PL177701B1

PL177701B1 - Mikroemulsyjny środek czyszczący

Info

Publication number: PL177701B1
Application number: PL94303022A
Authority: PL
Inventors: Steven T. Adamy; Barbara J. Thomas
Original assignee: Colgate Palmolive Co
Priority date: 1993-04-14
Filing date: 1994-04-14
Publication date: 2000-01-31
Also published as: US5543073A; CO4230136A1; ZA942545B

Abstract

1. Mikroemulsyjny srodek czyszczacy, zawierajacy srodek powierzchniowo czynny, kosurfa ktant, wode i skladniki dodatkowe, o niskim stezeniu skladników aktywnych, znamienny tym, ze za- wiera: (a) od 1 do 40% wag. anionowego organicznego srodka powierzchniowo czynnego; (b) ewentualnie do 40% wag. niejonowego srodka powierzchniowo czynnego; (c) ewentualnie do 5% wag. nieorganicznego elektrolitu; (d) od 1 do 40% wag. kosurfaktanta o wzorze RO(Xn) H, w którym R oznacza rodnik alkilowy o 6 do 9 atomach wegla; X oznacza jednowartosciowy rodnik etoksylowy, propoksylowy lub izopropo ksylowy, n oznacza 1 do 4 i (e) wode w ilosci uzupelniajacej do 100% wag,. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest mikroemulsyjny środek czyszczący o zwiększonym stopniu pochłaniania oleju i doskonałych własnościach czyszczących, a zwłaszcza środek, który w mniejszym stopniu pozostaje na powierzchni po użyciu.

Ciekłe środki detergentowe w postaci emulsji stosuje się jako detergenty o ogólnym przeznaczeniu do czyszczenia twardych powierzchni, takich jak malowane wyroby drzewne, wanny, zlewy, podłogi i ściany z płytek ceramicznych, linoleum, posadzki i zmywalne tapety. Biorąc pod uwagę emulgowanie jako mechanizm usuwania brudu, badano mikroemulsje jako bardzo skuteczne środki usuwania lipofilowych substancji z podłoży. Takie mikroemulsje obejmują substancje lipofilową środek powierzchniowo czynny, współdziałający środek powierzchniowo czynny („kosurfaktant”) i wodę. Tworzą one termodynamicznie trwałą fazę, w której micele mają wielkość cząstek poniżej 100 nm (nanometrów), są przezroczyste i nie dają efektu Tyndalla oraz nie rozdzielają się przez długi czas. Mikroemulsje mogą solubilizować olej bez stosowania drogich substancji solubilizujących lub intensywnego mieszania. Wykazują bardzo niskie napięcie międzyfazowe z olejem i mogą być zatem rozpryskiwane na zabrudzoną powierzchnię podlegającą czyszczeniu.

Mikroemulsje mają też pewne wady, które powodują trudne i często nieprzewidywalne problemy związane z ich stosowaniem. Na przykład, zastosowanie tej technologii wymaga wyznaczenie trójkątnego diagramu fazowego dla danego układu. Ponadto, należy ostrożnie dobrać środek powierzchniowo czynny i współdziałający środek powierzchniowo czynny. Mikroemulsje są wrażliwe na elektrolity i należy dobrze rozumieć zachowanie się fazowe każdego układu, gdy się go rozcieńcza. Sa wrażliwe na olej o długim łańcuchu i pienienie przy wysokich stężeniach środka powierzchniowo czynnego.

M. Loth i wsp. w opisach patentowych USA nr nr 5 075 026 i 5 082 584 opisali ulepszony środek mikroemulsyjny zawierający anionowy detergent, kosurfaktant, węglowodór i wodę, w którym ulepszenie polegało na zastosowaniu nierozpuszczalnej w wodzie wonnej substancji zapachowej jako zasadniczego składnika węglowodorowego. Kosurfaktanty wg tych opisów, zasadniczo nie miały zdolności rozpuszczania oleistego lub tłustego brudu i były wybrane z grupy składające się, między innymi, z rozpuszczalnych w wodzie alkoholi o 3 do 4 atomach węgla, eterów glikolu polipropylenowego i monoalkilowych eterów i estrów glikolu etylenowego lub propylenowego o 1 do 4 atomach węgla.

M. Loth i wsp. w opisie patentowym USA nr 5 076 954 opisali stężony trwały mikroemulsyjny środek czyszczący zawierający syntetyczny organiczny detergent, kosurfaktant i wodę i nierozpuszczalnąw wodzie substancję zapachowąjako zasadniczy składnik węglowodory w ilościach wystarczających do utworzenia rozcieńczonej mikroemulsji olej w wodzie (o/w). Kosurfaktanty wg tego opisu są wybrane z grupy składającej się, między innymi z rozpuszczalnych w wodzie alkoholi o 2 do 4 atomach węgla, poliglikolu propylenowego o 2 do 18 jednostkach propoksy, eteru monoalkilowego niższego glikolu o wzorze RO(X)_nH, w którym R oznacza C,.₄alkil a X oznacza CH2CH2O, CH(CH3)CH₂O lub CH₂CH₂CH₂O, n oznacza 1 do 4.

