PT594314E - Composicao e metodo para desenvolver viscosidade extensional em composicoes de limpeza - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "COMPOSIÇÃO E MÉTODO PARA DESENVOLVER VISCOSIDADE EXTENSIONAL EM COMPOSIÇÕES DE LIMPEZA" A presente invenção refere-se a composições de limpeza tendo uma reologia visco-elástica e, em particular, a composições de hipoclorito tendo uma reologia visco-elástica as quais são formuladas para apresentarem uma viscosidade extensional potenciada.

Muitas técnicas têm lidado com o problema de desenvolver uma composição de limpeza espessa, que pode conter um agente de branqueamento e pode ter utilidade como agente de limpeza de superfícies duras ou como desentupidor. A eficácia dessas composições é grandemente melhorada por formulações viscosas, que aumentam o tempo de residência do ingrediente de limpeza. A possibilidade de ser entornado, durante a sua aplicação e uso, é minimizada e a preferência do consumidor por um produto espesso está bem documentada. Schilp, U.S. 4.337.163, mostra um hipoclorito espessado com um óxido de amina ou um composto de amónio quaternário, e um sabão ácido gordo saturado. Stoddart, U.S. 4.576.728, mostra um hipoclorito espessado que adelgaça por corte incluindo ácido 3- ou 4-clorobenzóico, ácido 4-bromobenzóico, ácido 4-toluico e ácido 3-nitrobenzóico em combinação com um xido de amina. Bentham et al., U.S. 4.399.050, revela hipoclorito espessado com certos surfactantes carboxilados, óxidos de amina e compostos de amónio quaternário. Citrone et al., U.S. 4.282.109, reivindica um agente de branqueamento de hipoclorito espessado com um óxido de amina Cio-is mais um sulfato de alquilo Cg.]2, e uma proporção de óxido de amina:sulfonato de pelo menos 3:4. -2-

Rorig et al, U.S. 4.842.771, revela um óxido de amina terciário que pode ser combinado com sulfonato de cumeno, xileno ou tolueno, mas também requer 1-5% de um ácido e o pH da composição não deve exceder cerca de 6 excluindo, por consequência, os agentes de limpeza alcalinos. Rose, U.S. 4.800.036, descreve solutos de hipoclorito visco-elásticos espessados com "iões surfactantes de ónio" e sulfonato aromático ou contra-iões de carboxilato. Stoddart, U.S 4.783.283, descreve uma composição contendo hipoclorito adelgaçado por corte contendo 0,1% a 5% de um óxido de amina C12-15 combinado com 0,05% a 0,5% de um sulfonato de benzeno ou naftaleno alquilado. A revelação de Stoddart limita-se ao comprimento de cadeia C15 e aos dois aril-sulfonatos especificados.

Hunting, U.S. 3.560.389, revela uma composição de branqueamento de hipoclorito não espessada utilizando um óxido de amina e um sulfonato de benzeno ou naftaleno alquilado. Hynam et al., U.S. 3.684.722, ensina a espessar o hipoclorito com um óxido de amina e um sabão. Nenhuma destas referências ensinam ou sugerem um sistema espessante visco-elástico.

Descobriu-se que muitos espessantes da técnica anterior são insatisfatórios numa composição de limpeza tal como a que é aqui contemplada, particularmente quando é empregue para espessar as composições de hipoclorito. Espessantes inorgânicos, por exemplo, são geralmente indesejáveis, particularmente em distribuidores do tipo vaporizador, porque os espessantes interfeririam com a distribuição. A presente invenção proporciona, por exemplo, um meio de reduzir o característico "odor a lixívia" encontrado nas composições de limpeza de hipoclorito da técnica, particularmente as que se volatilizam depois de -3- distribuídas. O odor a lixívia pode resultar do próprio composto que liberta cloro, do cloro molecular, ou de compostos relacionados. Mesmo quando se adicionam aromas, é frequente que o odor a lixívia persista, para desagrado do consumidor/utilizador.

Por contraste, na técnica anterior, descobriu-se ser possível uma certa redução do odor em distribuidores de espuma. Contudo, estes distribuidores eram caracterizados pela necessidade de se aplicar a substância em espuma a partir do distribuidor, directamente sobre a superfície a ser limpa. Em conformidade, estes distribuidores eram relativamente ineficazes na sua incapacidade de aplicar a substância em espuma rapidamente sobre grandes áreas da superfície a ser limpa.

