NO168488B - Vaskemiddelblanding. - Google Patents

Abstract

Vaskemiddelblanding med forbedret dispenserbarhet i automatiske vaskemaskiner og basert på en byggerblanding av et vannløselig alkalimetallkarbonat, for eksempel natriumkarbonat, og en vann-uløselig partikkelformig karbonat-kimkrystall for kalsiumkarbonat, for eksempel kalsitt. Blandingen omfatter et ternært aktivt system som inneholder 30-70% anjonisk aktivt materiale, for eksempel et alkylbenzensulfonat, 20-27av et ikke-ionisk aktivt materiale, for eksempel etoksylert allkohol, og minst 10% såpe. Imidlertid må såpen ikke overstige 10% av blandingen som helhet.

Description

Oppfinnelsen vedrører vaskemiddelblandinger. Disse vaskemiddelblandinger er ment brukt for vasking av tøy i en automatisk vaskemaskin, og disse blandinger inneholder lite eller intet av fosforholdige materialer.

Vaskemiddelblandinger inneholder vanligvis, i tillegg til et vaskeaktivt materiale, en vaskeevnebygger hvis rolle blant annet er å fjerne hardhetsioner fra vaskebadet som ellers kunne redusere effektiviteten av det vaskeaktive materialet. Vannløselige fosfat-materialer. har vært i utstrakt bruk som vaskeevnebyggere. Imidlertid har det av en rekke grunner, inklusive eutrofiering

som blir påstått å være forårsaket av fosfater, og også av pris-grunner, vært et ønske om i stedet å anvende alkalimetall-karbonater, spesielt natriumkarbonat. Alkalimetallkarbonatvaske-evnebyggere lider imidlertid av en rekke ulemper. For det første resulterer reaksjonen mellom alkalimetallkarbonatet og kalsiumioner som er til stede i hardt vann, i dannelse av vann-uløselig kalsiumkarbonat som, avhengig av forholdene, kan være i en slik form at det blir avsatt på det vaskede tøy. For det annet er reaksjonen mellom alkalimetallkarbonatet og kalsiumionene i vannet langsom, spesielt ved lave temperaturer, og inhiberes lett ved materialer som virker som kalsiumkarbonat-byggfellingsvekstinhibitorer, i det følgende betegnet gift. Resultatet av dette er at konsentrasjonen av kalsiumioner i vaskebadet ikke reduseres så vidtgående eller så hurtig som ønskelig, slik at noen frie kalsiumioner fremdeles er tilgjengelige til å redusere effektiviteten av det vaskeaktive materiale.

Som en mulig løsning på dette problem er det blitt foreslått

å inkludere i vaskemiddelblandingen et vann-uløselig materiale som ville tjene som en kimkrystall for det utførte kalsiumkarbonat og ville absorbere giften fra vaskebadet. Blant andre materialer er findelt kalsitt blitt foreslått som et slikt materiale, se britisk patent 1 437 950.

Det vaskeaktive materiale kan velges fra en rekke klasser av materialer, men det foretrekkes å anvende en blanding av et anionisk ikke-såpeholdig vaskeaktivt materiale, et ikke-ionisk vaskeaktivt materiale og såpe.

Imidlertid er det funnet at vaskemiddelblandinger som inneholder et slikt ternært aktivt system sammen med et alkalimetallkarbonat og kalsitt, i sammenligning med ekvivalente blandinger som inneholder fosfater som vaskeevnebyggere, lider av dårlig dispenserbarhet fra automatiske vaskemaskiner. I slike maskiner anbringer brukeren en aktuell mengde av vaskepulver i en dispenser hvor det holdes tilbake inntil maskinen trenger det. Ved et passende øyeblikk i vaskesyklusen kommer vannet inn i dispenseren og vasker pulveret inn i et innmatingsrør som fører til vaskekammeret i maskinen. Hvis pulveret ikke vaskes vesentlig ut av dispenseren ved denne prosess, blir det ikke bare sløst med, men etter gjentatt bruk vil det bygge seg opp og til slutt blokkere dispenseren og/eller innmatingsrøret. Alternativt gjør det nødvendig for brukeren å rense dispenseren etter hver vaske-syklus.

