SE414947B - Tvettmedelskomposition med begrensad fosforhalt innehallande fosfor i en maximimengd motsvarande fosformengden i 15 viktsprocent vattenlosliga ortofosfatsalter - Google Patents

Description

7211294-9 2 gräns av 5 % P2O5 i kompositioner.

Trinatriumortofosfat (TSP) och andra alkalimetallsalter av ortofosforsyra, exempelvis Na2HPO4 och NaH2P04, har tidigare använts såsom komponenter i tvättmedelskompositioner. Användning av dessa ortofosfater ger en med tripolyfosfat jämförbar uppbyggnadsverkan vid lägre fosforhalter i produkten. Den halt av dessa ortofosfater som erfordras för effektiv uppbyggnadsverkan i en komposition som är avsedd att användas vid en koncentration av ca. 0,l % (vikt/volym) i en tvättvätska är emellertid alltför hög för att uppfylla de före- slagna lagliga gränserna (exempelvis i Kanada) för fosforhalten i tvättmedelskompositioner. Det har visat sig att tillfredsställande uppbyggnadsverkan kan erhållas med kompositioner innehållande lägre halter av ortofosfat, om dessa användes i kombination med specifika halter av alkaliska salter. Uppfinningen möjliggör sålunda framställ- ning av kompositioner med acceptabla rengöringsegenskaper samt med fosforhalter understigande de föreslagna lagliga gränserna.

För att ortofosfater skall kunna användas effektivt i tvätt- medelskompositioner är det nödvändigt att ortofosfaten närvarar vid den tillämpliga användningskoncentrationen i avsevärt överskott i förhållande till den stökiometriskt erforderliga mängden för utfällning av i tvättvätskan närvarande kalciumjoner. Det är icke avsett att föreliggande uppfinning skall begränsas till någon viss teori vad be- träffar funktionen, men det har visat sig att utfällningen av kalcium- fosfat är pH-beroende. Det antages att överskottet av ortofosfat som erfordras för effektiv uppbyggnadsverkan erfordras för att hålla pH-värdet i tvättvätskan vid tillräckligt hög nivå för effektiv utfall- ning av kalciumfosfat och sålunda för god tvättmedelsverkan. "Mass- verkan" av det stökiometriska överskottet av ortofosfat spelar endast en mindre roll för bestäming av den slutliga kalciumjonhalten i väts- kan.

Enligt uppfinningen bör en tvättmedelskomposition innehålla approximativt den stökiometriska mängd ortofosfat som vid den förut- sedda användningskoncentrationen erfordras för utfällning av kalcium- jonerna i tvättvätskan, tillsammans med ett alkaliskt buffertsalt, som håller pH-värdet hos lösningen över det kritiska värde som erfor- dras för effektiv utfällning av kalcium. Det har visat sig att ett pH-värde av 9,2 eller högre erfordras för sänkning av kalciumjonkon- centrationen genom utfällning till 4 x 10-5 g joner per liter och att en ännu lägre slutlig kalciumjonhalt erhålles (9,0 x 10-6 g joner/ liter) om pH-värdet är ca. 9,7 eller högre. Tvättmedelskompositionen 7211294-9 3 innehåller fosfor i en maximimängd motsvarande 15 viktprocent vatten- lösliga ortofosfatsalter och utgöres av a) lO - 35 viktprocent organiska tvättaktiva medel, b) 5 - 15 viktprocent vattenlösliga natriumortofosfater, i synnerhet -monoväte- och -diväteortofosfat, c) 20 - 45 viktprocent alkaliska salter som utgöres av karbo- nater, neutrala eller alkaliska silikater, -borater, -seskvikarbonater eller blandningar av dessa ämnen, varvid kompositionen innehåller vätekarbonat såsom alkaliskt salt endast tillsammans med andra av dessa alkaliska salter.

Det alkaliska buffertsaltet eller blandningarna av sådana bör väljas och användas i sådan mängd att pH-värdet hos tvättlösningen icke sjunker under 9,2 när utfällningen fortskrider.