P. J. Durbut i wsp. w opisie patentowym USA nr 5 035 826 opisali ciekły detergentowy środek, który w ciekłej postaci krystalicznej zawiera jeden lub więcej niejonowych detergentów z mniejszą ilością anionowych lub kationowych środków powierzchniowo czynnych, kosurfaktant taki jak eter butylowy glikolu tripropylenowego, rozpuszczalnik brudu, taki jak izoparafinowy węglowodór (9-11 atomów węgla) lub estry metylowe kwasów oleju kokosowego i woda jako główny składnik.

M. Loth i wsp. w opisie patentowym USA nr 5 108 643 opisali wodnąmikroemulsję zawierającą anionowy i/lub niejonowy syntetyczny organiczny detergent, nierozpuszczalnąw wodzie substancję zapachową, wodę i kosurfaktant, w której kosurfaktant reguluje konformację między4

177 701 fazową zmniejszając napięcie międzyfazowe pomiędzy zdyspergowaną i ciągłą fazą detergentów, substancji zapachowej i wody, tworząc w ten sposób trwałą mikroemulsję. Środek ten nie zawiera żadnego rozpuszczalnika dla olejów i tłuszczu, poza substancją zapachową.

M. Kahlweit podaje przegląd stanu techniki w dziedzinie mikroemulsji w Science. vol. 240, str. 617-621, kwiecień (1988).

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie środka czyszczącego, który ma wyższy stopień pochłaniania oleju i doskonałe własności czyszczące w porównaniu z innymi znanymi środkami.

Mikroemulsje czyszczące według wynalazku sąskuteczne przy mniejszych zawartościach składników czynnych, w związku z czym zmniejsza się ilość środka pozostałąpo czyszczeniu w porównaniu ze znanymi układami.

Mikroemulsyjny środek czyszczący, zawierający środek powierzchniowo czynny, kosurfaktant, wodę i składniki dodatkowe, o niskim stężeniu składników aktywnych, charakteryzuje się tym, że zawiera:

(a) od 1 do 40% wag. anionowego organicznego środka powierzchniowo czynnego;

(b) ewentualnie do 40% wag. niejonowego środka powierzchniowo czynnego;

(c) ewentualnie do 5% wag. nieorganicznego elektrolitu;

(d) od 1 do 40% wag. kosurfaktanta o wzorze RO(X_n)H, w którym R oznacza rodnik alkilowy o 6 do 9 atomach węgla; X oznacza jednowartościowy rodnik etoksylowy, propoksylowy lub izopropoksylowy, n oznacza 1 do 4 i (e) wodę w ilości uzupełniającej do 100% wag.

Korzystnie jako anionowy środek powierzchniowo czynny środek zawiera sól alkilosiarczanu zawierającego 8 do 18 atomów węgla w reszcie alkilowej metalu z grupy I, II lub III układu okresowego pierwiastków.

Korzystnie jako sól alkilosiarczanu zawiera laurylosiarczan sodu.

Korzystnie jako sól alkilosiarczanu zawiera laurylosiarczan magnezu.

Korzystnie jako niejonowy środek powierzchniowo czynny środek zawiera produkt kondensacji tlenku etylenu i wyższego alkoholu zawierającego 8 do 18 atomów węgla.

Korzystnie zawiera produkt kondensacji, któryj est pochodną 5 do 7 j ednostek tlenku etylenu i wyższego alkoholu o 9 do 15 atomach węgla.

Korzystnie jako elektrolit środek zawiera sól metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych.

Korzystnie jako sól metalu alkalicznego zawiera sól sodową.

Korzystnie jako sól metalu ziem alkalicznych zawiera sól magnezową.

Korzystnie środek sól zawiera halogenek lub siarczan.

Środek korzystnie zawiera dodatkowo do 10% wag. substancji zapachowej.

Jako kosurfaktant środek korzystnie zawiera eter monoalkilowy glikolu alkilenowego, w którym grupa alkilenowa ma 2 do 3 atomów węgla.

Korzystnie środek jako kosurfaktant zawiera eter monoheksylowy glikolu etylenowego.

Korzystnie środek jako kosurfaktant zawiera eter monoalkilowy glikolu dialkilenowego, w którym grupa alkilenowa ma 2 do 3 atomów węgla.

Korzystnie środekjako kosurfaktant zawiera eter monoheksylowy glikolu dietylenowego.

Korzystnie środekjako kosurfaktant zawiera eter monoalkilowy glikolu propylenowego.

