FI94536C - Pesuainekoostumukset - Google Patents

Description

94536

Pesuainekoostumukset - Tvättmedelskompositioner Tämä keksintö koskee pesuainekoostumuksia ja tarkemmin sa-' nottuna sellaisia pesuainekoostumuksia, jotka sisältävät yh distelmänä lisärakenneainetta ja rakenneainetta, jolloin li-särakenneaine muodostuu tietyistä amfoteerisista yhdisteistä ja rakenneaine perustuu zeoliittiin. Keksintö koskee myös amfoteeristen yhdisteiden ja zeoliittien yhdistelmää.

Fosforiin perustuvat pesuaineet ovat monia vuosia olleet hallitsevia. Johtuen esim. natrium- ja kaliumtripolyfosfaat-tia sisältävien fosforipohjaisten pesuaineiden aiheuttamista ympäristöongelmista on niille etsitty vaihtoehtoja. Nitrilo-trietikkahappoon, natriumsitraattiin ja zeoliitteihin perustuvat pesuaineet ovat nykyisin usein käytettyjä. Useimmilla näistä vaihtoehtoisista rakenneaineista on kuitenkin haittoja, joiden johdosta yksin niillä ei täysin voida korvata fosfaatteja. Fosfaattien tehtävänä pesuaineessa on ensi sijassa metalli-ionien sitominen ja myös lian uudelleenkiin-nittymisen estäminen substraattiin, ja lisäksi ne voivat myös osaltaan suoraan vaikuttaa tensideillä aikaansaatavaan puhdistusvaikutukseen. Kun fosfaatit kompleksisitovat suoraan moniarvoisia kationeja kuten kalsiumia, toimivat kiinteät zeoliitit taas ioninvaihtajina. Kalsiumin tyyppiset ionit vaihdetaan zeoliittien alkalimetalli-ioneihin. Metal-. li-ionien siirtämiseksi zeoliittiin tarvitaan apukemikaale- ·’ ja, lisärakenneaineita, kuten karboksylaatteja, fosfonaatte- ja, di- ja polykarboksyylihappoja ja näiden suoloja, polyak-ryylihappoja ja polyakrylaatteja.

Siten on olemassa tarve fosfaattivapaille pesuainekoostumuk-sille, joilla taloudellisella tavalla aikaansaadaan hyvä metallien ja tällöin erityisesti kalsiumin sitoutuminen. Tämän keksinnön tuloksena on aikaansaatu tällaisia koostumuksia, ja keksinnön mukaiset koostumukset perustuvat siihen, että on osoittautunut, että tietyillä amfoteerisilla yhdisteillä yhdistelmänä zeoliittien kanssa saavutetaan moniarvoisten 2 94536 metallien erittäin hyvä kokonaissitominen, ensi sijassa kal-siumionien mutta myös rautaionien, magnesiumionien ym. Amfo-teeriset yhdisteet toimivat keksinnön mukaisissa koostumuksissa osaksi jo sinänsä kompleksisitojina metalleille, mutta ennen kaikkea lisärakenneaineina varsinaiselle rakenneaineel-le, zeoliitille, ja tällä tarkoitetaan, että amfoteerinen yhdiste on apukemikaali zeoliiteille fosforinkorvaustuottei-na ja se siirtää metalli-ioneja zeoliittiin.

Siten tämä keksintö koskee pesuainekoostumusta, joka käsittää yhdistelmänä lisärakenneaineen, joka muodostuu amfotee-risesta yhdisteestä, jolla on yleinen kaava

R - (A)n - [N - (CHR1)x]y - N - Q B B

jossa R tarkoittaa 7-22 hiiliatomin hiilivetyryhmää, A tarkoittaa ryhmää (C(0)) tai ryhmää (00120¾) ja n on O tai l, R1 on vety tai alempi alkyyliryhmä, x on 2 tai 3, yön luku 2,3 tai 4,Q tarkoittaa ryhmää -R2C00M, jossa R2 on 1-6 hiiliatomin alkyleeniryhmä ja M on vety tai ioni alkalimetallit, maa-alkalimetallit, ammoniumin ja substituoidun ammoniumin käsittävistä ryhmistä ja B on vety tai edellä määritelty ryhmä Q, ja rakenneaineen, joka muodostuu zeoliitista.