Como atrás fizemos notar, o uso da composição da presente invenção nesse tipo de distribuidores por nebulização requer que a composição tenha uma sensibilidade ao corte ou um adelgaçamento por corte à medida que passa através do mecanismo de bombeamento do distribuidor. Além disso, é importante que a composição recupere imediatamente o seu carácter espesso de maneira a aderir adequadamente à superfície a ser limpa. Esta característica é geralmente referida como rápida recuperação da viscosidade. Adicionalmente, a redução do odor a lixívia exige uma composição que, quando distribuída através de ura bico ou orifício, exiba um aumento em viscosidade extensional. Pensa-se que este odor reduzido se deve principalmente à nebulização reduzida uma vez que a propriedade da viscosidade extensional tende a desenvolver gotículas maiores no bico ou orifício do distribuidor. A combinação de surfactante da presente invenção produz viscosidades que vão de, por exemplo, 20 até 5.000 centipoise e mesmo mais para conseguir simultaneamente o espessamento desejado bem como a estabilização -4- da composição e uma redução do odor a lixívia. Estas características essenciais são realizadas quando a composição é empregue numa grande variedade de distribuidores para dirigir a composição como uma nuvem, um jacto ou outro, sobre superfícies duras a serem limpas. Mais especificamente, como também atrás fizemos notar, a invenção contempla, particularmente, o uso da composição em distribuidores do tipo vaporizador tais como os distribuidores de funcionamento manual do tipo pistola, como os que são vendidos pela, por exemplo, Specialty Packaging Products, Inc. ou pela Continental Sprayers, Inc. Estes tipos de distribuidor também são revelados, por exemplo, na U.S. 4.701.311 de Dunning et al. e U.S. 4.646.973 e 4.538.745, ambos de Focaracci. Nestes distribuidores, a composição é dividida em partículas relativamente finas que são então dirigidas como vapor sobre a superfície a ser limpa. O distribuidor de vapor é particualrmente desejável na sua habilidade para aplicar a composição de maneira uniforme sobre uma área relativamente grande da superfície. É, portanto, um objecto da presente invenção proporcionar uma composição de hipoclorito espessa, visco-elástica, tendo uma reologia visco-elástica e adaptada a ser distribuída por meio de um nebulizador do tipo pistola. É outro objecto da presente invenção fornecer uma composição de hipoclorito tendo nebulização e odor a lixívia reduzidos. E ainda outro objecto da presente invenção fornecer uma composição de hipoclorito espessa, que seja de fase estável durante o armazenamento normal e a temperaturas elevadas ou baixas. É outro objecto da presente invenção produzir uma composição de hipoclorito, espessa, estável, com uma reologia visco-elástica para maior eficácia no desentupimento de canos. -5- É outro objecto da presente invenção produzir um sistema de espessamento visco-elástico estável para lixívia que seja eficaz tanto a uma elevada como a uma baixa resistência iónica.

Em conformidade, a presente invenção proporciona uma composição de limpeza de espessamento visco-elástico estável compreendendo, em solução aquosa: (a) um composto de limpeza activo; e (b) um sistema de espessamento visco-elástico caracterizado pelo facto de o sistema de espessamento visco-elástico consistir, essencialmente, em: (i) 0,1 a 5,0 por cento, em peso, de um componente de óxido de hexadecil-di(Ci.2 alquil)amina tendo uma distribuição do comprimento da cadeia de alquilo de pelo menos 80% Ci6; e (ii) 0,1 a 2,5 por cento, em peso, de um contra-ião orgânico aniónico seleccionado a partir do grupo consistindo em sulfonatos de arilo ou de alquilo C2-6, carboxilatos de arilo ou de alquilo C2.6, alcoóis sulfatados de alquilo e de arilo e misturas dos mesmos, sendo os referidos grupos arilo derivados de benzeno ou naftaleno e sendo insubstituídos ou substituídos por grupos alquilo Ci.4, grupos alcoxi Cm, halogénios, grupos nitro, hidroxi ou grupos amina; e onde a proporção de componente de óxido de amina para contra-ião é de 4:1 a 1:2, possuindo a composição uma proporção Trouton, baseada em medições a 21°C, superior a 50, a uma velocidade de corte entre 500 e 10.000 sec' -6- *, e uma viscosidade inicial, medida a 21°C e 5 rpm, de pelo menos 20 cP, e tendo um pH alcalino. A visco-elasticidade é conferida à composição por um sistema incluindo um óxido de hexadecil-dialquil-amina e um contra-ião orgânico. A viscosidade das formulações da presente invenção podem ir de ligeiramente superiores à da água, até vários milhares de centipoise (cP). Do ponto de vista do consumidor, é preferida uma gama de viscosidades entre 20 cP e 1000 cP, mais preferida entre 50 cP e 500 cP e a mais preferida, para distribuição por meio de um vaporizador do tipo pistola, é de 100 cP a 300 cP. E uma vantagem da presente invenção que uma composição de hipoclorito seja espessada com uma reologia visco-elástica. É outra vantagem da presente invenção que o espessante visco-elástico seja estável, quimicamente e à separação de fases, na presença de uma variedade de activos de limpeza, incluindo hipoclorito, e que retenha essa estabilidade tanto a baixas como a elevadas temperaturas. E mais uma vantagem da presente invenção que o espessante visco-elástico seja eficaz a elevada ou baixa resistência iónica. É mais outra vantagem da presente invenção que a reologia da composição resulte num comportamento de adelgaçamento por corte para facilitar a vaporização e em viscosidade extensional para redução do odor. É ainda outra vantagem da composição da presente invenção que o espessamento seja conseguido com níveis relativamente baixos de surfactante, melhorando a estabilidade química e física.

Nos Desenhos A Fig. 1 é um gráfico da viscosidade de corte vs. velocidade de corte mostrando duas formulações da presente invenção e quatro formulações da técnica anterior; A Fig. 2 é um gráfico mostrando a viscosidade extensional vs. velocidade extensional para duas formulações da presente invenção e quatro formulações da técnica anterior; e A Fig. 3 é um gráfico mostrando os níveis de oxidante na fase de vapor (em ppm) comparando uma formulação da presente invenção com um controlo não visco-elástico.

Alguns componentes adicionais podem ser adicionados à composição da presente invenção que se segue. Os componentes adicionais funcionam como são a seguir descritos e servem para melhorar ou potenciar a estabilidade, a reologia, a eficácia e/ou a estética ou a aceitação por parte do consumidor de um produto comercial.