Środek korzystnie zawiera dodatkowo 0,1 do 2,0% wag. środka hamującego pienienie.

Korzystnie jako środek hamujący pienienie środek zawiera kwas tłuszczowy lub mydło kwasu tłuszczowego o 8 do 22 atomach węgla.

Środek korzystnie zawiera 3 do 20% wag. anionowego organicznego środka powierzchniowo czynnego, do 1% elektrolitu i 1 do 15% kosurfaktanta.

Korzystnie środek zawiera od 0,4 do 10% wag. substancji zapachowej.

Dla fachowca jest oczywiście, że wyżej opisany środek może dodatkowo zawierać jako składniki, ewentualne takie substancje jak barwniki, regulatory piany, środki zagęszczające itp. Stosowany tu termin „substancja zapachowa” jest użyty w jego zwykłym znaczeniu i odnosi się

177 701 do i obejmuje dowolną nierozpuszczalną w wodzie substancję zapachową lub mieszaninę substancji, w tym dające zapach substancje naturalne (tj. otrzymane przez ekstrakcję kwiatów, ziół lub roślin), sztuczne (tj. mieszaniny naturalnych olejów lub składników olejowych) i syntetyczne (tj. pojedyncze substancje wytworzone syntetycznie lub ich mieszaniny). Typowe substancje zapachowe stanowią kompleksowe mieszaniny mieszanek różnych związków organicznych, takich jak estry, ketony, węglowodory, laktony, alkohole, aldehydy, etery, związki aromatyczne i różnych ilości olejków eterowych (np. terpenów), jak od 0% do 80%, zwykle od 10% do 70% wag., przy czym same olejki eteryczne są lotnymi związkami dającymi zapach służącymi także do rozpuszczania innych składników substancji zapachowej. Dokładny skład substancji zapachowej nie ma szczególnego wpływu na zdolność czyszczącą dopóki spełnione są kryteria niemieszalności z wodą i przyjemnego zapachu.

Chociaż substancje zapachowe jako takie nie są rozpuszczalnikiem dla brudu tłustego lub olejowego - aczkolwiek niektóre substancje zapachowe mogą faktycznie zawierać aż 80% terpenów, które są znane jako dobre rozpuszczalniki tłuszczu - mająjednak zdolność do zwiększania pochłaniania oleju.

Środek wg wynalazku może ewentualnie zawierać inny składnik - nieorganiczną lub organiczną sól lub tlenek kationu wielowartościowego metalu, zwłaszcza Mg⁺⁺. Metal lub tlenek może dawać pewne korzyści, w tym poprawioną zdolność czyszczenia podczas stosowania w rozcieńczeniu. Szczególnie korzystną soląmagnezujest siarczan magnezu, bezwodny lub uwodniony. Inne wielowartościowe jony metalu, które także można stosować, obejmują jony glinu, miedzi, niklu, żelaza itp.

Gdy środek wg wynalazku powinien zawierać czynnik hamujący pienienie, można włączyć w niewielkich ilościach, tj. od 0,1 % do 2,0%, korzystnie od 0,25% do 1 % wag. środka, kwas tłuszczowy lub mydło kwasu tłuszczowego o 8 do 22 atomach węgla.

Przykłady kwasów tłuszczowych, które mogą być stosowane jako takie lub w postaci mydeł obejmują destylowane kwasy tłuszczowe z oleju kokosowego, kwasy tłuszczowe typu „mieszanych roślinnych” (np. kwasy o wysokim procencie nasyconych, mono- i/lub wielonienasyconych łańcuchów C18) kwas oleinowy, kwas stearynowy, palmitynowy, ejkozanowy itp. Zwykle skuteczne sa kwasy tłuszczowe zawierające od 8 do 22 atomów węgla. Środki wg wynalazku nie zawierają emulgujących środków powierzchniowo czynnych 'kationowych, niejonowych lub anionowych takichjak zestawione w opisie patentowym USA nr 5 171 475 w kolumnie 8 w. 16 do 61.

Do wytwarzania takich środków czyszczących nie są wymagane żadne określone techniki mieszania ani specjalne urządzenia. Kolejność mieszania różnych składników też nie jest ściśle określona i zwykle różne substancje można dodawać do odpowiedniego zbiornika kolejno lub wszystkie od razu z konwencjonalnym mieszaniem. Temperatura, w której wytwarza się środek wg wynalazku i w której czyści się za pomocąniego produkty, niejest krytyczna, a wystarczająca jest temperatura pokojowa. Do usuwania z powierzchni brudu olejowego lub osadów korzystna jest temperatura w zakresie 5 do 50°C.

Zakres pH środka niejest krytyczny i może wynosić 5,0 do 9,0 lub nawet od 2,0 do 13,0.

Chociaż można stosować 1 do 40% organicznego anionowego środka powierzchniowo czynnego, korzystnie stosuje się 3 do 20% wag. Jest to także korzystny zakres dla niejonowego środka powierzchniowo czynnego, gdy jest stosowany.

Ilość kosurfaktantu korzystnie wynosi 1 do 40% z korzystnym zakresem 1 do 15%.

Korzystnym elektrolitemjest chlorek sodu ale nie jest to krytyczny składnik i mogą być także stosowane inne sole metali. Na przykład, można stosować metale alkaliczne, w tym potas i lit, metale ziem alkalicznych, w tym bar, wapń i stront i metale wielowartościowe takie jak glin, miedź, nikiel, żelazo itp., z takimi anionami jak halogenkowe, siarczanowe, azotanowe, wodorotlenowe, tlenkowe, octanowe itp. Korzystnym halogenkiem jest chlorek, chociaż, jeśli potrzeba, można stosować bromek, jodek lub fluorek. Korzystne granice ilościowe dla elektrolitów to 0 do 5%, szczególnie korzystnie 0 do 1%.

177 701

Odpowiednie organiczne środki powierzchniowo czynne obejmują rozpuszczalne w wodzie, nie-mydlane anionowe detergenty jak również mieszaniny tych anionowych detergentów z rozpuszczalnymi w wodzie niejonowymi i polarnymi niejonowymi detergentami. Przykładowe anionowe detergenty obejmujązwiązki, które zawierająw strukturze cząsteczki organiczną grupę hydrofobową o 8 do 22 atomach węgla, a korzystnie o 10 do 18 atomach węgla i co najmniej jedną grupę zapewniającą rozpuszczalność w wodzie, taką jak sulfonianowa, siarczanowa lub karboksylanowa. Zwykle grupa hydrofobowa obejmuje grupę alkilową, alkenylową lub acylową o 8-22 atomach węgla. Te detergenty stosuje się w postaci soli rozpuszczalnych w wodzie i kationem tworzącym sól są zwykle kationy sodu, potasu, amonowy, magnezu, mono-, di- lub trialkanoloamonowe o 2-3 atomach węgla.

Przykładami anionowych siarczanowych detergentów są sole alkilosiarczanów o 8-18 atomach węgla i sole alkilosiarczanów polietoksylowane o wzorze R(OC₂H₄)_nOSO₃M, w którym R oznacza grupę alkilową o 8-18 atomach węgla, n stanowi 1 do 12, a M oznacza solubilizujący kation, np. sodowy, potasowy, amonowy, magnezowy i mono-, di- i trietanoloamonowy. Sole alkilosiarczanów można wytworzyć przez redukcje glicerydów kwasów z oleju kokosowego lub łoju i zobojętnienie produktu zasadami pochodnymi metali z grupy I, II lub III układu (Deming Periodic Table). Alkilosiarczany polietoksylowane wytwarza się przez siarczanowanie produktu kondensacji tlenku etylenu z alkoholem C₈._lg i zobojętnienie produktu. Korzystne alkilosiarczany i alkilosiarczany polietoksylowane zawieraj a 10 do 16 atomów węgla w reszcie alkilowej. Szczególnie korzystnym alkilosiarczanem jest laurylosiarczan sodu i mirystylosiarczan sodu.

Rozpuszczalne w wodzie niejonowe środki powierzchniowo czynne, jeśli są stosowane, stano wiiąprodukt kondensacji organicznego alifatycznego lub alkiloaromatycznego związku hydrofobowego zawierającego grupę karboksylową, hydroksylową, amidową lub aminową z wolnym atomem wodoru połączonym z atomem azotu, który może być skondensowany z tlenkiem etylenu lub z produktem jego uwodnienia, poliglikolem etylenowym. Długość łańucha polioksyetylenowego może być dostosowana tak aby uzyskać żądaną równowagę między hydrofobową i hydrofilową częścią (HLB), którą można mierzyć liczbą HLB.

Odpowiednimi niejonowymi środkami powierzchniowo czynnymi są produkty kondensacji wyższego alkoholu zawierającego 8 do 18 atomów węgla o prostym lub rozgałęzionym łańcuchu i 0,5 do 30 moli tlenku etylenu. Korzystne są produkty kondensacji alkoholu o 9 do 11 atomach węgla (5EO) i produkty kondensacji alkoholu o 12 do 15 atomach węgla (7EO). Takie korzystne związki są dostępne w handlu, są produktowane przez firmę Shell Chemical Co. i sprzedawane pod nazwą handlową Dobanol 91-5 i Neodol 25-7.

Inną grupę odpowiednich niejonowych środków powierzchniowo czynnych, sprzedawanych pod nazwą handlowąPluronics, stanowią produkty kondensacji etylenu z produktami kondensacji tlenku propylenu i glikolu propylenowego.

Inne odpowiednie środki powierzchniowo czynne obejmują produkty polikondensacji tlenku etylenu i alkilofenoli, jak np. nonylofenolu.