Grunnen til den dårlige dispenserbarhet av karbonat/kalsitt baserte pulveret i noen maskiner forstås ikke helt ut, men vi har overraskende oppdaget at relativt god dispenserbarhet kan oppnås med utvalgte ternære aktive systemer.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes derfor en vaskemiddelblanding som inneholder: (i) 5-25 vekt% av et vaskeaktivt system; som? omfatter en blanding av (a) et anionisk ikke-såpeholdig vaskeaktivt materiallen (b) et ikke-ionisk vaskeaktivt materiale; og; (c) såpe; (ii) 5-75 vekt% av et vannløselig' alkaaimetallkarbonat.;, og; (iii) 5-60 vekt% av et vannuløselig; partikkel f ormig karbonatr-materiale som er en kimkrystall for kalsiumkarbonat,

og vaskemiddelblandingen er karakterisert ved at, basert på den totale vekt av komponentene (a) , (b;) og, fe) , nivået av (a) er fra 38 til 70%; nivået av (b) er fra 20 til 27%; og nivået av (c) er fra 10 til 35%, men ikke mer enn 8%, i vekt av hele blandingen.

Britisk patentskrift 2 104 912 beskriver i eksempel 8 en kalsitt/karbonat-bygget blanding som har et ternært aktivt system hvor andelene av anionisk, ikke-ionisk agi såpe innen nevnte system faller i de ovenfor spesifiserte områdert. Imidlertid faller sammensetningen ikke innen ovennevnte definisjon som helhet fordi såpeinnholdet er angitt å være 12%. Videre inneholder den tid-ligere publiserte britiske beskrivelse ingen lære, eksklusivt eller implisitt, med hensyn til hvordan man kan oppnå forbedrede dispenseringsegenskaper med kalsitt/karbonat-byggede ternaere systemer.

Det er funnet spesielt nyttig når den vaskeaktive blanding inneholder: fra 35 til 60% anionisk aktivt materiale;

fra 21 til 26% ikke-ionisk aktivt vaskemateriale; og fra 15 til 35% såpe.

Den ikke-såpeholdige (syntetiske) anioniske vaskeaktive forbindelse er vanligvis det vann-løselige alkalimetallsalt av et organisk sulfat og sulfonat som har alkylradikaler som inneholder fra 8 til 22 karbonatomer, idet betegnelsen alkyl anvendes for å inkludere alkyldelen i høyere acylradikaler. Eksempler på egnede syntetiske anioniske vaskemiddelforbindelser er natrium- og kalium-alkylsulfater, spesielt slike som oppnås ved sulfatering av høyere (Cg-C18)-alkoholer produsert for eksempel av talg eller kokosnøttolje, natrium- og kalium-alkyl (Cg-C2Q)-benzensulfonater, spesielt natrium-lineær-sekundær alk<y>l(C1Q-C15)-benzensulfonater; natrium-alkylglyceryleter-sulfater, spesielt slike etere av de høyere alkoholer som stammer fra talg eller kokosnøttolje og syntetiske alkoholer som stammer fra petroleum; natrium-kokosnøttolje-fettsyremonoglyceridsulfater og -sulfonater; natrium- og kaliumsalter av svovelsyreestere av høyere (Cg-C-^g )-f ettalkohol-alkylenoksyd-, spesielt -etylenoksyd-reaksjonsprodukter; reaksjonsproduktene av fettsyrer så som kokosnøttfettsyrer forestret med isetionsyre og nøytralisert med natriumhydroksyd; natrium- og kaliumsalter av fettsyreamider av metyltaurin; alkanmonosulfater, for eksempel slike som stammer fra omsetning av °C-olefiner (Cg-C2u-) me<3 natriumbisulfid, og slike som stammer fra omsetning av paraffiner med SC^ og Cl 2 og deretter hydrolyse med en base for å produsere randomisert sulfonat; og olefinsulfonatet, idet denne betegnelse anvendes for å beskrive det materiale som lages ved omsetning av olefiner, spesielt ci<g>~<C>20~ ^-olefiner med SO^ og deretter nøytralisere og hydrolysere reaksjonsproduktet. De foretrukne anioniske vaskeforbindelser er natrium(C16-C18)-alkylsulfater .