Ortofosfaten utgöres företrädesvis av alkalimetallsalter av ortofosforsyra, exempelvis trinatrium~, dinatriumväte-, natriumdiväte- och kaliumsalter. Blandningar av dessa salter kan användas för fram- ställning av kompositionen, och efter vissa framställningsmetoder, exempelvis spruttorkning, föreligger en blandning av dessa salter.

Andra användbara salter är ammonium- eller alkylsubstituerade ammo- niumsalter.

Kompositioner enligt uppfinningen är särskilt värdefulla vid användning i låg koncentration i tvättvätska, dvs. en halt av ca 0,1-0,2 % (vikt/volym). Maximihalten av PZO5 (5 %) som föreslås i kanadensisk lag motsvarar en halt av 11,5 % natriumortofosfat i kompositionen.

Kompositionen kan vara vätskeformig eller fast, och en fast komposition innehåller komponenterna i någon tidigare känd form, exempelvis flingor, pulver, granulat, extrudat och tabletter. Kompo- sitionerna innehåller vissa av eller alla kända typer av andra be- ståndsdelar förutom uppbyggnadsmedel och tvättaktiva beståndsdelar.

Sålunda kan exempelvis alkalisalter, exempelvis natriumsulfat (från O till 50 viktprocent, företrädesvis 10-40 %); blekmedelssystem, exempelvis persyrematerial (från O till 30 viktprocent, företrädesvis 10-20 %), exempelvis perborater; âteravsättningsförhindrande medel, exempelvis natriumkarboximetylcellulosa; fluorescensmedel och enzymer ingå som valfria beståndsdelar. Det tvättaktiva materialet eller de tvättaktiva materialen väljes bland tidigare kända material och kan utgöras av exempelvis anjoniska, katjoniska, nonjoniska, zwitterjoniska eller amfotera material. Exempel på dessa aktiva mate- _7211294-9 4 rial anges av Schwartz, Perry och Berch i vol. II av boken "Surface Active Agents and Detergents" (1958). Speciella exempel är alkylaryl- sulfonater, alkansulfonater, sulfonerade olefiner och etoxylerade alkoholer. Andra tvätteffektuppbyggnadsmedel, exempelvis salter av nitrilotriättiksyra, kondenserade fosfater, kan förefinnas i kompo- sitionen. .

En ytterligare fördel med kompositioner innehållande vissa av dessa buffertsalter är att pH-värdet hos koncentrerade lösningar är lägre än hos likartade kompositioner som icke innehåller buffert- salt, även om pH-värdet hos mer utspädda tvättlösningar höjes. Detta möjliggör beredning av kompositioner som är mindre farliga om de av misstag intages genom munnen eller kommer i kontakt med ögonen samtidigt som kompositionerna har tillräcklig tvätteffekt. Natrium- seskvikarbonat har även en ytterligare lämplig egenskap, eftersom detta material möjliggör framställning av tillfredsställande orto- fosfatuppbyggda pulver med högre fukthalt än som är möjligt med konventionella pulver. Konventionella ortofosfatbaserade pulver har högt exotermiskt upplösningsvärme, som medför ökad risk vid förtäring pâ grund av hastig temperaturhöjning i oesophagus, men kompositioner baserade på ortofosfatsalter, exempelvis trinatriumortofosfat, samt natriumseskvikarbonat uppvisar väsentligt lägre lösningsvärme.

Kompositionerna kan framställas med någon tidigare känd metod, exempelvis torrblanding eller spruttorkning. Vid framställningen kan reaktioner mellan sura-och basiska grupper äga rum. Om exempelvis en-tvättmedelskomposition innehållande trinatriumortofosfat och na- triumvätekarbonat i uppslamning spruttorkas, kommer det erhållna pul- vret att innehålla viss mängd Na2HPO4 och seskvikarbonat pà grund av bildning av HPO4_-joner och C03:-joner i vätsketillstándet.

Uppfinningen tydliggöres i det följande närmare med utförings- exempel, som icke är avsedda att begränsa uppfinningen.