Compostos de limpeza activos São conhecidos alguns compostos de limpeza compatíveis com o espessante visco-elástico. Esses compostos de limpeza interagem com as suas pretendidas substâncias-alvo quer por reacção química quer enzimática, ou por interacções físicas que a seguir serão coletivamente referidas como reacções. Entre os compostos reactivos úteis incluem-se ácidos, bases, oxidantes, redutores, solventes, enzimas, compostos tio-orgânicos, surfactantes (detergentes) -8- ε misturas dos mesmos. Entre os exemplos de enzimas incluem-se proteases, amilases e celulases. Entre os solventes úteis incluem-se hidrocarbonetos saturados, cetonas, ésteres ácidos carboxílicos, terpenos e glicol-éteres. Oxidantes como, por exemplo, agentes de branqueamento, são um dos ingredientes de limpeza activos que se preferem e podem ser seleccionados a partir de vários agentes de branqueamento halogenados ou peroxigenados. Particularmente preferida é uma fonte de agente de branqueamento halogenado que pode ser seleccionada a partir de várias espécies produtoras de hipoclorito, por exemplo, agentes de branqueamento seleccionados a partir do grupo consistindo em sais de metal alcalino e alcalino-terroso de hipo-haleto, halo-aminas, halo-iminas, halo-imidas e halo-amidas. Crê-se que todas estes produzem espécies de agentes de branqueamento hipo-halosos in situ. O hipoclorito e os compostos que produzem hipclorito em solução aquosa são preferidos, embora o hipobrometo também seja adequado. Entre os compostos produtores de hipoclorito representativos incluem-se hipoclorito de sódio, potássio, lítio e cálcio, dodeca-hidrato de fosfato trissódico clorinado, dicloro-isocianuráto de potássio e de sódio e ácido triclorocianúrico. Entre as fontes de agentes de branquemento orgânicos adequados para uso incluem-se as imidas heterocíclicas de N-bromo e N-cloro como o ácido triclorocianúrico e tribromocianúrico, ácido dibromo e diclorocianúrico, e os sais de potássio e de sódio dos mesmos, succinimida, malonimida, ftalimida e natalimida N-brominadas e N-clorinadas. Também adequadas são as hidantoínas, como dibromo e diclorodimetil-hidantoína, clorobromo-dimetil-hidantoína, N-clorossulfamida (haloamida) e cloroamina (haloamina). Particularmente preferido nesta invenção é o hipoclorito de sódio tendo a fórmula química NaOCl, numa quantidade podendo ir de 0,1% em peso a 15% em peso, mais preferivelmente 0,2% a 10% e, mais preferivelmente, 2,0% a 6,0%. Óxido de Amina

Como atrás indicámos, o surfactante adequado para uso nesta invenção é um surfactante não-iónico estável em presença de agente de branqueamento que é um óxido de trialquilamina da estrutura representativa a seguir indicada: R1

I R-N->0 R2

Na estrutura atrás referida, R é um alquilo de 16 carbonos, e R1 e R são, cada, 1 a 2 carbonos e, mais preferivelmente, são metilo. Quando R e R são, ambos, metilo e R é alquilo tendo em média 16 carbonos, obtém-se a estrutura do óxido de dimetil-hexadecil amina, um óxido de amina partiularmente preferido. Exemplos representativos deste particular surfactante não-iónico estável em presença de agente de branqueamento incluem os que são vendidos sob a marca AMMONYX® CO da Sepan Chemical Company, e BARLOX 16S da Lonza Corporation. O grupo R é, preferivelmente, de cadeia linear, embora seja aceitável um certo grau de ramificação nas imediações do carbono gama ou mais. Geralmente, quanto mais distai estiver o carbono em relação ao grupo amina, tanto maior poderá ser a cadeia ramificada. Os óxidos de amina tendo um grupo R ramificado são, assim, considerados como estando incluídos no âmbito da presente invenção, desde que a cadeia mais longa do grupo R ramificado não contenha mais de 16 carbonos. O óxido de amina está presente numa quantidade eficaz de espessante de 0,1 - 5,0, preferivelmente 0,3 - 3,0 e, mais preferivelmente, 0,5 - 1,5, toda a percentagem em peso da composição. - 10- O comprimento de cadeia do óxido de amina é importante para o seu desenvolvimento. O uso de um óxido de amina Ci2 ou C]4 não resulta em grandes propriedades extensionais e, subsequentemente, não reduz o odor. O óxido de amina Cis não é adequado devido à sua fraca solubilidade e à sua viscosidade de corte muito elevada o que dificulta o bombeamento numa aplicação com vaporizador. É importante que o óxido de amina contenha uma percentagem relativamente elevada do grupo alquilo C]6 que seja de, pelo menos, 80% de C]6· Prefere-se que seja de 95% e, com a maior preferência, de 99%. A pureza do comprimento de cadeia é importante porque os comprimentos de cadeias mistas podem resultar em micelas mistas que mitigam ou destroem a viscosidade extensional. Em geral, o grau de desenvolvimento da viscosidade extensional obtém-se comparando a viscosidade extensional com a viscosidade de corte (isto é, a viscosidade "normal" medida com um viscómetro de Brookfield ou de Bohlin). As viscosidades extensionais aqui referidas são medidas com um reómetro extensional da Rheometrics RFX. A água, por exemplo, terá uma proporção de viscosidade extensional para viscosidade de corte (uma proporção Trouton) de 3, independentemente das velocidades de corte ou de extensão. Para obter uma nebulização e odor reduzidos, a proporção necessária parece ser de pelo menos 50, mais favoravelmente 70 e, pelo melhor, acima de 100 nas velocidades de corte da aplicação de vaporizador (aproximadamente 500 - 10.000 s'1). A proporção variará dependendo das velocidades extensionais e de corte. Os sistemas que exibem propriedades extensionais são sistemas não-Newtonianos, em que a viscosidade é uma função do corte. As Figs. 1 e 2 ilustram as diferenças entre os sistemas Newtonianos da técnica e o sistema extensional da presente invenção. A Fig. 1 é um gráfico da velocidade de corte vs. viscosidade para duas composições da presente invenção e quatro composições da técnica anterior. As viscosidades da Fig. 1 são viscosidades de - 11 -