Egnede ikke-ioniske vaskeforbindelser Inkluderer spesielt reaksjonsproduktene av forbindelser som har en hydrofob gruppe og et reaktivt hydrogenatom, for eksempel alifatiske alkoholer, syrer, amider eller alkylfenoler med alkylenoksyder, spesielt etylenoksyd enten alene eller med propylenoksyd. Spesifikke ikke-ioniske vaskeforbindelser er alkyl(Cg-C22)-fenoler-etylenoksyd-kondensater, generelt 5-25 EO, d.v.s. 5-25 enheter etylenoksyd pr. molekyl, kondensasjonsproduktene av alifatiske (Cg-C18)-primære eller -sekundære lineære eller forgrenede alkoholer med etylenoksyd, generelt 5-40 EO, og produkter laget ved kondensering av etylenoksyd med reaksjonsproduktene av propylenoksyd og etylendiamin. Andre såkalte ikke-ioniske vaskeforbindelser inkluderer langkjedete tertiære aminoksyder, langkjedete tertiære fosfinoksyder og dialkylsulfoksyder.

Slik den her benyttes, inkluderer betegnelsen "såpe" ikke bare de vanlige alkalimetall- og jordalkalimetallsalter av fettsyrer, men også de organiske salter som kan dannes ved kompleks-dannelse av fettsyrer med organiske nitrogenholdige materialer, for eksempel aminer og derivater derav. Vanligvis omfatter" såpen salter av høyere fettsyrer som inneholder 8-24 karbonatomer, fortrinnsvis 10 - 20 karbonatomer,i molekylet, eller blandinger derav.

Foretrukne eksempler på såper inkluderer natriumstearat, natriumpalmitat, natriumsalter av talg, kokosnøttolje og palme-olje-fettsyrer og komplekser mellom stearin- og/eller palmitin-fettsyrer og/eller talg- og/eller kokosnøttolje- og/eller palme-olje-fettsyrer med vann-løselige alkanolaminer, for eksempel etanolamin, di- eller tri-etanolamin, N-metyletanol- amin, N-etyletanolamin, 2-metyletanolamin og 2,2-dimetyletanolamin

og N-inneholdende ringforbindelser, for eksempel morfolin, 2' - pyrrolidon og deres metylderivater.

Blandinger av såper kan også anvendes.

Spesielt foretrukket er natrium- og kaliumsaltene av de blandede fettsyrer som stammer fra kokosnøttolje og talg, d.v.s. natrium- og kalium-talg- og -kokosnøttsåpe.

En essensiell ingrediens i blandingen er et vann-løselig karbonatmateriale som bygger. Dette er fortrinnsvis natrium-eller kaliumkarbonat eller en blanding derav, av grunner som har med pris og effektivitet å gjøre. Karbonatsaltet er fortrinnsvis fullt nøytralisert, men det kan være delvis nøytralisert,

for eksempel kan et seskvikarbonat bli anvendt som delvis erstat-ning for det normale karbonatsalt; de delvise salter har tendens til å være mindre alkaliske og er derfor mindre effektive.

Mengden av vann-løselige karbonatmaterialer i vaskemiddelblandingen kan varieres innen vide grenser, men mengden må

være minst 5 vekt%, for eksempel 10 - 40%, fortrinnsvis 10 - 35% i vekt, opp til en mengde av 75 vekt% for spesielle produkter. Mengden av vann-løselige karbonat-

materialer bestemmes på vannfri basis, selv om saltene kan være hydratisert enten før eller når de innblandes i vaskemiddelblandingen. Det skal bemerkes at det også kan være ønskelig å begrense karbonatinnholdet til et lavere nivå innen det nevnte område, for å nedsette risikoen for innvortes skade som følge av at produktet feilaktig inntas, for eksempel av barn.

Blandingen inneholder nødvendigvis et vann-uløselig partikkelformig karbonatmateriale. Dette materiale må ha evne til å virke som en kimkrystall for utfellingsproduktet som resulterer fra omsetningen mellom kalsiumhardhetsionene i vannet og det vann-løselige karbonat. Således er dette vann-uløselige partikkelformige materiale en kimkrystall for kalsiumkarbonat, for eksempel kalsiumkarbonat selv.

Det vann-uløselige partikkelformige karbonatmateriale bør være findelt og bør ha et overflateareal på minst.10 m 2/g, fortrinnsvis minst 15 m 2/g. Det spesielt foretrukne materiale har overflateareal på 30-100 m 2/g. Uløselig karbonatmateriale med overflatearealser i overkant av 100 m 2/g kan anvendes, hvis slike materialer er økonomisk tilgjengelige.