Exempel 1. i i Användningen av alkaliska silikater enligt uppfinningen åskåd- liggöres på den bifogade ritningsfiguren, som visar tvätteffektkurvor angivna såsom procent av reflektionsförmågan hos ett ursprungligt från appretering befriat (desized) tyg. Kurvorna avser fyra komposi- tioner, i vilka den procentuella halten av ortofosfet varierats, såsom anges på den horisontella axeln B; Den tvätteffekt som erhålles med en speciell komposition anges utefter den vertikala axeln A. Kompo- sitionerna A, B, C, D och E hade följande sammansättning: 7211294-'9 5 Aktiv beståndsdel Alkali- Natrium- silikat tripolyfosfat A Dodecylbensen~ sulfonat 20 % 30 % - O % B Dodecylbensen- suifonat a 20 % 20 % o % C Dodecylbensen~ 4 sulfonat 20 % ' 10 % 0 % D Dodecylbensen- sulfønat 20 % o % o % *E Dodecylbensen- sulfonat 16 % 10 % 50 % Resten natriumsulfat och vatten.

*Kontroll v Dessa tvätteffektvärden erhölls vid en användningskoncentra~ tion av produkten av 0,1 %, varvid övriga provningsbetingelser var de följande: Provat tyg : Bomullstyg nedsmutsat med arti- ficiellt sebum ' Apparat : "Terg~O-Tometerfi från US Testing Co., A.f.s.

Tvättvolym : l liter vatten i varje bägare i apparaten Omrörningz : 90 varv/minut vattenhàrdhet = 1s°H ca=Mg = 2=1 Tvätttemperatur/tia = so°c - 10 minuter sköijtemperatur/fiia = 37°c - 1 minut Förhållande tvattvätska/ tyg : 126 till 1 Dessa resultat visar att mellan de angivna gränserna för natriumortofosfat i kompositionen medför tillsats av minst 20 % natriumsilikat avsevärd ökning av tvätteffekten och ger kompositioner som är jämförbara med natriumtripolyfosfat ifråga om tvätteffekt.

Exempel på kompositioner enligt uppfinningen anges i följande tabell I: Tabell I Komgosition _ l g Q Q Trinafiriumortofosfat 10 l5 5 5 Alkaliskt natriumsilikat 30 20 20 40 'Tvättaktiv beståndsdel* 16 16 14 16 p72112944s 2 6 'Natriumperbørax to o 20 _o Avsedd koncentration ' i tvättvätskan (% vikt/volym 0,1 O,l 0,4 0,l Resten utgjordes av natriumsulfat, fluorescensmedel, àteravsättnings- förhindrande medel, parfym och vatten. I *Dodecylbensensulfonat ' Exempel 2.

Man beredde kompositioner innehållande alkaliskt natriumsili- kat och natriumseskvikarbonat såsom alkaliska salter och provade smed användning av de i exempel 1 angivna tvättningsbetingelserna.

Kompositionerna och tvätteffekten som erhölls med var och en av dessa kompositioner anges.i tabell II. De använda aktiva beståndsdelarna lutgjordes av linjärt dodecylbensensulfonat i en mängd av 20 vikt-%.

Tabell II ' _ (mängder i vikt-%) Trínatrium- Alkaliskt Natrium- Natrium- Tvätteffekt (%) ortofosfat silikat seskvi- sulfat karbonat 12,7 05 zo 40 50,2 12,7 5 40 20 52,7' 20 5 0 50 52,0 (kontroll) p Det framgår att kompositioner med minskad halt av ortofosfat har tvätteffekter, som är jämförbara med kontrollkompositionen.

Exempel 3. 5 Försöket enligt exempel 2 upprepades med användning av natrium- karbonat såsom.ett av de alkaliska salterna. De provade kompositioner- na och de erhålma tvätteffekrema anges i tabell III. _ Tabell III (mängder i vikt-%) Trinatrium- Alkaliskt Natrium- Natrium~ TVäïÜGffBkt (%) ortofosfat silikat karbonat sulfat 13 5 20 0 20 48,3 13 5 . 30 10 ' 58,0 _13 5 J 40 _ o I 65,7 20 5 o - 40 44,8 (kontroll) 7.