corte, medidas com um Reómetro VOR de Bohlin. A Fig. 2 ilustra as mesmas composições onde as viscosidades extensionais foram medidas no Reómetro RFX da Rheometrics. Todas as amostras continham óxido de amina, sulfonato de xileno de sódio, 2,0% de hipoclorito de sódio, 0,55% de hidróxido de sódio, e água. As amostras "C" e "F", representando a presente invenção, utilizaram o óxido de amina Ci6- As restantes amostras, representando a técnica anterior, incluíam o óxido de amina C12 (amostras "A" e "D") e o óxido de amina C]4 (amostras MB" e "E"). Adicionalmente, as amostras "A", "B" e "C" continham 0,5% de óxido de amina e 0,25% de contra-ião, enquanto que "D", "E" e "F" utilizaram 1,0% de óxido de amina e 0,5% de contra-ião, todos em peso da composição.

Contra-ião Orgânico O contra-ião orgânico é seleccionado a partir do grupo consistindo em carboxilatos de arilo e de alquilo C2.6, sulfonatos de arilo e de alquilo C2_6, álcoois de arilo e de alquilo sulfatados, e misturas dos mesmos. Os compostos de arilo são derivados de benzeno ou naftaleno e podem ser substituídos ou não. O contra-ião pode incluir substituintes que são quimicamente estáveis com o composto de limpeza activo. Os substituintes opcionais são grupos alquilo ou alcoxi de 1-4 carbonos, grupos halogénios e nitro, todos os quais são estáveis com a maioria dos agentes activos, incluindo hipoclorito, ou grupos hidroxi ou amina. Os contra-iões podem ser adicionados em forma ácida e convertidos na forma aniónica in situ, ou podem ser adicionados em forma aniónica. Substituintes como os grupos hidroxi ou amina são adequados para uso com alguns agentes de limpeza activos que não sejam hipoclorito, como solventes, surfactantes e enzimas. Se estiver presente, um substituinte pode estar em - 12- qualquer posição nos anéis. Se se usar benzeno, são preferidas as posições para (4) e meta (3). O contra-ião é adicionado numa quantidade, suficiente para espessar e resultar numa reologia visco-elástica de 0,1 a 2,5, preferivelmente entre 0,2 ele, mais preferivelmente, 0,2 a 05 por cento em peso da composição. A proporção em peso do óxido de amina para contra-ião é de 4:1 a 1:2, uma proporção preferida é de 3:1 a 1:2 e, a mais preferida é de 2:1. A dependência da proporção indica que a estrutura das micelas mistas é o factor determinante na obtenção de propriedades extensionais. Sem se limitar a uma particular teoria, pensa-se que o contra-ião promove a formação de micelas alongadas, do tipo vara, com o óxido de amina. Estas micelas podem formar uma rede que resulta num espessamento eficaz. Suipreendentemente, descobriu-se que o espessamento visco-elástico, tal como é aqui definido, apenas ocorre quando o contra-ião é minimamente activo ou inactivo em superfície.

Co-surfactantes O espessamento pode ser potenciado e a estabilidade da fase a baixa temperatura melhorada através da adição de um co-surfactante seleccionado a partir do grupo consistindo em compostos de amónio quaternário, betainas, sarcossinatos, tauridas e misturas dos mesmos. Para além destes, podem ser adicionados co-surfactantes não-espessantes para outras finalidades, consoante se desejar, por exemplo, detergência, solubilização, humidificação, etc. Podem ser adicionados óxidos de amina tendo grupos R diferentes de C)6, na medida em que não afecte adversamente a formação de micelas do tipo vareta. As micelas do tipo vareta estão geralmente presentes em número suficiente quando a proporção Trouton da composição é superior a 50. Os co-surfactantes que se seguem podem ser adicionados numa quantidade eficaz para completarem a -13- função para que são desejados e, geralmente, numa percentagem de peso na gama de 0% a 5%, mais preferivelmente 0,1% a 2%.

Agente de Ajustamento do pH

Agentes de ajustamento do pH podem ser adicionados para ajustar o pH até à necessária alcalinidade. Por outro lado, os tampões podem actuar para manter o pH e, neste caso, o pH alcalino é favorecido para manter quer a reologia quer a estabilidade do hipoclorito. Entre os exemplos de tampões incluem-se fosfatos de metal alcalino, polifosfatos, pirofosfatos, trifosfatos, tetrafosfatos, silicatos, metassilicatos, polissilicatos, carbonatos, hidróxidos, e misturas dos mesmos. Pode ser necessário controlar o pH para manter a estabilidade da fonte de halogénio e para evitar a protonação do óxido de amina para esta última finalidade o pH deve ser mantido acima do pKa do óxido de amina. Onde a fonte de halogénio activa é hipoclorito de sódio, o pH é mantido acima de 10,5, preferivelmente acima ou a cerca de 12. Mais preferidos para este efeito são os hidróxidos de metal alcalino, especialmente hidróxido de sódio. A quantidade total de agente de ajustamento de pH/tampão, incluindo a que esteja inerentemente presente com o branqueador mais qualquer outra que tenha sido adicionada, pode variar entre 0% e 5%, preferivelmente de 0,1-1,0%.