Korzystnymi kosurfaktantami są: eter monoheksylowy glikolu etylenowego, eter monoheptylowy glikolu etylenowego, eter monooktylowy glikolu etylenowego, eter monononylowy glikolu etylenowego, eter monoheksylowy glikolu dietylenowego, eter monoheptylowy glikolu dietylenowego, eter monooktylowy glikolu dietylenowego, eter monoheksylowy glikolu trietylenowego, eter monoheksylowy glikolu propylenowego, eter monoheksylowy glikolu izopropylenowego itp. Takie środki powierzchniowo czynne można syntetyzować przez kondensacje alkoholu o 6 do 9 atomach węgla z tlenkiem etylenu, glikolem 1,2-propylenowym lub glikolem 1,3-propylenowym, odpowiednio.

Na załączonych rysunkach na figurze 1a przedstawiony jest fazowy diagram trójkątny ilustrujący pochłanianie dodekanu w układzie zawierającym eter monoheksylowy glikolu etylenowego (C6E1) jako kosurfaktant.

Na figurze 1b znajduje się fazowy diagram trójkątny przedstawiający pochłanianie dodekanu w układzie zawierającym eter monoheksylowy glikolu dietylenowego (C6E2) jako kosurfaktant.

rn 701

Na figurze 2a znajduje się fazowy diagram trójkątny przedstawiający pochłanianie dodekanu w układzie zawierającym eter monobutylowy glikolu etylenowego (C4E1) jako kosurfaktant.

Na figurze 2b znajduje się fazowy diagram trójkątny przedstawiający pochłanianie dodekanu w układzie zawierającym eter monobutylowy glikolu dietylenowego (C4E2) jako kosurfaktant.

Na figurze 3 znajduje się wykres dwuwymiarowy przedstawiający pochłanianie dodekanu w układzie zawierającym eter monoheksylowy glikolu dietylowego (C6E2) albo eter monobutylowy glikolu dietylenowego (C4E2) jako kosurfaktant z mieszaniną anionowych i niejonowych środków powierzchniowo czynnych.

Na figurze 4 znajduje się wykres dwuwymiarowy przedstawiający pochłanianie oleiny w funkcji ilości dodekanu solubilizowanego w układzie z eterem monoheksylowym glikolu etylenowego (C6E1).

Na figurze 5 znajduje się wykres dwuwymiarowy przedstawiający pochłanianie oleiny w funkcji ilości dodekanu solubilizowanego w układzie z eterem monoheksylowym glikolu dietylenowego (C6E2).

Na figurze 6 znajduje się wykres dwuwymiarowy przedstawiający czyszczenie z płynnego tłuszczu za pomocą dwóch prototypowych mikroemulsji.

Na figurze 7 znajduje się wykres dwuwymiarowy przedstawiający czyszczenie z tłuszczu za pomocą rozcieńczonych mikroemulsji.

Wynalazek jest opisany w następujących przykładach. Wszystkie części i procenty są wagowe, jeśli nie zaznaczono inaczej.

Przykład I.

Zdolność solubilizacji układów zawierającychjako kosurfaktany eter monoheksylowy glikolu etylenowego (dostępny jako Hexyl Cellosolve z firmy Union Carbide Chemicals and Plastics Co. Inc.) i eter monoheksylowy glikolu dietylenowego (dostępny jako Hexyl Carbitol z firmy Union Carbide Chemicals Co. Inc.) porównywano z układami zawierającymi eter 'monobutylowy glikolu etylenowego (dostępny jako Butyl Cellosolve z Union Carbide Chemicals and Plastics Co. Inc.) i eter monobutylowy glikolu dietylenowego (dostępny jako Butyl Carbitol z Union Carbide Chemicals and Plastics Co. Inc) stosując n-dodekan jako materiał, który ma być solubilizowany. Zdolność solubilizacji wobec n-dodekanu tj. ilość n-dodekanu, który może ulec solubilizacji w mikroemulsji dopóki emulsja pozostanie homogeniczna, przezroczysta i trwała, wykreślono na figurach 1 a-b i 2a-b. Opisane układy sązłożone z wodnego 0,15 M roztworu NaCl (solanki), laurylosiarczanu sodu (jako środek powierzchniowo czynny SLS) i z eteru monoheksylowego glikolu etylenowego (1a), eteru monoheksylowego glikolu dietylenowego (1b), eteru monobutylowego glikolu etylenowego (2a) lub eteru monobutylowego glikolu dietylenowego (2b). Zdolności solubilizowania n-dodekanu sa przedstawione w postaci konturów o równym pochłanianiu oleju wykreślonych na trójkątnym diagramie fazowym solanka /SLS/ kosurfaaktan.

Należy zauważyć, że na figurach 1a-b i 2a-b przedstawione są cząstkowe diagramy fazowe, dochodzące tylko do 50% SLS i 50% kosurfaktanta. Procenty wskazane na konturach obliczono z równania:

, , , masa dodekanu x 100% % dodekanu = - 11) suma mas solanki, SLS i kosurfaktantu

Tak więc na figurze 1 a na konturze 2,5% leży punkt odpowiadający składowi: 85% solanki, 11% SLS i 4% eteru monoheksylowego glikolu etylenowego (C6E1). Oznacza to, że w 100 g układu: 85% solanki, 11% SLS i 4% C6E1 można zsolubilizować 2,5 g dodekanu, zanim mieszanina rozdzieli się na dwie ciekłe fazy.

Nadzwyczajną zdolność solubilizacji układów zawierających eter monoheksylowy glikolu etylenowego i eter monoheksylowy glikolu dietylenowego w porównaniu z układami zawierającymi eter monobutylowy glikolu etylenowego i eter monobutylowy glikolu dietylenowego wykazano przez porównanie figur 1a i 1b z 2a i 2b.

177 701

Na przykład, na fig. 1a widać, że układ o składzie: 90% solanki, 5,0% SLS i 5% eteru monoheksylowego glikolu etylenowego może solubilizować 5% dodekanu: natomiast układ z eterem monoheksylowym glikolu dietylenowego może solubilizować 1% dodekanu. Ani układy z eterem monobutylowym glikolu etylenowego ani z eterem monobutylowym glikolu dietylenowego w środkach o podobnym składzie nie były zdolne do solubilizowania znaczących ilości dodekanu. W bardziej stężonych układach, zawierających 12,5% SLS i 12,5% kosurfaktantu układ z eterem monoheksylowym glikolu etylenowego może solubilizować 6% dodekanu. Podobne układy z eterem monobutylowym glikolu etylenowego i z eterem monobutylowym glikolu dietylenowego mogą solubilizować tylko 2% i 1% dodekanu, odpowiednio.

Zdolność układu do solubilizowania znaczących ilości oleju przy niższych stężeniach składników czynnych jest ulepszeniem w stosunku do znanych układów, ponieważ układ taki, gdy jest stosowany jako środek czyszczący do twardych powierzchni, daje mniej pozostałości. Tę cechę można też wykazać przez analizowanie orientacji konturów pochłaniania na figurach 1a-b i 2a-b. Na figurach 1a i 1b widać, że dla układów z eterem monoheksylowym glikolu etylenowego i z eterem monoheksylowym glikolu dietylenowego kontury są zorientowane w znacznej mierze w kierunku boku SLS-kosurfaktant. Oznacza to, że solubilizacja oleju wzrasta wraz ze wzrostem ilości kosurfaktanta a nie ilości środka powierzchniowo czynnego. Ponieważ zdolność solubilizacji można zwiększyć przez zwiększenie ilości składnika lotnego zamiast nielotnego środka powierzchniowo czynnego, na twardej powierzchni jest mniejsza pozostałość po użyciu. Zauważono jednak, ż orientacja konturów może zależeć od długości łańcucha oleju.

Należy także zauważyć, że figura 1a wykazuje, że przy wyższych poziomach środka powierzchniowo czynnego, kosurfaktanta i dodekanu, tworzą się ciekłe kryształy.

Przykład II.

Na figurze 3 przedstawiona jest zdolność pochłaniania dodekanu przez układ zawierający eter monoheksylowy glikolu dietylenowego w porównaniu z układem zawierającym eter monobutylowy glikolu dietylenowego. W obu przypadkach stosowano mieszaninę laurylosiaczanu Mg i Neodolu 25-7 (prostołańcuchowego niejonowego środka powierzchniowo czynnego zawierającego 12-15 atomów węgla i 7 grup etoksylowych, firmy Shell Chemical Co.) o stężeniu całkowitym 6%. Ułamek wagowy Neodolu 25-7 zmieniał się od 0 do 1. Utrzymywano stałą zawartość kosurfaktanta, eteru monoheksylowego glikolu dietylenowego lub eteru monobutylowego glikolu dietylenowego, na poziomie 3%. W celu wytworzenia mikroemulsji dodano substancji zapachowej w ilości 0,8%. Z wyjątkiem bardzo wysokich ułamków wagowych Neodolu 25-7, pochłanianie dodekanu było znacznie wyższe dla eteru monoheksylowego glikolu dietylenowego jako kosurfaktanta niż dla eteru monobutylowego glikolu dietylenowego; rozpuszczalność oleju była prawie dwukrotnie większa.

Przykład III

Zdolność solubilizacji układów z eterem monoheksylowym glikolu etylenowego i z eterem monoheksylowym glikolu dietylenowego porównywano z eterem monobutylowym glikolu etylenowego i z eterem monobutylowym glikolu dietylenowego stosując oleinę jako olej, który ma być solubilizowany. W tych przykładach przygotowano mikroemulsje z dodekanemjako solubilizowanym węglowodorem i mierzono zdolność pochłaniania w nich oleiny. Mierzono także pochłanianie oleiny w układach bez dodekanu.

Na figurach 4 i 5 przedstawiono pochłanianie oleiny w dwóch przykładowych układach z eterem monoheksylowym glikolu etylenowego w funkcji ilości zsolubilizowanego dodekanu. Ilość dodekanu jest oznaczona w procentach obliczonych wg przedstawionego powyżej równania (1).

Ilość solubilizowanej oleiny obliczono wg równania:

masa s olubilizowanej oleeny xl00% suma mas solanki, SLS, kosurfaktantu + dodekanu (2)

Figura 4 wykazuje, że w środku o składzie: 5% SLS, 5% eteru mnnoheksylowego glikolu etylenowego, 90% solanki z 1,4% zsolubilizowanego dodekanu (jak określono wg równania 1)

177 701 można zsolubilizować 0,14% oleiny (jak określono wg równanie 2). Figura 4 wykazuje także, że przy wyższych stężeniach składników czynnych - 7,5% SLS i 7,5% eteru monoheksylowego glikolu etylenowego, 85% solanki z 1,4% zsolubilizowanego dodekanu, może ulec solubilizacji 1,26% oliny.

Figura 5 wykazuje, że w układzie o składzie: 12,5% SLS, 12,5% eteru monoheksylowego glikolu dietylenowego, 75% solanki, w którym już został zsolubilizowany dodekan w ilości 3,6%, maksymalnie może być zsolubilizowany 1,55% oleiny. W układach, które zawierają eter monobutylowy glikolu etylenowego lub eter monobutylowy glikolu dietylenowego, NaCl i SLS w ilościach w zakresach określonych na figurach 4 i 5, nie zmierzono znaczącego pochłaniania oleiny. Fakt, że układy zawierające eter monoheksylowy glikolu etylenowego i eter monoheksylowy glikolu dietylenowego były zdolne do solubilizowania znaczących ilości oleiny, podczas gdy układy z eterem monobutylowym glikolu etylenowego i z eterem monobutylowym glikolu dietylenowego nie solubilizowały w ogóle oleiny, świadczy o doskonałym działaniu układów z eterem monoheksylowym glikolu etylenowego i z eterem monoheksylowym glikolu dietylenowego.

Przykład IV.

Aby zbadać zdolność oczyszczania z tłuszczu przygotowano dwa prototypowe środki czyszczące o ogólnym przeznaczeniu, przedstawione w tabeli 1 poniżej jako środki A i B.

Tabela 1 Skład badanych środków

Składniki	A	B
Laurylosiarczan Mg	3,0	3,0
Neodol 25-7	3,0	3.0
Eter monobutylowy glikolu dietylenowego	3,0
Eter monoheksylowy glikolu dietylenowego		3,0
Substancje zapachowe	0,8	0,8
Woda	w ilości uzupełniającej	w ilości uzupełniającej

Na figurach 6 i 7 przedstawiono porównanie zdolności oczyszczania z tłuszczu środka A i B stosowanych w postaci nierozcieńczonej i rozcieńczonej. Za pomocą środka B (nierozcieńczonego), zawierającego eter monoheksylowy glikolu dietylenowego, czyści się znacznie szybciej niż za pomocą środka A. W postaci rozcieńczonej oba środki działają tak samo dobrze. Zatem, stosowany jako kosurfaktant eter monoheksylowy glikolu dietylenowego zwiększa zdolność oczyszczania z tłuszczu przy stosowaniu środka w postaci nierozcieńczonej w porównaniu z eterem monobutylowym glikolu dietylenowego i wykazuje taką samą zdolność oczyszczania po rozcieńczeniu.

Procedura czyszczenia

Mieszaninę 50% twardego łoju i 50% miękkiego łoju, zabarwionąbarwnikiem czerwonym DaC Red #17 naniesiono na nowe płytki Fornica (15 cm x 15 cm) przez spryskiwanie roztworem chloroformowym za pomocą szczotki powietrznej. W teście ze środkiem nierozcieńczonym stosowano 10% roztwór tłuszczu, natomiast w teście ze środkiem rozcieńczonym - 2% roztwór. W obu przypadkach stosowano 0,01 % roztwór barwnika. W teście ze środkiem nierozcieńczonym 1 % każdego środka naniesiono na gąbki, uprzednio nasycone wodą wodociągową i wyciśnięte. W teście ze środkiem rozcieńczonym gąbki nasycono 1,2% roztworami środków w wodzie wodociągowej. Gąbki włożono w uchwyty i umieszczono w saniach aparatu do ścierania Gardner Abrader. Każdy uchwyt zawierał 270 g obciążającego ołowianego śrutu. Aparat nastawiono na żądaną liczbę pociągnięć i mierzono procent odbicia od płytki. Ze środkiem nierozcieńczonym czyszczenie prowadzono z przerwami po 1,3,5,10,20,35 i 50 pociągnięciach.