Det framgår att kompositioner med minskad halt av ortofosfat har tvätteffekter överstigande kontrollprovets.

Exemgel 4.

Man framställde spruttorkade pulver av tre kompositioner enligt uppfinningen och jämförde med en kommersiell pulverformig komposi- tion (kontrollprov) innehållande: Dodecylbensensulfonat 18 % Natriumtripolyfosfat 33 % Alkaiisilikat 6 % Natriumsulfat 30 % Återstoden vatten och mindre komponenter De tre kompositionerna A, B och C som provades visade sig ha tvätteffekter jämförbara med det kommersiella pulvret.

A å 9 Linjärt dodecylbensulfonat 20 20 20 Trinatriumortofosfat 10 10 10 Natriumkarbonat 40 O O Natriumsesquikarbonat 2H20 - O 40 0 Alkalisilikat 5 ' 5 45 Natriumsulfat (Kemsol) 10 8,5 8,5 Vatten 10 5 5 Mindre beståndsdelar 2 11,5 '11,5 Exemgel 5.

Verksamheten hos vissa av kompositionerna enligt uppfinningen vid olika pH-värden undersöktes.

Den fria kalciumjonkoncentrationen bestämdes med hjälp av en Ca++-selektiv elektrod av fabrikatet Corning efter utfällning med trinatriumortofosfat. Det använda vattnet innehöll följande halter av kalcium och magnesium: ce*+ 1,2 x 1o'3 g gon/liter Mg++ 6,0 x lO"4 g jon/liter I tabell IV anges den fria kalciumjonhalten efter utfällning. ' "fl21129#-9 8 Tabell IV 313' (caæ) moi/i , fiá ' fl v , V ' _ 1- 3:8ä;1*::::::::1:::1° w 4,2 x 'ß 2. 0 013 % trinatriumortofosfát Å4 ofloos =,-a- aikaiisiiixat 9,00 115 X 10 3 0,013 % trinatriumortofosrat _o o,o4. a» Na co Avance. 9,50 4,4 x 1o 0 (seskvikaêbo at) 3 _oo1flár't'-t"sft -6 e o:O43%/Na:ä%:,r1umor oxo a _ 9,50 9,0 I 10 f - - _ . 5. 8,gå3%%N::É:â:r1umortoIosiat 1 9,00 1,2 X lo-4 7 6. O 013 % trinatriumortofosfat ; V -5 0:04 % neutralt silikat 1 9'3O éfl ^ lo 7. O 013 7 trinatriumortofosfat 1 « v ,-5 0:04 ç-Aaaikaiisinkan L 9,00 H0 -~ 10 ' Seskvikarbonatet ger en minskning av upplösningsvärmet för kompositionen. pH-värdet för en 1-procentig lösning och lösnings- värmen anges för en seskvikarbonatkomposition (B) och an komposition (A) innehållande enbart trinatriumortofosiïzmt.

Varje komposition innehöll 20 % natriumdodecylbensensulionat. ¶ gg ' Lösninssvärme* A 20 vi vrinatriumortofosfae 11,25 16 0% ~ . -. -1 B 13 , trinatriumortoioszat + 10,16 4 40 % natriumseskvikarbonat in *Kalorier per gram pulverformig komposition Införlivande av karbonat och vätekarbonat i lösningen ger såsom fördel en pH-buffrande verkan.

Andra kompositioner enligt uppfinningen anges i tabell V.

Tabell v' íâïšfâïïfi°de°ylbensen' ' 20 9:; » 12 f; 20 e; 20 12 s, Nàtriumortofosfat 15 % 10 å 10 % lš % 10 1 Alkaliskt natrium- 1 f _ siiikafß 5 n 5 1» 5 v» 5 5= 5 s* 72112949 9 N HCO -N fC0 .; ,¿ ä 0 U (ïeskèikâåboåat) 40 ” 20 ” 0 W O Ä 0 Å Na2co3 o % o m 40 % 20 % 20 % Vatten, salter (exempelvis natriumsulfat), parfymer, fluorescens- medel, återaveättningsförhindrande medel och andra tillsatsmedel till 100 %.