·’ Amfoteeriset yhdisteet ovat sinänsä tunnettuja ja niitä käy tetään puhdistusainekoostumuksissa ja shampookoostumuksissa. Niitä on kuvattu EP-patenttihakemuksissa 160507, 162600 ja 214868, ja jälkimmäisen mukaan niitä käytetään niiden syner-gistisen detergenttivaikutuksen vuoksi yhdessä muiden pinta-. aktiivisten aineiden kanssa ja ennen kaikkea niiden antimik- robisten ominaisuuksien vuoksi.

tl . «l i Hifi I t I M 1

Niissä amfoteerisissa yhdisteissä, joita tämän keksinnön mu kaisesti käytetään lisärakenneaineina yhdistelmänä zeoliit- tien kanssa, on R kuten edellä on määritelty 7-22 hiiliato- 3 94536 min, sopivasti 12-22, suositeltavasti 16-22 ja mieluimmin 16-18 hiiliatomin hiilivetyryhmä. Hiilivetyryhmä R voi olla ' suora tai haaraantunut, tyydyttynyt tai tyydyttämätön, ja se voi mahdollisesti sisältää substituentteja, joilla ei ole negatiivista vaikutusta yhdisteiden metallikompleksien sito-miskykyyn ja metallinsiirtokykyyn tai muuten siihen ympäristöön, jossa niitä käytetään. Ryhmä R voi myös muodostua syk-loalkyyli-alkyyliryhmästä, aralkyyli- tai aralkenyyliryhmäs-tä, jossa alkyyli tai alkenyyliosa sisältää vähintään 6 hiiliatomia. On suositeltavaa, että hiilivetyryhmä R on peräisin kookos-, tali- tai oleiinirasvahaposta. Yhdisteet, joissa A on ryhmä (OCH2CH2), ovat suositeltavia verrattuna ryhmään, jossa A on karbonyyliryhmä, ja suositeltavimpia ovat yhdisteet, joissa n on 0. Rj^ on vety tai alempi alkyyliryh-mä, sopivasti 1-6 hiiliatomin ja mieluimmin vety tai metyy-liryhmä. x on 2 tai 3 ja y on sopivasti 2, 3 tai 4 ja suositeltavasti 3 tai 4. Ryhmä R2 on sopivasti metyleeni- tai etyleeniryhmä, suositeltavasti metyleeniryhmä. M on vety tai ioni alkalimetallit, maa-alkalimetallit, ammoniumin tai substituoidun ammoniumin, kuten esim. mono-, di- tai trihyd-roksietyyliammoniumin, käsittävistä ryhmistä, suositeltavasti M on natriumioni. Keksinnön puitteissa voidaan tietysti käyttää zeoliittien lisärakenneaineina yhtä tai useampaa edellisten kaavojen mukaista amfoteerista yhdistettä.

** Suositelluille amfoteerisille yhdisteille voidaan antaa yleinen kaava R - (N - CH2CH2CH2)y - N - CH2COONa CH2COONa CH2COONa jossa R ja y ovat samat kuin edellä on määritelty.

Zeoliitit, joiden lisärakenneaineina amfoteeriset yhdisteet toimivat, ovat tavanomaisia pesuaineissa käytettyjä zeoliit-teja. Suositeltava tällöin on zeoliittiNaA. Lisärakenneaineen - · · 4 94536 painosuhteen rakenneaineeseen, ts. amfoteerisen yhdisteen tai yhdisteiden painosuhteen zeoliittiin, tulee olla ainakin 1:20, ja sopivasti se on alueella 1:20 - 1:1 ja suositelta-vasti alueella 1:10 - 1:1.

