11. Uso de una composición detergente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores como detergente lavavajillas para eliminar la suciedad de té y café.12. Uso de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la composición detergente se diluye para proporcionar una solución de uso con una concentración de 0,1 a 10 g/l.13. El uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 y 12, en donde la composición detergente se usa a una temperatura de 20 a 85 °C.
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