177 701

W teście ze środkiem rozcieńczonym po każdych 15 pociągnięciach gąbki wyciskano i uzupełniano roztwór. % oczyszczania obliczono jako następujący stosunek:

odbicie od płytki oczyszczonej - odbicie od płytki brudnej θθ odbicie od płytki niezabrudzonej- odbicie od płytki brudnej

Dla każdego testu obliczano średnią z trzech odczytów.

Aczkolwiek wynalazek został opisany przez podanie wielu szczegółów, należy rozumieć, że przedstawione korzystne rozwiązania są podane tylko przykładowo i możliwe jest wprowadzenie zmian, które pozostają w duchu i zakresie wynalazku.

177 701

Fig. 1b

177 701

100 90 80 70 60 50

SOLANKA C4E1->

Fig. 2a

177 701

Fig. 2b

177 701 pochłaniania dodekanu □ C6E2 ΦΕ4Ε2

UŁAMEK WAGOWY 25-7

Fig. 3

177 701 % solubizowanej oleiny % solubilizowanej oleiny

% dodekanu wstępnie solubilizowanego

Fig. 4

% dodekanu wstępnie solubilizowanego

Fig. 5

177 701 % oczyszczenia % oczyszczenia

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Mikroemulsyjny środek czyszczący, zawierający środek powierzchniowo czynny, kosurfaktant, wodę i składniki dodatkowe, o niskim stężeniu składników aktywnych, znamienny tym, że zawiera:

(a) od 1 do 40% wag. anionowego organicznego środka powierzchniowo czynnego;

(b) ewentualnie do 40% wag. niejonowego środka powierzchniowo czynnego;

(c) ewentualnie do 5% wag. nieorganicznego elektrolitu;

(d) od 1 do 40% wag. kosurfaktanta o wzorze RO(X_n) H, w którym R oznacza rodnik alkilowy o 6 do 9 atomach węgla; X oznacza jednowartościowy rodnik etoksylowy, propoksylowy lub izopropoksylowy, n oznacza 1 do 4 i (e) wodę w ilości uzupełniającej do 100% wag.

2. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że jako anionowy środek powierzchniowo czynny zawiera sól alkilosiarczanu zawierającego 8 do 18 atomów węgla w reszcie alkilowej metalu z grupy I, II lub III układu okresowego pierwiastków

3. Środek według zastrz. 2, znamienny tym, że jako sól alkilosiarczanu zawiera laurylosiarczan sodu.

4. Środek według zastrz. 2, znamienny tym, że jako sól alkilosiarczanu zawiera laurylosiarczan magnezu.

5. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że jako niejonowy środek powierzchniowo czynny zawiera produkt kondensacji tlenku etylenu i wyższego alkoholu zawierającego 8 do 18 atomów węgla.

6. Środek według zastrz. 5, znamienny tym, że zawiera produkt kondensacji, który jest pochodną 5 do 7 jednostek tlenku etylenu i wyższego alkoholu o 9 do 15 atomach węgla.

7. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że jako elektrolit zawiera sól metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych.

8. Środek według zastrz. 7, znamienny tym, że jako sól metalu alkalicznego zawiera sól sodową.

9. Środek według zastrz. 7, znamienny tym, że jako sól metalu ziem alkalicznych zawiera sól magnezową

10. Środek według zastrz. 7, znamienny tym, żejako sól zawiera halogenek lub siarczan.

11. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dodatkowo do 10% wag. substancji zapachowej.

12. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że jako kosurfaktant zawiera eter monoalkilowy glikolu alkilenowego, w którym grupa alkilenowa ma 2 do 3 atomów węgla.

13. Środek według zastrz. 12, znamienny tym, że jako kosurfaktant zawiera eter monoheksylowy glikolu etylenowego.

14. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że jako kosurfaktant zawiera eter monoalkilowy glikolu dialkilenowego, w którym grupa alkilenowa ma 2 do 3 atomów węgla.

15. Środek według zastrz. 14, znamienny tym, że jako kosurfaktant zawiera eter monoheksylowy glikolu dietylenowego.

16. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że jako kosurfaktant zawiera eter monoalkilowy glikolu propylenowego.

17. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dodatkowo 0,1 do 2,0% wag. środka hamującego pienienie.

18. Środek według zastrz. 17, znamienny tym, że jako środek hamujący pienienie zawiera kwas tłuszczowy lub mydło kwasu tłuszczowego o 8 do 22 atomach węgla.

177 701

19. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera 3 do 20% wag. anionowego organicznego środka powierzchniowo czynnego, 0 do 1% elektrolitu i 1 do 15%o kosurfaktanta.