Keksinnön mukaista amfoteerisen yhdisteen ja zeoliitin yhdistelmää käytetään muuten sinänsä tavanomaisissa pesuaine-koostumuksissa, jotka ensi sijassa on tarkoitettu tekstiilien pesuaineiksi. Pesuainekoostumukset voivat olla juoksevia tai jauhemaisia, ja ne valmistetaan tavallisella tavalla, sekoittamalla niihin kuuluvat komponentit veteen tai vastaavasti sumukuivaamalla komponenttien lietteestä, ja niitä käytetään pesussa samalla tavalla kuin muita vastaavia tuotetyyppej ä.

Keksinnön mukaisiin pesuainekoostumuksiin kuuluu lisäraken-neaineen ja rakenneaineen yhdistelmän lisäksi luonnollisesti tensidejä ja nämä muodostuvat suositeltavasti ei-ionisista alkoksyloiduista, sopivasti etoksyloiduista, yhdisteistä, kuten alkoksyloiduista rasva-alkoholeista, etoksyloiduista alkyylifenoleista ja etoksyloiduista alkyyliamiineista. Pesuaineissa käytetään usein anionisia tensidejä, kuten saippuoita, rasvahappojen natrium- tai alkanoliamiinisuoloja. On suositeltavaa, ettei keksinnön mukaiseen koostumukseen perustuvissa pesuainekoostumuksissa ole läsnä anionisia tensidejä, tai että niitä on mukana vain pieniä määriä, koska anionisilla tensideillä on suurina määrinä havaittu olevan negatiivinen vaikutus pesutulokseen.

Pesuainekoostumuksissa voidaan edullisesti käyttää kationi- : ; siä pinta-aktiivisia aineita, joita usein käytetään niiden pehmentävän vaikutuksen vuoksi, ja siten ne kasvattavat sitä pehmentävää vaikutusta, joka amfoteerisilla yhdisteillä saavutetaan. Kationiset pinta-aktiiviset aineet voidaan valita varsin vapaasti, koska koostumukset eivät sisällä anionisia tensidejä. Esimerkkeinä kationisista pinta-aktiivisista ai- • · il Kili rt t St ! 5 94536 neista voidaan mainita kvartääriset ammoniumyhdisteet kuten di-rasva-alkyylidialkyyliammoniumkloridit, esim. ditalidime-tyyliammoniumkloridi, kvartääriset imidatsoliinijohdan naiset, kuten ditaliimidatsoliinimetosulfaatin kvartääriset suolat, pitkäketjuisten amiinien suolat, varsinkin tertiää-riset, ym. Luonnollisesti voidaan käyttää myös muita amfo-teerisia yhdisteitä keksinnön mukaisten lisäksi. Muuten koostumuksessa voi olla sinänsä tunnettuja komponentteja kuten vesilasia pH-säätöön ja korroosionestoon, entsyymejä, täyteaineita kuten natriumsulfaattia, karbonaatteja ja bikarbo-naatteja, valkaisuaineita kuten perboraatteja, perkarbonaat-teja, valkaisuaktivaattoreita kuten TAED (tetra-asetyyli-etyleenidiamiini), TAGU (tetraasetyyliglukoluriili), dipe-roksihappoja ja Carohappoa, vaahdonsäätöaineita, parfyymeja ja väriaineita. Haluttaessa voivat koostumukset tietysti myös sisältää muita sinänsä tunnettuja lisärakenneaineita zeoliitille.

Keksinnön mukaiset pesuainekoostumukset sisältävät sopivasti alla esitettyjä pääkomponenttja, jolloin niiden ilmoitettuja määriä käytetään keskinäisessä suhteessa 100 painoprosenttiin.