Electrólito

Pode ser adicionado um electrólito para promover o desenvolvimento da viscosidade. Os electrólitos funcionam, por um lado, para proporcionar fontes de ião (geralmente aniões) em solução aquosa. Isto produz um meio carregado em que os surfactantes podem interagir, produzindo a reologia da - 14- invenção. Alguns compostos servirão quer como tampão quer como electrólito. Estes particulares tampões/electrólitos são, geralmente, os sais de metal alcalino de vários ácidos inorgânicos, como: os sais de metal alcalino de fosfatos, poli-fosfatos, pirofosfatos, trifosfatos, tetrafosfatos, silicatos, metassilicatos, polis-silicatos, carbonatos, hidróxidos e misturas dos mesmos. Certos sais divalentes, por exemplo, sais alcalino-terrosos de fosfatos, carbonatos ou hidróxidos, podem funcionar só por si como tampões. Se esses compostos forem usados, seriam em combinação com pelo menos um dos anteriores electrólitos/tampões mencionados para produzir o ajustamento de pH apropriado. Substâncias orgânicas estáveis como branqueadores, tal como os gluconatos, succinatos, maleatos, cloreto de sódio ou sulfato de sódio, podiam ser utilizadas como electrólitos para manterem a resistência iónica para a desejada reologia. Pode dizer-se que onde o hipoclorito de sódio é o ingrediente activo de limpeza, o cloreto de sódio está tipicamente presente como um sub-produto da formação de hipoclorito e, geralmente, não é necessário usar electrólito adicional. Um electrólito/tampão especialmente preferido é um silicato de metal alcalino. O silicato preferido é silicato de sódio, que tem a fórmula empírica Na20:Si02. A proporção de óxido de sódio:dióxido de silício é de cerca de 1:4 a 2:1, mais preferivelmente cerca de 1:2. Os silicatos estão disponíveis a partir de numerosas fontes, tais como a PQ Corporation. A quantidade de electrólito deliberadamente adicionada pode variar entre cerca de 0% e 10,0%, preferivelmente entre 0,1% e 5%.

Adjuvantes A composição da presente invenção pode ser formulada de maneira a incluir componentes como aromas, agentes de coloração, branqueadores, solventes, agentes de quelação e construtores, que potenciam o desempenho, a estabilidade ou a aparência estética da composição. Pode incluir-se entre 0,01% e 5% de aroma, como os que são comercialmente disponibilizados pela International Flavors and Frangrance, Inc., em qualquer uma das composições da presente invenção. Corantes e pigmentos podem ser incluídos em pequenas quantidades. O Azul Ultramarino (UMB) e as ftalocianinas de cobre são exemplos de pigmentos largamente usados que podem ser incorporados na composição da presente invenção. Entre os construtores adequados que, opcionalmente, podem ser incluídos encontram-se os carbonatos, fosfatos e pirofosfatos, exemplificados pela função desses construtores como se conhece na técnica, para reduzir a concentração de cálcio livre ou de iões de magnésio na solução aquosa. Algumas das substâncias tampão atrás referidas, por exemplo, carbonatos, fosfatos, fosfonatos, poliacrilatos e pirofosfatos também funcionam como construtores.

