PL205743B1 - Pakiet zawierający wodną ciekłą kompozycję detergentową oraz jego zastosowanie - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest pakiet zawierający wodną ciekłą kompozycję detergentową otoczoną rozpuszczalnym w wodzie lub dyspergowalnym w wodzie materiałem opakowującym w postaci błony lub kształtki oraz jego zastosowanie do zmywania w zmywarce automatycznej.

Znane są detergenty w pakietach lub materiały pokrewne, takie jak środki zmiękczające wodę w pojemnikach lub saszetkach z rozpuszczalnego w wodzie lub dyspergowalnego w wodzie bł onowego materiału, użyteczne w szczególności dla uniknięcia bezpośredniego kontaktu niebezpiecznego lub drażniącego materiału ze skórą użytkownika. Ponadto, łatwiejsze jest dawkowanie opakowanego materiału, a podczas stosowania można po prostu dodać go do wody w celu uwolnienia zawartości pojemnika lub saszetki do wody.

Chociaż wiele wodnych, ciekłych kompozycji detergentowych, głównie w postaci żelu, użytecznych do stosowania w zmywarkach automatycznych lub do prania, zostało opisanych w stanie techniki, przykładowo w opisach patentowych US-4973416 i US-5213706, WO 94/14941 lub DE-OS 2029598, to dla żadnej z tych kompozycji nie zaproponowano jej opakowywania w rozpuszczalny w wodzie lub dyspergujący w wodzie błonowy materiał.

Publikacja CA-A-1112534 ujawnia pakiet wytworzony z materiału rozpuszczalnego w wodzie w postaci błony otaczającej kompozycję detergentową w postaci pasty, użyteczną do stosowania w zmywarce automatycznej. Kompozycje detergentowe opisane w tym dokumencie są przykładowo oparte na tripolifosforanie sodu.

Do wytwarzania porcjowanych pakietów materiału pożądane jest uzyskanie wysoce stężonej kompozycji ciekłej. Normalnie skutkuje to niekorzystnie nietrwałym składem produktu na skutek zmiany wagi poprzez pobieranie lub utratę wolnej wody podczas długotrwałego przechowywania. W szczególnoś ci, taka zmiana wagi jest niekorzystna dla wyglą du wytworów przezroczystych, gdy ż przyczynia się to do występowania zmętnienia lub krystalizacji produktu. Jest to szczególnie istotny problem w odniesieniu do jonowych składników cieczy, zwłaszcza wypełniaczy aktywnych takich jak tripolifosforany.

Celem wynalazku jest dostarczenie detergentowego produktu zawierającego wodną, ciekłą kompozycję detergentową opakowaną w rozpuszczalne w wodzie lub dyspergowalne w wodzie opakowanie i charakteryzującego się ulepszoną trwałością w odniesieniu do zmian wagi podczas długotrwałego przechowywania.

Przedmiotem wynalazku jest pakiet zawierający wodną ciekłą kompozycję detergentową otoczoną rozpuszczalnym w wodzie lub dyspergowalnym w wodzie materiałem opakowującym w postaci błony lub kształtki, wybranym z grupy składającej się z homopolimerów, kopolimerów lub polimerów szczepionych na bazie poli(alkoholu winylowego), pochodnych tlenku polietylenu i celulozy, przy czym wodna ciekła kompozycja detergentowa ma zawartość wody pomiędzy 20 a 50% wagowych, i zawiera co najmniej jeden polifosforanowy wypełniacz aktywny w ilości większej niż 20% wagowych i sorbitol w iloś ci od 10 do 40% wagowych.

Twórcy wynalazku niespodziewanie stwierdzili, że wodna ciekła kompozycja detergentowa otoczona rozpuszczalnym lub dyspergowalnym w wodzie opakowaniem, przy czym kompozycja detergentowa ma zawartość wody pomiędzy 20 a 50% wagowych, zawiera co najmniej jeden polifosforanowy aktywny wypełniacz w ilości większej niż 10% wagowych, korzystnie 20% wagowych, wykazuje dobrą trwałość. Ta trwałość prowadzi do eliminacji problemu zmętnienia/nieprzezroczystości nawet przy utracie wody z pakietu. Co najbardziej niespodziewane, problemy te nie pojawiają się nawet przy zupełnej utracie zawartości wody.