Exempel 6. ïvå spruttorkade kompositioner framställdes med användning såsom ortofosfatkomponent av: (i) trinatriumortofosfat, och (ii) en blandning 1 moiförhåiianaet 2:1 av Na2HPo4 och NaH2Po4.

De färdiga kompositionerna innehöll, i viktdelar: (i) (ii) Linjärt dodecylbensensulfonat 20 20 Natriumsulfat _ 32 35 Natriumsilikat (Na2O-2SiO2) 10 10 Natriumkarbonat 20 20 Na3P04 11 0 Na2HPo4/NaH2Po4 (2 1) 0 9 Komponenterna bereddes till en uppslamning innehållande 30 % vatten och spruttorkades till pulverprodukter. Produkterna provades under de tvättningsbetingelser som anges i exempel l med användning av en produktkoncentration av 0,15 %, varvid kompositionen (i) gav en tvätteffekt av 44 % och kompositionen (ii) gav en tvätteffekt av 43 %; pH-värdet hos kompositionen (i) förändrades från 10,2 till 10,1 under tvättningen, och pH-värdet hos kompositionen (ii) förändrades från 9,8 till 9,7.

Användningen av väteortofosfatsalter såsom komponenter i kom- positionen är en föredragen utföringsform av uppfinningen, i synner- het blandningar av monoväte~ och divätesalter med ett pH-värde av ca. 7. Blandningen innehåller företrädesvis monovätefosfatsalt och divätefosfatsalt i ett förhållande av 3:1-3:2 och företrädesvis ca. 2:1. Helt neutraliserade salter, exempelvis trinatriumsaltet, är alkaliska material och användning av de partiellt neutraliserade föreningarna såsom utgångsmaterial ger en förbättrad säkerhet med hänsyn till processen. _ Om silikat förofinnes i kompositionen är det önskvärt att _721129u-9 10 tillsätta andra alkaliska komponenter till uppslgmingen före sili- katkomponenten. Utfloclming av silikatlcomponenten kan äga rum, om denna åtgärd icke användes. Uppslamningen underkastas därefter sprut- torkning.

Claims (6)

7211294-9 ll Patentkrav.

1. l. Tvättmedelskomposition med begränsad fosforhalt innehållande fosfor i en maximimängd motsvarande fosformängden i 15 viktprocent vattenlösliga ortofosfatsalter, k ä n n e t e c k n a d därav, att kompositionen utgöres av - a) lO - 35 viktprocent organiska tvättaktiva medel, b) 5 - l5 viktprocent vattenlösliga natriumortofosfater, i synnerhet -monoväte- och -diväteortofosfat, c) 20 - 45 viktprocent alkaliska salter som utgöres av karbo- nater, neutrala eller alkaliska silikater, -borater, -seskvikarbonater eller blandningar av dessa ämnen, varvid kompositionen innehåller vätekarbonat såsom alkaliskt salt endast tillsammans med andra av dessa alkaliska salter.

2. Tvättmedelskomposition enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att mängden natriumortofosfat utgör ca 10 ~ 15 viktprocent av kompositionen.

3. Tvättmedelskomposition enligt patentkravet l eller 2, k ä n - n e t e c k n a d därav, att de alkaliska salterna utgör ca 30 - 45 viktprocent av kompositionen.

4. Tvättmedelskomposition enligt något av patentkraven l - 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att de tvättaktiva beståndsdelarna utgör ca 10 - 25 viktprocent av kompositionen.

5. Tvättmedelskomposition enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att kompositionen innehåller natrium- monoväteortofosfat och natriumdiväteortofosfat i ett molförhållande av 3:1 - 3:2 och företrädesvis ca 2:1.

6. Tvättmedelskomposition enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att kompositionen utgöres av en spruttorkad uppslamning. ANFÖRDÅ PUBLIKATIONER: Storbritannien 811 732, 1 242 886