Amfoteerisia yhdisteitä 5-30 paino% zeoliittia 12-30 paino% ei-ionisia tensidejä 5-20 paino% ‘ valkaisuaineita 6-20 paino% täyteaineita 20 - 50 paino% ja tällöin amfoteeriset yhdisteet muodostuvat sopivasti niistä, jotka edellä on mainittu suositeltaviksi, ja ei-ioniset tensidit muodostuvat sopivasti etoksyloiduista rasva-alkoholeista. Valkaisuaineena voi olla perboraatti ja täyteaineena natriumsulfaatti.

Keksinnön mukaisella amfoteerisen yhdisteen ja zeoliitin yhdistelmällä saadaan fosfaattivapaa pesuainekoostumus, jolla on erittäin hyvä kompleksinsitomiskyky ja siten pieni 6 94536 tuhkapitoisuus, mikä tarkoittaa hyvää pesutulosta. Amfotee-riset yhdisteet, joita keksinnön mukaisesti käytetään ensi sijassa lisärakenneaineina veteen liukenemattomille zeolii-teille, aikaansaavat luonnollisesti osaltaan myös tensidi-vaikutu ksen ja bakterisidivaikutuksen, ja näin aikaansaadaan erinomainen pesuainekoostumus.

Keksintö koskee myös amfoteeristen yhdisteiden ja zeoliit-tien yhdistelmiä, joissa amfoteerisilla yhdisteillä on edellä esitetty kaava, ja joissa amfoteerisen yhdisteen paino-suhde zeoliittiin on ainakin 1:20 ja sopivasti alueella 1:20 - 1:1.

Keksintöä havainnollistetaan tarkemmin seuraavilla esimerkeillä, joita ei kuitenkaan ole tarkoitettu rajoittamaan sitä. Osat ja prosentit tarkoittavat paino-osia ja vastaavasti painoprosentteja, ellei muuta ole mainittu.

Esimerkki 1

Valmistettiin koostumus, jossa oli seuraavat komponentit: vettä 14,5% trietanoliamiinia 4,0% polyakrylaattia 2,0% amfoteerista yhdistettä1 11,0% amfoteerista yhdistettä2 2,0% ei-ionista tensidiä3 10,0% zeoliittia (49%:nen) 55,0% entsyymiä 0,5% 1) taliamfopentakarboksiglysinaatti . 2) kookosiminodipropionaatti 3) erilaisten etoksyloitujen rasva-alkoholien seos

Tutkittiin puuvillakankaan tuhkapitoisuus 20 pesun jälkeen koostumuksilla, ja määritys tehtiin SIS-menetelmällä 872101. Pesuainekoostumukset täyttivät vaatimukset tuhkapitoisuusta- • « <1 ·#-« «41« l l l ai Γ ' 1 7 94536 sosta (1%) ja olivat tasolla 0,2%. Vastaavat kokeet edellisellä koostumuksella ilman amfoteerista yhdistettä antoivat 20% suuremman tuhkapitoisuuden.

Esimerkki 2 Tässä esimerkissä tutkittiin zeoliitin sekä amfoteerisen yhdisteen ja zeoliitin yhdistelmän kalsiumisitomiskykyä.

100 ml:aan vettä, jonka kovuus oli 75°dH, sekoitettiin 0,4175 g zeoliittia ja seosta sekoitettiin ja suodatettiin sen jälkeen. 25 mitään filtraattia lisättiin 15 ml puskuria pH 10teen. Veden jäännöskovuuden mittaamiseksi titrattiin filtraatti sitten EDTAtlla. Tällöin kului 16,2 ml 0,0035 M EDTAa, mikä tarkoittaa, että zeoliitti oli sitonut 148,1 mg CaO/g. Vastaavassa kokeessa, jossa 0,4175 gtn zeoliittia sijasta käytettiin 0,21 g zeoliittia ja 0,02 g amfoteerista yhdistettä, taliamfopentakarboksiglysinaattia, tuli EDTA-kulutukseksi 10,1 ml, mikä tarkoittaa, että yhdistelmä oli sitonut 290 mg CaO/g.