Dodatkowo stwierdzono, że włączenie węglowodanu sprzyja rozwiązaniu powodowanych włączeniem do ciekłej kompozycji polimeru problemów związanych z trwałością. Poprzednio okazywało się, że polimery albo były niekompatybilne z ciekłymi kompozycjami detergentowymi, albo powodowały wzrost lepkości kompozycji do poziomu niedopuszczalnego dla obróbki przemysłowej. Zatem przy włączeniu węglowodanu takiego jak sorbitol kompozycja detergentowa może zawierać jeden lub więcej polimerów (zazwyczaj opartych na monomerze akrylanu/kwasu akrylowego). Polimery można stosować do polepszania działania powierzchniowo czynnego kompozycji lub poprawienia wyglądu pakietu przez wpływ na lepkość kompozycji detergentowej.

Korzystnie, pakiet według wynalazku zawiera sorbitol w ilości do 35% wagowych, korzystniej do 30% wagowych, a najkorzystniej do 25% wagowych. Jeszcze korzystniej ilość sorbitolu w kompozycji stanowi więcej niż 15% wagowych.

PL 205 743 B1

W korzystnej postaci wykonania ilość aktywnego wypeł niacza polifosforanowego wynosi korzystnie do 70% wagowych, korzystniej do 65% wagowych, bardziej korzystnie do 60% wagowych, a najkorzystniej co najwyżej do 55% wagowych. Jeszcze korzystniej ilość aktywnego wypełniacza polifosforanowego stanowi więcej niż 30% wagowych, a korzystniej więcej niż 40% wagowych.

Istnieją rozmaite polifosforanowe materiały aktywnych wypełniaczy odpowiednie do stosowania w wodnych, ciekłych kompozycjach detergentowych opakowanych sposobem według wynalazku. Do tego zastosowania szczególnie nadają się sole sodowe lub potasowe polifosforanów, takich jak tripolifosforan, pirofosforan lub metafosforan. Tripolifosforan potasu stanowi związek użyteczny w praktycznej realizacji wynalazku.

Korzystnie, zawartość wody w opakowanej wodnej ciekłej kompozycji detergentowej wynosi pomiędzy 20 a 40% wagowych, korzystniej między 25 a 35% wagowych, a najkorzystniej między 25 a 30% wagowych.

Zgodnie z korzystnym wykonaniem pakiet według wynalazku zawiera ciekłą kompozycję detergentową zawierającą do 15% wagowych, korzystniej od 2-15% wagowych, bardziej korzystnie od 3-8%, a najkorzystniej 5% wagowych polimeru sulfonowanego.

Stwierdzono, że polimery te wykazują wysoką skuteczność w likwidacji problemów wywoływanych przez osady z twardej wody (plamienie) na przedmiotach zmywanych w zmywarce.

Zgodnie z korzystną postacią wynalazku polimer sulfonowany stanowi kopolimer. Korzystnie, kopolimer zawiera:

(I) 50-90% wagowych jednokrotnie lub monoetylenowo nienasyconego kwasu C3-C5 monokarboksylowego;

(II) 10-50% wagowo nienasyconego kwasu sulfonowego.

Korzystnie monoetylenowo nienasyconym kwasem C3-C6 monokarboksylowym jest kwas (met)akrylowy.

Użyteczne nienasycone kwasy C3-C6 monokarboksylowe stanowią: kwas 2-akryloamidometylo-1-propanosulfonowy kwas 2-akryloamido-2-propanosulfonowy (AMPS), kwas 2-metakryloamido-2-metylo-1-propanosulfonowy, kwas 3-metakryloamido-2-hydroksypropanosulfonowy, kwas allilosulfonowy, kwas metallilosulfonowy, kwas alliloksybenzenosulfonowy, kwas metalliloksybenzenosulfonowy, kwas 2-hydroksy-3-(2-propenyloksy)propanosulfonowy, kwas 2-metylo-2-propeno-1-sulfonowy, kwas styrenosulfonowy, kwas winylosulfonowy, akrylan 3-sulfopropylu, metakrylan 3-sulfopropylu, sulfometyloakryloamid, sulfometylometakryloamid, oraz ich sole rozpuszczalne w wodzie.