Outro modelo de realização da presente invenção é uma formulação para limpeza de canos tendo uma relação de Trouton e uma viscosidade como se segue cuja composição inclui: (a) um ingrediente activo para desentupir canos; (b) um espessante visco-elástico compreendendo um óxido de hexadecil-dialquil-amina e um contra-ião orgânico; e opcionalmente (c) um hidróxido de metal alcalino; (d) um silicato de metal alcalino; (e) um carbonato de metal alcalino; e - 16- O componente (b) compreende o espessante visco-elástico que foi anteriormente descrito. O hidróxido de metal alcalino é, preferivelmente, potássio ou hidróxido de sódio, e está presente numa quantidade entre 0,5% e 20%. O silicato de metal alcalino preferido é um que tenha a fórmula M20(SiO)n onde M é um metal alcalino e n está entre 0,5 e 4. Preferivelmente, M é sódio e n é 2,3. O silicato de metal alcalino está presente numa quantidade de 0% a 5%. O carbonato de metal alcalino preferido é carbonato de sódio, a níveis entre 0% e 5%. O ingrediente activo de limpeza está presente entre 1% e 10%, preferivelmente entre 4% e 8%. O cloreto de sódio ou sais similares podem ser adicionados como um agente de densifícação para resultar numa densidade da composição superior à da água, ajudando assim na penetração através de água parada. O ingrediente activo para o desentupimento de canos (a) pode ser ácido, base, solvente, oxidante, redutor, enzima, surfactante ou um composto tio-orgânico, ou misturas dos mesmos, adequados para desentupir canos. Entre essas substâncias encontram-se as que foram anteriormente descritas no primeiro modelo de realização que actuam quer por reacção química com a substância entupidora, fragmentando-a ou tomando-a mais solúvel em água ou dispersível, interagindo fisicamente com a substância entupidora por meio de, por exemplo, adsorção, absorção, solvência ou aquecimento (isto é, derretendo a gordura), ou catalisando enzimaticamente uma reacção para fragmentar o rolhão ou tomá-lo mais solúvel em água ou dispersível. Particularmente adequados são os hidróxidos de metal alcalino e os hipocloritos. Combinações dos ingredientes atrás referidos também são adequadas. O desentupidor de canos também pode conter vários adjuvantes como se conhecem na técnica, incluindo inibidores de -17- corrosão, corantes e aromas. A visco-elasticidade é definida como um líquido que tem propriedades do tipo elástico ou sólido e comportamento viscoso (só em líquido). Os solutos feitos a partir de óxidos de amina C|2 ou C14 exibem muito poucas propriedades visco-elásticas, como demonstradas por um varrimento de frequências com um reómetro VOR de Bohlin. Contudo, o uso do óxido de amina Ci6 em conjunto com sulfonato de xileno de sódio, dá origem a uma resposta muito visco-elástica, com um tempo de relaxamento muito maior do que o que está delineado na técnica. Stoddard ensina que o tempo de relaxamento modal não deveria exceder os 0,5 segundos a 10°C, e que a viscosidade de corte-zero deveria ser de pelo menos 500 cP e, preferivelmente, ser superior a 1.000 cP. Como definido por Stoddard, o tempo de relaxamento modal para o sistema de CiôA/SXS da fórmula atrás referida não pode ser medido porque o módulo de perda não passa por um máximo (isto é, não se comporta como um corpo Maxwell). Esta é uma clara indicação de que o comportamento reológico não é o mesmo para o CióAO/SXS em comparação com o C]2 ou 14AO/SXS. Contudo, pode fazer-se um cálculo do tempo de relaxamento determinando o inverso da frequência no ponto de cruzamento, ou seja, onde G' e G" são iguais. Por esta aproximação, o tempo de relaxamento para o sistema C16AO/SXS situa-se entre 4 e 3 segundos. Além disso, a viscosidade de corte-zero atinge um máximo a 400 cP. Outro exemplo das diferentes propriedades reológicas entre os sistemas Ci2,i4 e Ci<$AO/SXS é o perfil da viscosidade de corte como uma função de corte. A baixas velocidades de corte, tanto o C12 como o C14AO/SXS se comportam como líquidos Newtonianos; ou seja, a viscosidade é constante como uma função da velocidade de corte. Contudo, quando a velocidade de corte é superior, ocorre um ligeiro espessamento de corte, com a viscosidade aumentando à medida que a - 18- velocidade de corte aumenta. Pelo contrário, o C^AO/SXS mostra sempre um comportamento de adelgaçamento por corte; ou seja, a viscosidade diminui com a velocidade de corte. Isto está demonstrado nas Figs. 1 e 2. O comportamento de adelgaçamento por corte permite que o produto seja vaporizado sob elevadas condições de corte. A formação de micelas do tipo vareta é esperada sempre que a conjugação das considerações geométricas o permitem; ou seja, se as forças repulsivas entre os grupos frontais de surfactantes (quer sejam electro-estáticas a partir de uma carga iónica ou estéricas) puderem ser reduzidas e depois amplificadas, podem formar-se micelas do tipo vareta, mesmo a concentração igual à que normalmente formaria apenas micelas esféricas normais. As considerações geométricas têm sido consideradas a partir de um ponto de vista semi-empírico por Israelachvili (JCS Faraday, 1976) no seu tratamento v/aL, onde v é o volume total da cauda de hidrocarboneto, a é a área do grupo frontal e Zé o comprimento da cadeia de hidrocarboneto. Para formar micelas do tipo vareta, a proporção v/aL deve ser superior a 1/3 mas não maior do que 1/2 (proporções maiores iniciarão a formação de estruturas lamelares e outras). Pode ver-se que um parâmetro importante nesta proporção é o comprimento da cadeia de hidrocarboneto, na medida em que o grupo frontal do óxido de amina é constante. Também, o contra-ião de sulfonato permite que os grupos frontais se aproximem uns dos outros devido à redução da repulsão electro-estática provocada pela interacção do anião de sulfonato com o azoto parcialmente carregado positivamente do óxido de amina; em essência, isto provoca uma redução do factor a, a área do grupo frontal.

As micelas do tipo vareta resultam em viscosidade extensional baseada no fluxo extensional. O fluxo extensional, tal como ocorre no bico de - 19- um vaporizador, é uni-axial e, em essência, alonga as moléculas que passam através dele. Se as moléculas forem longas mas naturalmente enroladas, como nas micelas de vareta, o fluxo extensional irá, literalmente, esticar as moléculas, fazendo-as ocupar muito mais volume do que num campo normal de fluxo tridimensional. Devido ao movimento constrito e à resultante perda de volume para se moverem, a viscosidade (extensional) aumenta por factores de 10 a 1.000. A viscosidade excessiva forma gotas maiores no bico e mantém-se coesa, minimizando a formação de nebulização. As gotas maiores também se depositarão mais depressa devido à gravidade, minimizando mais uma vez o contacto com a solução de agente de branqueamento. A composição também pode ter utilidade como ingrediente de limpeza de superfícies duras. As soluções espessas são claras e transparentes, e podem ter viscosidades superiores às das soluções de hipoclorito da técnica. Porque o espessamento visco-elástico é mais eficiente, é necessário menos surfactante para atingir a viscosidade e a estabilidade química e física da composição é, geralmente, melhor. Menos surfactante também resulta numa composição mais eficaz em termos de custo. Como ingrediente de limpeza de superfícies duras, a reologia visco-elástica evita que a composição se espalhe na horizontal e por isso ajuda a proteger as superfícies adjacentes que sejam sensíveis a agentes de branqueamento. A visco-elasticidade também produz os benefícios de um sistema espesso como, por exemplo, maior tempo de residência em superfícies não horizontais. Sobre superfícies não horizontais, a composição desliza a uma velocidade muito mais lenta e deixa uma película que pode produzir uma limpeza muito eficaz.

Vantajosamente, o sistema de espessamento do surfactante não é diminuído pela resistência iónica, nem exige resistência iónica para espessar. As -20- composições visco-elásticas da presente invenção são estáveis relativamente á separação de fases e retêm a sua reologia em soluções com mais do que 0,5% em peso de sal ionizável, por exemplo, cloreto de sódio e hipoclorito de sódio, correspondendo a uma resistência iónica do soluto de 0,09 g-iões/Kg. É de esperar que a reologia visco-elástica se mantenha nivelada a resistênicas iónicas de pelo menos 6g-iões/Kg. O sistema de surfactante também não degrada significativamente o hipoclorito mesmo após armazenamento prolongado (26 meses). As composições na gama de 0,8 a 1,25% em peso de surfactante total não resultaram numa perda apreciável de hipoclorito.