Amfoteerisen yhdisteen kyky yksin sitoa kalsiumia on myös tutkittu. Koe suoritettiin seuraavalla tavalla: 100 ml:aan vettä, jonka kovuus oli 30edH, lisättiin 0,2 g amfoteerista yhdistettä ja 10 ml 2%:sta Ν32003. Tämä liuos titrattiin ’ 0,25M kalsiumasetaatilla kunnes ilmeni viitteitä saostumi- sesta. Kalsiumasetaatin kulutus oli 1,14 ml, mikä tarkoittaa, että amfoteerinen yhdiste oli sitonut 70,2 mg CaO/g.

Claims (8)

1. Pesuainekoostumus, tunnettu siitä, että se käsittää yhdistelmänä lisärakenneaineen, joka muodostuu amfoteerisesta yhdisteestä, jolla on yleinen kaava R - (A)n - [N - (CHR1)x]y - N - Q B B jossa R tarkoittaa 7-22 hiiliatomin hiilivetyryhmää, A tarkoittaa ryhmää (C(O)) tai ryhmää (OCH2CH2) ja n on 0 tai l, Rj^ on vety tai alempi alkyyliryhmä, x on 2 tai 3, y on luku 2, 3 tai 4, Q tarkoittaa ryhmää -R2COOM, jossa R2 on 1-6 hiiliatomin alkyleeniryhmä ja M on vety tai ioni alkalimetal-lit, maa-alkalimetallit, ammoniumin ja substituoidun ammo-niumin käsittävistä ryhmistä ja B on vety tai edellä määritelty ryhmä Q, ja rakenneaineen, joka muodostuu zeoliitis-ta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että amfoteerisessa yhdisteessä R on 12-22 hiiliatomin hiilivetyryhmä, n on 0, Rl on vety tai metyyliryhmä, x on 2 tai 3, y on 3 tai 4 ja M on natriumioni.

. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että amfoteerisella yhdisteellä on yleinen kaava R - (N - CH2CH2CH2)y - N - CHjCOONa CH2COONa CH2COONa . * jossa R on 12-22 hiiliatomin hiilivetyryhmä ja y on 3 tai 4.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen koostumus, tunnettu siitä, että amfoteerisen yhdisteen paino-suhde zeoliittiin on vähintään 1:20.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että amfoteerisen yhdisteen painosuhde zeoliittiin on alueella 1:20 - 1:1. 94536

6. Amfoteerisen yhdisteen ja zeoliitin yhdistelmä, joka on sopiva käytettäväksi pesuainekoostumuksessa, tunnettu siitä, että amfoteerisella yhdisteellä on yleinen kaava R - (A)n - [N - (CHR1)x]y - N - Q B B jossa R tarkoittaa 7-22 hiiliatomin hiilivetyryhmää, A tarkoittaa ryhmää (C(0)) tai ryhmää (OCH2CH2) ja n on 0 tai 1, R1 on vety tai alempi alkyyliryhmä, x on 2 tai 3, y on luku 2, 3 tai 4, Q tarkoittaa ryhmää -R2COOM, jossa R2 on 1-6 hiiliatomin alkyleeniryhmä ja M on vety tai ioni alkalimetal-lit, maa-alkalimetallit, ammoniumin ja substituoidun ammo-niumin käsittävistä ryhmistä ja B on vety tai edellä määritelty ryhmä Q, ja että amfoteerisen yhdisteen painosuhde zeo-liittiin on vähintään 1:20.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen yhdistelmä, tunnet-t u siitä, että amfoteerisella yhdisteellä on yleinen kaava R - (N - CH2CH2CH2)y - N - CH2COONa CH2COONa CH2COONa jossa R on 12-22 hiiliatomin hiilivetyryhmä ja y on 3 tai 4.

8. Patenttivaatimuksien 6 tai 7 mukainen yhdistelmä, tunnettu siitä, että amfoteerisen yhdisteen painosuhde zeo-liittiin on alueella 1:20 - 1:1. 10 94536