Overflateareal måles ved nitrogenabsorbsjon under anvendelse av standardmetoden til Bruayer, Emmet & Teller (BET). Et egnet instrument for utførelse av denne metode er et Carlo Erba Sorpty 1750 instrument som opereres i henhold til produsentens instruk-sjoner.

Det foretrekkes helst at materialet med høyt overflateareal fremstilles i fravær av gift, slik at det bevarer sin kimsettings-

aktivitet.

Det uløselige karbonatmateriale vil vanligvis ha en gjennom-snittlig partikkelstørrelse av mindre enn 10 pm, målt ved sikt analyse, men kan være granulert for å lette håndteringen.

Når det uløselige karbonatmateriale er kalsiumkarbonat,

kan enhver krystallinsk form derav anvendes eller en blanding derav, men kalsitt foretrekkes, da aragonitt og vateritt er mindre lett tilgjengelig kommersielt, og kalsitt er litt mindre løselig enn aragonitt eller vateritt ved de fleste vanlige vaske-temperaturer. Når eventuelt aragonitt eller vateritt anvendes,

er det vanligvis i blanding med kalsitt. I den følgende generelle beskrivelse benyttes betegnelsen "kalsitt" i betydningen av enten kalsitt selv eller ethvert annet egnet vann-uløselig kalsiumkarbonat -kimsettingsmateriale.

Det valgte nivå av kalsitt i den totale blanding avhenger

av det spesifikke overflateareal som beskrevet ovenfor. Mengden av kalsitt som anvendes i blandingene bør være fra 5. til 60%,

men å foretrekke fra 5 til 30%.

I tillegg til det vann-uløselige karbonatmateriale,, det vaskeaktive materiale og det vannløselige: karbonatmateriale er det mulig å inkludere små mengder av andre- vaskeevnebyggerev for-utsatt at den totale mengde av vaskeevnebyggerne ikke overstiger 85 vekt%, slik at det blir plass i vaskemiddelblandingen tlT.

andre ønskelige ingredienser.

Bortsett fra kalsitten, de vaskeaktive forbindelser og vaskeevnebyggerne kan,vaskemiddelblandingen eventuelt inneholde hvilke som helst av dé konvensjonelle ingredienser i de mengder i hvilke slike ingredienser normalt anvendet i tøyvaskemiddel-blandinger.

Én slik valgfri ingrediens er et alkalimetallsilikat,

spesielt nøytralt natrium-/ alkalisk, meta- eller ortosilikat Et lavt nivå av silikat, for eksempel 5-10 vekt%, er vanligvis fordelaktig med hensyn til å nedsette korrosjonen på metalldeler i tøyvaskemaskiner, og det kan gi fordeler i forarbeidelsen.

Hvis høyere nivåer av silikat anvendes opptil et praktisk maksimum på 30%, for eksempel 10-20%, i vekt, kan det bli en mer merkbar forbedring i vaskeevne, noe som kan tillate en viss reduksjon i innholdet av vannløselig karbonatmateriale. Denne effekt synes å være spesielt nyttig når vaskevæsken anvendes i vann med betydelige nivåer av magnesiumhårdhet. Mengden av silikat kan også anvendes i en viss grad for å styre likevekts-pH-verdien til vaskevæsken, som generelt er i området 9-11, fortrinnsvis 10-11, for en vandig løsning av blandingen ved den anbefalte konsentrasjonen. Det skal bemerkes at en høyere pH-verdi (d.v.s. over en pH 10,5) er tilbøy-lig til å vasre mer effektiv hva angår vaskeevne, men det kan være mindre ønskelig for sikkerheten i hjemmet. Natriumsilikat fås vanligvis i konsentrert vandig løsning, men mengdene er beregnet på vannfri basis.

Eksempler på andre valgfrie ingredienser inkluderer de skum-forsterkende midler, for eksempel alkanolamider, spesielt det monoetanolamidet som stammer fra palmekjernefettsyrer og kokos-nøttfettsyrer, skumnedsettende midler, oksygenfrigjørende blekemidler, for eksempel natriumperborat og natriumperkarbonat, per-syreblekeforløpere, klorfrigjørende blekemidler, for eksempler triklorisocyanursyre, tøymykningsmidler, uorganiske salter som for eksempel natriumsulfat, og, vanligvis til stede i svært små mengder, fluorescerende midler, parfyme, enzymer, for ekse ipel proteaser og amylaser, germicider og farvemidler.

Vaskemiddelblandingene kan produseres ved hvilken som helst av de teknikker som det er vanlig å anvende ved produksjon av tøyvaskemiddelblandinger, inklusive spesielt oppslemmings- og forstøvningstørkeprosesser for produksjon av vaskepulveret.

Oppfinnelsen skal nå illustreres ved hjelp av eksempler.

EKSEMPLER 1 TIL 7

Det ble fremstilt blandinger i henhold til følgende resepter. Hver blanding ble laget i form av et pulver ved forstøvnings-tørking av den oppslemming av de angitte bestanddeler, med unntagelse av natriumsilikatet, natriumperboratet og TAED (når dette anvendes), som ble tilsatt separat til det forstøvnings-tørkede basispulver. Pulverne ble forstøvet til et mål-fuktig-hetsinnhold på 3-4%.

Bemerkninger

1 - Dobane 113, natriumsalt av lineært alkylbenzensulfonat i hvilket alkylgruppen inneholder 10-15 karbonatomer. 2 - Synperonic A7, en alkohol med en alkylkjedelengde på 13-15 karbonatomer etoksylert med et gjennomsnitt av 7 etylen-oksydgrupper per molekyl). 3 - herdet talg-natriumsåpe med unntagelse av eksemplene 1 og 4, som anvendte en 50:50 blanding av herdet talg- og herdet rapsfrø-natriumsåpe.

4 - målt som vannfritt.

5 - Socal U3 med et nominelt overflateareal på

100 m<2>/g.

6 - i form av monohydratet.

I hvert eksempel ble 150g pulver anbrakt i en dispenser

i en HOOVER® automatisk vaskemaskin. Kaldt vann fikk strømme inn i dispenseren i en hastighet av 2 liter pr. minutt i 2 minutter. Vannet hadde en hardhet på 24°FH (d.v.s. en konsentrasjon av fritt kalsiumjon på 24 x 10 -4 molar). Vanntrykket var 5 psi (0,35 kg/cm 2). Etter at vannet hadde fått renne ut på naturlig måte fra dispenseren, ble vekten av pulverresten i den målt.

Resultatene var som følger: En restvekt på mindre enn 20 g i denne test anses akseptabelt. Følgende tabell viser også prosent anionisk aktivt, ikke-ionisk aktivt og såpe i hver resept.

Disse resultater viser at blandingene i henhold til oppfinnelsen (eksemplene 1 til 7) etterlater signifikat mindre rest i resten enn sammenligningsblandingene A til D.

Claims (6)

1. Vaskemiddelblanding som inneholder (i) 5-25 vekt% av et vaskeaktivt system som omfatter en blanding av

(a) et anionisk ikke-såpeholdig vaskeaktivt materiale; (b) et ikke-ionisk vaskeaktivt materiale; og (c) såpe; (ii) 5-75 vekt% av et vannløselig alkalimetallkarbonat; og (iii) 5-60 vekt% av et vannuløselig partikkelformig karbonatmateriale som er en kimkrystall for kalsiumkarbonat; karakterisert ved at, basert på den totale vekt av komponentene (a), (b) og (c), nivået av (a) er fra 38 til 70%; nivået av (b) er fra 20 til 27%; og nivået av (c) er fra 10 til 35%, men ikke mer enn 8%, i vekt av hele blandingen.

2. Blanding som angitt i krav 1, karakterisert ved at de anioniske ikke-såpeholdige vaskeaktive materialer er et vannløselig alkalimetallsalt av et organisk sulfat eller sulfonat som har et alkylradikal som inneholder fra 8 til 22 karbonatomer.

3. Blanding som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det ikke-ioniske vaskeaktive materiale er valgt blant: (i) C6-C22~alkylfenoletylenoksyd-kondensater som har 5-25 enheter etylenoksyd pr. molekyl, (ii) kondensasjonsproduktene av C8-C15-primære og -sekundære lineære eller forgrenede alkylenalkoholer som har 5-40 enheter etylenoksyd pr. molekyl, og (iii) produkter laget ved kondensering av etylenoksyd med reaksjonsproduktene av etylenoksyd og etylendiamin.

4. Blanding som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at såpen er et fettsyresalt med et alkalimetall eller jordalkalimetall.

5. Blanding som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det vannløselige partikkelformige karbonatmateriale er kalsitt.

6. Blanding som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den også inneholdei 0-30 vekt% av et alkalimetallsilikat.