Experimental

QUADRO I

Controlo H I J K L M N{3) Peso % do óxido de amina(1) 0,5 0,25 0,30 0,50 0,75 1,0 0,75 0,75 Peso % do contra-iaov ’ 0 0,12 0,19 0,24 0,38 0,5 1,5 0,12 Odor a lixívia vs. Controlo +++ + +++ +++ + ++ ++ (1) Óxido de hexadecil-dimetil-amina (2) Sulfonato de xileno de sódio não abrangido pelo âmbito da presente invenção + = ligeira melhoria; ++ = melhoria; +++ = melhoria substancial O Quadro I ilustra a redução do odor a lixívia alcançado pelas amostras "Η" - "N", todas elas composições da presente invenção. Foram -21 - montadas duas caixas de PVC (16" x 24" x 23,5") consistindo em painéis laterais, de fundo e de topo. Verteram-se amostras de teste em garrafas de polietileno de alta densidade que foram equipadas com vaporizadores de pistola compatíveis com o agente de branqueamento. O bico de cada vaporizador de pistola foi ajustado para a posição de completamente aberto. Os vaporizadores foram estreados distribuindo o produto para dentro de um lavatório accionando o gatilho três ou quatro vezes. O controlo ou produto de teste foi vaporizado, cinco segundos depois, nas costas da caixa pressionando o gatilho cinco vezes. Avaliadores, aos pares, cheiraram a caixa imediatamente e graduaram o odor a lixívia/intensidade de irritação numa escala numérica. Fez -se a média das avaliações numéricas e a comparação com a média do controlo. As avaliações resultantes foram divididas nas três categorias atrás referidas. As amostras de controlo eram composições de agente de branqueamento não espessadas. Como se pode ver, todas as amostras mostraram pelo menos uma ligeira melhoria, isto é, redução no odor a lixívia, e três amostras exibiram uma melhoria substancial. A Fig. 3 é uma comparação gráfica dos níveis de oxidante da fase de vapor para uma formulação da presente invenção e para um ingrediente de limpeza de hipoclorito, disponível no comércio e muito procurado, ambos distribuídos por meio de um vaporizador de pistola. Cada composição foi vaporizada uma vez, de uma distância de 45,7 cm (18 polegadas), para dentro de uma caixa parcialmente fechada (tendo painéis laterais, de fundo e de topo). Um detector de gases Gastech, Modelo 4700, foi utilizado para detectar níveis de hipoclorito dentro da caixa. Os resultados foram relatados como partes por milhão ao longo do tempo.

Como se pode verificar a partir da Fig. 3, a presente invenção resultou em níveis de hipoclorito substancialmente inferiores relativamente à comparação com o controlo. -22-

QUADRO II Óxido de Percentagem Resultados Iniciais Resultados de 6 Meses. Fórmula Amina de Compr. R Contra-ião 5 rpm 100 rpm 5 rpm 100 rpm 1 14 0,18% 0 18 0 20 2 14 0,38% 0 16 0 16 3 15 0,18% 20 40 0 43 4 15 0,38% 40 24 0 25 5 16 0 500 141 90 38 6 16 0,18% 900 190 1060 285 7 16 0,38% 760 190 890 212 8 16 0,75% 60 53 60 57 9 18 0,18% N/A N/A 0 17 10 18 0,38% N/A N/A 0 11

As formulações de base incluíam: 5,2-5,8% de NaOCI, 1,6-1,8% de NaOH, 0,11% de silicato de sódio, 0,5% de óxido de amina. A viscosidade foi medida a 21° C com um viscómetro RVT de Brookfield e uma fieira número 3. O contra-ião era sulfonato de xileno de sódio. Os resultados de seis meses seguiram-se a um armazenamento a 21°C. O Quadro II atrás indicado demonstra o efeito do comprimento de cadeia do grupo alquilo sobre o desenvolvimento e a estabilidade da viscosidade. Tal como é apresentado no Quadro, só o óxido de amina Ci6 desenvolve qualquer viscosidade apreciável. Enquanto a amostra número 5, não contendo contra-ião, desenvolveu viscosidade inicialmente, a viscosidade não era estável e degenerou rapidamente como demonstrado pelo resultado de seis meses. Esta amostra não resultou numa formulação inicial clara, estável relativamente à separação de fases devido à ausência de contra-ião. Em comparação, a viscosidade desenvolvida pelas amostras 6, 7 e 8 da presente invenção manteve-se estável no decorrer do -23 - tempo. Estas amostras eram claras e estáveis relativamente à separação de fases inicialmente e depois do período de armazenamento de seis meses. O comportamento de adelgaçamento por corte destas formulações também está demonstrado. Também mostrado no Quadro II, para uma formulação incluindo silicato de sódio como um electrólito, a proporção em peso óptima de óxido de amina para viscosidade de contra-ião é de cerca de 1,7:1. Deve notar-se que as medidas de viscosidade apresentadas nos Quadros II e III são viscosidades de corte e não viscosidades extensionais. As proporções em peso de óxido de amina para contra-ião são ilustrativas das propriedades da presente invenção mas não correspondem exactamente às proporções designadas para optimizar a viscosidade extensional como é aqui ensinada.

QUADRO III Fórmula Óxido de Amina Contra-ião Resultadt 5 rpm )s Iniciais 100 rpm Resultados 5 rpm de 6 Meses. 100 rpm 11 0,11 0,1 20 200 0 15 12 0,23 0,18 240 81 220 140 13 0,5 0,35 780 177 830 231 14 1,0 0,7 23-40 258 2640 335 15 0,11 0,1 20 22 0 0 16 0,25 0,18 100 40 90 50 17 0,5 0,35 640 100 600 133 18 1,0 0,7 1940 216 1500 202

As fórmulas 11-14 incluíam 5,2-5,8% de NaOCl, 1,6-1,8% de NaOH, 0,11% de silicato de sódio.