Zgodnie z wynalazkiem korzystny monomer nienasyconego kwasu sulfonowego stanowi kwas 2-akryloamidometylo-1-propanosulfonowy.

Średnia wagowa masa cząsteczkowa kopolimeru stosowanego zgodnie z wynalazkiem może wynosić od 3000 do 50000, a szczególnie od 4500 do 35000.

Dostępne w handlu przykładowe polimery sulfonianowane stanowią produkty dostępne z firmy Rohm & Haas oznaczone znakami towarowymi Acusol 587G i Acusol 588G.

Pakiet według wynalazku zawiera ciekłą kompozycję zawierającą aktywny wypełniacz typu oligokarboksylanu lub polikarboksylanu. Aktywnym wypełniaczem może być cytrynian sodu, poliakrylan sodu i jego kopolimery, glukonian sodu lub ich mieszaniny. Dodatkowa korzyść ze stosowania tych materiałów polega na tym, że równocześnie wykazują działanie wspomagające aktywny wypełniacz, a więc wzmagające czyszczenie. Ilość tego wypełniacza może wynosić do 40% wagowych, szczególnie zaś do 30% wagowych, do 20% wagowych, a zwłaszcza do 10% wagowych.

Opakowane, wodne, ciekłe kompozycje detergentowe mogą także ewentualnie zawierać jeden lub więcej składników dodatkowych. Obejmują one konwencjonalne składniki kompozycji detergentowych, takie jak środki powierzchniowo czynne, środki bielące, środki wspomagające bielenie, inhibitory korozji srebra, enzymy, stabilizatory enzymów, środki uwalniające brud, środki hamujące przenoszenie barwników, rozjaśniacze, aromaty, pigmenty, i barwniki.

Stwierdzono, że opakowaną, wodną, ciekłą kompozycję detergentową według wynalazku jest łatwiej zagęścić niż oczekiwano stosując powszechnie używane środki zagęszczające, takie jak poliakrylany lub pochodne, albo środki zagęszczające oparte na polisacharydach, np. gumę ksantanową, gdyż uważano, że zagęszczenie takiej stężonej kompozycji o wysokiej zawartości elektrolitów będzie szczególnie trudne. Niespodziewanie, dla wodnej kompozycji według wynalazku takiego efektu nie zaobserwowano.

Opakowana, wodna, ciekła kompozycja detergentowa w jej postaci niebarwionej może stanowić prześwitującą lub przejrzystą ciecz lub żel i wykazywać transmitancję większą niż 30%, szczególnie

PL 205 743 B1 większą niż 40%, a zwłaszcza większą niż 50%, zmierzoną zgodnie z metodą pomiaru transmitancji ELVORS.

Opakowana, wodna, ciekła kompozycja detergentowa stanowi kompozycję do zmywania naczyń, do płukania, do zmiękczania wody lub do prania, przy czym korzystnie produkt jest przydatny do stosowania w domowej zmywarce lub pralce.

Opakowania (pojemniki lub saszetki) wytworzone z rozpuszczalnego lub dyspergowalnego w wodzie materiał u mo ż na wytwarzać i napeł niać dowolnym odpowiednim sposobem, na przykł ad poprzez formowanie termiczne błonowego materiału z wytworzeniem kieszeni, napełnienie kieszeni wodną kompozycją według wynalazku i uszczelnienie kieszeni tym samym lub innym błonowym materiałem. Uszczelnianie można wykonać przez uszczelnienie termiczne krawędzi kieszeni. Można stosować inne sposoby uszczelniania, na przykład, zgrzewanie w podczerwieni, mikrofalowe, ultradźwiękowe, laserowe, rozpuszczalnikowe, wibracyjne lub tarciowe. Można także zastosować klej, taki jak woda lub roztwór wodny błonowego materiału. Istnieją także inne sposoby wytwarzania pojemników takie jak formowanie wtryskowe, jak ujawniono, na przykład, w publikacji patentowej WO 01/36290. Więcej szczegółów dotyczących sposobów wytwarzania pojemników można znaleźć w literaturze, np. w publikacji patentowej CA-A-1112534.

Niniejszy wynalazek dostarcza również zastosowania pakietu do zmywania w zmywarce automatycznej.

Dalsze szczegóły i zalety wynalazku zilustrowano w następujących przykładach.

P r z y k ł a d y

P r z y k ł a d 1

Następujące preparaty wytworzono przez zmieszanie wskazanych składników we wskazanych proporcjach wagowych z wytworzeniem wysokowydajnego płynu do zmywarki.

Preparat 1
Amylaza (Genencor)	0,3 cz.	wag.
Properase (Genencor)	0,6 cz.	wag.
Sorbitol (70% roztwór wodny) (ADM)	10 cz.	wag.
Tripolifosforan potasu (Rhodia)	50 cz.	wag.
Guma ksantanowa (ADM)	7 cz.	wag.
Woda zdemineralizowana	38,2 cz.	wag.
Barwnik błękitny (Clariant)	0,0025 cz.	wag.
Aromat (Givaudan)	0,3 cz.	wag.
Preparat 2
Amylaza (Termamyl)	0,35 cz.	wag.
Proteaza (Properase 4000D)	0,64 cz.	wag.
Sorbitol	19 cz.	wag.
KTTP	41 cz.	wag.
Woda	29,5 cz.	wag.
Barwnik + aromat + kwas + środek konserwujący	0,511 cz.	wag.
Kwas poliakrylowy	0,85 cz.	wag.
Polimer sulfonianowany (Acusol 588)	2,28 cz.	wag.
Preparat 3 (Preparat Porównawczy 1)
Amylaza (Termamyl)	0,35 cz.	wag.
Proteaza (Properase 4000D)	0,64 cz.	wag.
Sacharoza	19 cz.	wag.
KTTP	41 cz.	wag.
Woda	27,46 cz.	wag.
Barwnik + aromat + kwas + środek konserwujący	0,511 cz.	wag.
Kwas poliakrylowy	0,85 cz.	wag.
Polimer sulfonianowy (Acusol 588)	1,58 cz.	wag.
Zarówno sacharoza jak i sorbitol były trwałe w opisanych	powyżej preparatach. Lepkość

wszystkich preparatów wynosiła około 12 Pa-s (12000 cps) (w temperaturze 25°C, wrzeciono nr 27) nawet przy wprowadzeniu polimerów.

PL 205 743 B1

Kompozycją (25,3 g) napełniano pojemnik, stosując następującą procedurę.

Do formowania termicznego błony z bezwodnego PVOH zastosowano maszynę Multivac do formowania termicznego pracującą z szybkością 6 cykli/min i w warunkach otoczenia 25°C i przy 35% wilgotności względnej (±5% wilgotności względnej). Błonę PVOH wytworzono przez rozdmuchiwanie z dostarczonego przez PVAXX (RTM) granulatu nr kat. C120 o stopniu hydrolizy 88% i gruboś ci

110 μm. Tuż po formowaniu PVOH miał zaniedbywalną zawartość wody. Błonę PVOH zapakowano do zamkniętego pojemnika polietylenowego, który pozostawał zamknięty aż do chwili tuż przed użyciem. Błonę PVOH formowano termicznie w prostokątnej formie mającej 39 mm długości, 29 mm szerokości i 16 mm głębokości, o krawędziach dolnych zaokrąglonych przy promieniu 10 mm, w temperaturze 125-148°C. Tak uformowaną kieszonkę napełniano 17 ml kompozycji, po czym do otwartej kapsułki wrzucano pigułkę żelatynową (10,8 mm średnicy) zawierającą kwas ftalimidonadheksanowy (PAP) (ilości podane w Przykładach) i z wierzchu umieszczano identyczną błonę oraz zamykano termicznie w temperaturze 154-162°C. Tak wytworzone pojemniki oddzielono od siebie przecinając krawędzie łączące. Każdy z pojemników był zaokrąglony i wyglądał na wypełniony. Po paru godzinach uzyskały one jeszcze bardziej atrakcyjny, zaokrąglony wygląd.

Przykład Porównawczy - Preparat porównawczy 2

Następujący preparat wytworzono przez zmieszanie razem wskazanych składników we wskazanych proporcjach wagowych z wytworzeniem wysokowydajnego płynu do zmywarki.

Amylaza (Termamyl)	0,35 cz. wag.
Proteaza (Properase 4000D)	0,64 cz. wag.
Tripolifosforan potasu	12 cz. wag.
Tripolifosforan sodu	30 cz. wag.
Izotiazolinon	0,1 cz. wag.
Poliakrylanowy środek zagęszczający (Carbopol)	1 cz. wag.
Niejonowy środek powierzchniowo czynny	0,5 cz. wag.
Cytrynian sodu	10 cz. wag.
Woda zdemineralizowana	46,4 cz. wag.
Kompozycją (26,8 g) napełniono pojemnik, stosując taką samą procedurę jak dla preparatów

według wynalazku.

Przykłady zastosowań preparatów według wynalazku oraz preparatów porównawczych

1) Skuteczność czyszczenia

Skuteczność kompozycji testowano zgodnie z metodą IKW (IKW-Arbeitskreis Maschinensp^mittel, Methoden zur Bestimmung der Reinigungsleistung von maschinellen Geschirrspulmitteln (część A i B), SOFW, 11+14, 1998).

Czyszczenie preparatem według wynalazku (Przykład 1 - Preparat 2) porównywano ze skutecznością preparatu z Przykładu Porównawczego Preparatem Porównawczym 2.

Czyszczenie testowano w zmywarce Bosch SMS 5062, stosując cykl w 55°C. W każdym przypadku torebkę zawierającą preparat dodawano na początku głównego cyklu zmywania zmywarki. Twardość wody wynosiła 21°gH. Wyniki (podane w Tabelach 1 i 2) są wyrażone zgodnie ze skalą pomiarów skuteczności IKW; do plam dających się wybielić, skrobi, białka i przypalonych, w skali 0 - 10, gdzie 0 oznacza wynik najgorszy, a 10 najlepszy; a dla plamienia i smużenia na skali 0-5, gdzie 0 oznacza wynik najlepszy, a 5 najgorszy.

T a b e l a 1

	Preparat
Przykład 1 Preparat 1	Przykład Porównawczy Preparat Porównawczy 2
1	2	3
Plamy dające się wybielić	4,5	4,2
Skrobia, zaschnięta	9,4	9,4
Białko, zaschnięte	8,5	8,8
Plamy przypalone	7,8	8,2
Średnia	7,6	7,6

PL 205 743 B1

T a b e l a 2

	Preparat
Przykład 1 Preparat 1	Przykład Porównawczy Preparat Porównawczy 2
Plamienie	2,0	2,0
Smużenie	1,8	2,4

Skuteczność preparatu według wynalazku jest albo równa albo lepsza niż skuteczność preparatu z Przykładu Porównawczego, nawet mimo tego, że stosuje się mniejszą ilość kompozycji według wynalazku.

2) Trwałość

Trwałość kompozycji testowano metodą przechowywania kompozycji w regulowanych warunkach (40°C, 75% wilgotności względnej) w długim okresie czasu.

W tym czasie kompozycje sprawdzano wzrokowo, kontrolując trwałość żelu i tworzenie kryształów. Wyniki są pokazane w Tabeli 3.

T a b e l a 3

	Preparat
Przykład Porównawczy Preparat Porównawczy 2	Przykład 1 - Preparat 1
1 miesiąc	Nie ma zestalania / krystalizacji	Nie ma zestalania / krystalizacji
2 miesiące	Nie ma zestalania / krystalizacji	Nie ma zestalania / krystalizacji
3 miesiące	Nie ma zestalania / krystalizacji	Nie ma zestalania / krystalizacji
4 miesiące	Pierwsze widoczne kryształy / cząstki stałe w matrycy	Nie ma zestalania / krystalizacji. Dominują właściwości żelu
5 miesięcy	Mocne strącenie cząstek stałych. Preparat stracił swoją charakterystykę żelu	Nie ma zestalania / krystalizacji. Dominują właściwości żelu.

Preparat według wynalazku wykazuje znacznie większą trwałość i istotnie mniejszą tendencję zestalania/ tworzenia kryształów.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pakiet zawierający wodną ciekłą kompozycję detergentową otoczoną rozpuszczalnym w wodzie lub dyspergowalnym w wodzie materiałem opakowującym w postaci błony lub kształtki, wybranym z grupy składającej się z homopolimerów, kopolimerów lub polimerów szczepionych na bazie poli(alkoholu winylowego), pochodnych tlenku polietylenu i celulozy, przy czym wodna ciekła kompozycja detergentowa ma zawartość wody pomiędzy 20 a 50% wagowych, i zawiera co najmniej jeden polifosforanowy wypełniacz aktywny w ilości większej niż 20% wagowych i sorbitol w ilości od 10 do 40% wagowych.
2. 2. Pakiet według zastrz. 1, znamienny tym, że ilość sorbitolu w kompozycji wynosi korzystnie do 35% wagowych, korzystniej do 30% wagowych, a najkorzystniej do 25% wagowych.
3. 3. Pakiet według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ilość sorbitolu w kompozycji stanowi więcej niż 15% wagowych.
4. 4. Pakiet według któregokolwiek z zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że ilość polifosforanowego wypełniacza aktywnego w kompozycji wynosi korzystnie do 70% wagowych, korzystniej do 65% wagowych, bardziej korzystnie do 60% wagowych, a najkorzystniej do 55% wagowych.
5. 5. Pakiet według któregokolwiek z zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że ilość polifosforanowego wypełniacza aktywnego w kompozycji stanowi więcej niż 30% wagowych, a korzystniej więcej niż 40% wagowych.

   PL 205 743 B1
6. 6. Pakiet według któregokolwiek z zastrz. 1 do 5, znamienny tym, że zawartość wody w kompozycji wynosi pomiędzy 20 a 40% wagowych, korzystniej między 25 a 35% wagowych, a najkorzystniej między 25 a 30% wagowych.
7. 7. Pakiet według któregokolwiek z zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że wodna, ciekła kompozycja detergentowa zawiera do 15% wagowych polimeru sulfonowanego, korzystniej od 2-15% wagowych, bardziej korzystnie od 3-8%, a najkorzystniej 5% wagowych polimeru sulfonowanego.
8. 8. Pakiet według zastrz. 7, znamienny tym, że polimerem sulfonowanym jest kopolimer.
9. 9. Pakiet według zastrz. 8, znamienny tym, że kopolimer zawiera:

   (I) 50-90% wagowych jednokrotnie lub monoetylenowo nienasyconego kwasu C3-C5 monokarboksylowego;

   (II) 10-50% wagowych nienasyconego kwasu sulfonowego.
10. 10. Pakiet według zastrz. 9, znamienny tym, że monoetylenowo nienasyconym kwasem C3-C6 monokarboksylowym jest kwas (met)akrylowy.
11. 11. Pakiet według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że monomerem nienasyconego kwasu sulfonowego jest kwas 2-akryloamidometylo-1-propanosulfonowy.
12. 12. Pakiet według któregokolwiek z zastrz. 1 do 11, znamienny tym, że kompozycja detergentowa zawiera aktywny wypełniacz typu oligokarboksylanu lub polikarboksylanu.
13. 13. Zastosowanie pakietu określonego w którymkolwiek z zastrz. 1 do 12 do zmywania w zmywarce automatycznej.