As fórmulas 15-18 incluíam 5,0-5,2% de NaOCl, 0,5% de NaOH.

Todas as medidas foram registadas a 21° C usando um viscómetro RVT de Brookfield e uma fieira número 3. O óxido de amina era hexadecíl-dimetil e o contra-ião era sulfonato de xileno de sódio. -24- O quadro III acima demonstra viscosidade e estabilidade relativamente á separação de fases para oito formulações da presente invenção. As formulações 11-14 incluem um nível de hipoclorito ligeiramente mais elevado, um pH mais elevado e electrólito adicionado, comparado com as formulações 15-18. As fórmulas no Quadro III contêm, todas, óxido de amina para contra-ião numa proporção de aproximadamente 2:1,4. Como se pode ver, enquanto uma concentração mais elevada de surfactante total tende para resultar em viscosidade mais elevada, uma concentração óptima, do ponto de vista da estabilidade de viscosidade, parece ser a de um surfactante um pouco abaixo de cerca de 1%. Todas as formulações que se seguem eram estáveis relativamente á separação de fases, mesmo depois de armazenadas durante seis meses.

Lisboa, 14 de Fevereiro de 2000

Agente Oficial da Propriedade Industrie RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA

Claims (14)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Uma composição de limpeza visco-elástica espessa, estável, compreendendo em solução aquosa: (a) um composto activo de limpeza; e (b) um sistema de espessamento visco-elástico caracterizado pelo facto de que o sistema de espessamento visco-elástico consiste essencialmente em: (i) 0,1 a 5,0 por cento em peso de um hexadecilo di(Ci_2 alquilo) componente de óxido de amina tendo uma distribuição de comprimento de cadeia de, pelo menos, 80% de C^; e (ii) 0,1 a 2,5 por cento em peso de um contra-ião aniónico orgânico seleccionado a partir do grupo consistindo em sulfonatos de arilo ou de C2-6 alquilo, carboxilatos de arilo ou de C2_6 alquilo, alcoóis de alquilo ou de arilo sulfatados e misturas dos mesmos, sendo os referidos grupos arilo derivados de benzeno ou naftaleno e sendo insubstituídos ou substituídos com grupos alquilo C]_4, grupos alcoxi C^, halogénios, grupos nitro, grupos hidroxi ou amina; e onde a proporção de componente de óxido de amina para contra-ião é de 4:1 a 1:2, possuindo a composição uma proporção Trouton, baseada em medições a 21°C, superiores a 50 a uma velocidade de corte entre 500-10.000 sec‘ ’, e uma viscosidade inicial medida a 21°C e a 5 rpm de, pelo menos, 20 cP, e tendo um pH alcalino. -2-
2. 2. Uma composição, como reivindicada na reivindicação 1, caracterizada pelo facto de que o composto activo de limpeza é seleccionado a partir do grupo consistindo em ácidos, bases, oxidantes, redutores, solventes, enzimas, detergentes, compostos tio-orgânicos e misturas dos mesmos.
3. 3. Uma composição, como reivindicada na reivindicação 2, onde o composto activo de limpeza é um composto que liberta hipoclorito.
4. 4. Uma composição, como reivindicada na reivindicação 3, onde o composto de libertação do hipoclorito é um hipoclorito de metal alcalino.
5. 5. Uma composição, como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-4, onde o óxido de amina tem uma distribuição de comprimento de cadeia de, pelo menos, 95% de C]6.
6. 6. Uma composição, como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-5, caracterizada pelo facto de que o contra-ião é um sulfonato de arilo de metal alcalino.
7. 7. Uma composição, como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-6 incluindo ainda um aroma estável na presença de agente de branqueamento de hipoclorito, em quea redução do odor a lixívia potência o odor do aroma.
8. 8. Uma composição, como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-4 incluindo ainda um agente de ajustamento de pH.
9. 9. Uma composição, como reivindicada na reivindicação 8, onde o agente de ajustamento de pH está incluído numa quantidade eficaz para ajustar o pH a mais de 10,5. -3-
10. 10. Uma composição, como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-9, caracterizada por ter uma viscosidade na gama de 100-300 cP para conseguir uma atomização óptima num distribuidor do tipo vaporizador.
11. 11. Uma composição, como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-9, caracterizada pelo facto de que a composição tem uma proporção Trouton superior a 70.
12. 12. Uma composição, como reivindicada na reivindicação 1, onde a composição compreende em solução aquosa: (a) 1 a 10 por cento em peso de um ingrediente activo para desentupimento de canos; e a composição tem uma densidade superior à da água.
13. 13. Uma composição, como reivindicada na reivindicação 12, caracterizada pelo facto de que o ingrediente activo para desentupimento de canos é hipoclorito de sódio, e onde a composição compreende ainda: (c) 0,5 a 20 por cento em peso de um hidróxido de metal alcalino; (d) 0 a 5 por cento em peso de um silicato de metal alcalino; e (e) 0 a 5 por cento em peso de um carbonato de metal alcalino.
14. 14. Um método de utilizar uma composição de branqueamento -4- aquosa numa superfície dura a ser limpa, em passos compreendendo: formar uma composição de branqueamento liquida espessa, que compreenda uma solução aquosa de um hipoclorito de metal alcalino, um agente de ajustamento de pH numa quantidade eficaz para ajustar o pH a mais de 10,5 e um sistema de espessamento, como definido na reivindicação 1, e deitar a composição de branqueamento líquida espessa sobre uma superfície a ser limpa, utilizando um vaporizador. Lisboa, 14 de Fevereiro de 2000

    JORGE CRUZ Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA