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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Waschmittelzusammensetzungen, enthaltend ein Tensid und ein Lösungsmittel
in der Form einer Öl-in-Wasser-Mikroemulsion.
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VORGESCHICHTE
UND STAND DER TECHNIK
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Flüssige Waschmittel- und Reinigungsmittel-Zusammensetzungen
in der Form von Mikroemulsionen, sowohl Öl-in-Wasser und Wasser-in-Öl, wurden
in dem Stand der Technik offenbart.
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Die
EP 137 616A (Procter & Gamble) offenbart flüssige Waschmittelzusammensetzungen,
hergestellt aus üblichen
reinigenden Tensiden und anderen üblichen Waschmittelbestandteilen,
plus einem Fett-gerinnenden Lösungsmittel.
Die Zusammensetzungen enthalten Fettsäuren oder Seifen (5 bis 50
Gewichtsprozent) als Waschkraftbuilder und sind als stabile Öl-in-Wasser-Mikroemulsionen
formuliert. Die bevorzugten Tensid-Systeme umfassen anionische Tenside
vom Sulfonat- oder Sulfat-Typ mit geringeren Mengen von ethoxylierten nichtionischen
Tensiden, wie C
14-15-Alkylethoxylaten (7EO).
Waschkraftbuilder können
in Mengen von 0,5 bis 15 Gewichtsprozent vorhanden sein, wobei Citrate
bevorzugt sind.
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Die
EP 164 467A (Procter & Gamble) offenbart Wäscherei-Waschmittel und Reiniger
von harten Oberflächen
mit Öl-in-Wasser-Mikroemulsionen,
enthaltend Alkylbenzol und Olefin-Lösungsmittel plus Tenside und wesentliche
Mengen an Fettsäure-Seife.
Die Zusammensetzungen können
ethoxylierte nichtionische Tenside enthalten, beispielsweise C
14-15-Alkoholethoxylat (7EO). Natriumcitrat
als Huilder enthaltende Zusammensetzungen sind offenbart.
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In "Evaluation of Textile Detergent Efficiency
of Microemulsions in Systems of Water, Nonionic Surfactant and Hydrocarbon
at Low Temperature",
J. Dispersion Science and Technology, 6(5), 523–537 (1985), Marcel Dekker
Inc., beschreiben C. Solans, J. Garcia Dominguez und S. E. Friberg
die Verwendung von derartigen Mikroemulsionen für das Waschen unter Bedingungen
von minimaler mechanischer Energie und bei niedrigen Temperaturen.
Die untersuchten Systeme enthalten C12-Alkylethoxylat-(4EO)-nichtionisches
Tensid, Wasser und Hexadecan, und gegebenenfalls geringe Mengen
an Cotensid (Natriumdodecylsulfat), oder Elektrolyt (Natriumtripolyphosphat
oder Natriumcitrat).
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Die GH 2 194 547A (Colgate-Palmolive)
offenbart eine klare einphasige, flüssig vorfleckende Zusammensetzung
in der Form einer Mikroemulsion (Öl-in-Wasser oder Wasser-in-Öl), einer
Lösung
oder eines Gels, enthaltend 10 bis 70 Gewichtsprozent Alkan (Lösungsmittel),
4 bis 60 Gewichtsprozent nichtionisches Tensid, wahlweise Cotenside
und/oder Colösungsmittel,
und 1 bis 80 Gewichtsprozent Wasser. Es ist vorgeschlagen, daß Huilder,
wie Natriumsesquicarbonat, eingeschlossen sein könnten, bevorzugterweise bei
Gehalten von 5 Gewichtsprozent und darüber, jedoch sind keine aufgebauten
Zusammensetzungen spezifisch offenbart.
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DEFINITION
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung sieht eine
Gewebewäsche-Waschmittelzusammensetzung
vor, enthaltend:
- (i) Von 2 bis 40 Gewichtsprozent
eines organischen Tensid-Systems,
- (ii) von 0,5 bis 55 Gewichtsprozent eines nicht-wässerigen
Lösungsmittels,
- (iii) von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent eines wasserlöslichen
polymeren Waschkraftbuilders, welcher ein Acrylat-/Maleat-Copolymeres
oder ein Polyvinylacetat-/Itaconat-Copolymeres ist.
- (iv) Wasser und wahlweise gerinqere Bestandteile bis 100 Gewichtsprozent,
worin das Tensid-System (i) und das nicht-wässerige Lösungsmittel (ii) zusammen mit
Wasser eine stabile Öl-in-Wasser-Mikroemulsion bilden.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfinder haben nun entdeckt,
daß Waschmittelzusammensetzungen
in Form einer Öl-in-Wasser-Mikroemulsion,
enthaltend wasserlösliche
polymere Huilder, für
ausreichend schnelles Reinigen und Fleckentfernung fähig sind,
um sie als Vorbehandlungsprodukte als auch als Hauptwaschprodukte
brauchbar zu machen. Die Schnelligkeit des Reinigungseffekts ist
von entscheidender Bedeutung für
ein Vorbehandlungsprodukt, welches benötigt wird, innerhalb eines
kurzen Zeitraums zu arbeiten. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es,
daß Waschmittelzusammensetzungen
formuliert sind, welche hochwirksame Hauptwaschprodukte sind und
welche trotzdem auch eine überzeugende
Leichtigkeit der Vorbehandlung anbieten.
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Die Zusammensetzungen sind auch für den Gebrauch
in Maschinenwäsche
verwendeten automatischen Dosiersystemen geeignet, wie beispielsweise
in der US-Patentschrift 4 489 455 (Procter & Gamble) beschrieben und beansprucht.
Dieses Patent beschreibt und beansprucht Gerät und Verfahren für das Waschen von
Textilwaren, basierend auf der Verwendung von genau begrenzten oder
unter Kontrolle gehaltenen Mengen einer wässerigen Waschflüssigkeit,
variierend von (zumindest) gerade gentigend, um gleichmä8iq und vollständig über die
ganze Waschladung verteilt zu sein, bis zu (höchstens) etwa fünf Mal des
Trockengewichts der Waschbeschickung.
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In den Zusammensetzungen der Erfindung,
welche bevorzugterweise flüssig
sind, werden das Tensid-System und das Lösungsmittel so gewählt, und
sind in Mengen derart vorhanden, daß sie, zusammen mit Wasser,
eine stabile Öl-in-Wasser-Mikroemulsion
bil den, in welcher das Lösungsmittel
innerhalb der Micellen des Tensids ist.
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Das Tensid-System
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Bevorzugte Zusammensetzungen gemäß der Erfindung
enthalten ein Tensid-System, welches bis zu einem Ausmaß von zumindest
50 Gewichtsprozent aus ethoxyliertem nichtionischen Tensid besteht.
Andere Tensid-Typen können
in Mengen von weniger als 50 Gewichtsprozent des gesamten Tensid-Systems
vorhanden sein.
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Daher enthält das bevorzugte Tensid-System
(i)
- (a) 50 bis 100 Gewichtsprozent an ethoxyliertem
Alkoholnichtionischem Tensid, und
- (b) gegebenenfalls bis zu 50 Gewichtsprozent Cotensid, anders
als ethoxylierter Alkohol nichtionisches Tensid.
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Vorteilhafterweise kann das ethoxylierte
nichtionische Tensid eine durchschnittliche Alkylkettenlänge haben,
welche geringer als 12 Kohlenstoffatome ist, und bevorzugterweise
innerhalb des Bereiches von 9 bis 11 Kohlenstoffatomen liegt; besonders
bevorzugt ist die durchschnittliche Alkylkettenlänge etwa C10 Es
ist auch in hohem Maße
bevorzugt, daß das
ethoxylierte nichtionische Tensid einen hohen Gehalt an C10-Material haben sollte: Bevorzugterweise
zumindest 45 Gewichtsprozent, bevorzugter zumindest 50 Gewichtsprozent
und besonders bevorzugt zumindest 70 Gewichtsprozent (alle auf Basis
des Alkohols). Der Rest des ethoxylierten nichtionischen Tensids
kann von überwiegend
kürzerer
oder längerer
Kettenlänge
sein, jedoch ist vorteilhafterweise der Gesamtgehalt an C10- und kürzer-kettigem
Material zumindest 60 Gewichtsprozent, und bevorzugter zumindest
75 Gewichtsprozent (alle auf Basis des Alkohols).
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Geeignete Materialien sind die Novel-(Handelsmarke)-1012-Reihen von Vista,
welche im engen Bereich ethoxylierte Materialien sind, bestehend
hauptsächlich
aus C10-Ketten, verfügbar in verschiedenen durchschnittlichen
Graden der Ethoxylierung. Die Kettenlängenverteilung dieser Materialien
(basierend auf dem Al kohol) ist typischerweise C10 84 ± 4%, C12 8,5 ± 2%
C14 6,5 ± 2%.
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Eine Klasse von ethoxylierten Materialien
im breiteren Bereich, geeignet für
die Verwendung in der Erfindung, sind die Dobanol-(Handels Marke)-91-Reihen
von Shell, welche hauptsächlich
aus C9-, C10- und C11-Ketten bestehen. Die Kettenlängenverteilung
dieser Materialien (auf Basis des Alkohols) ist typischerweise C9 18%, C10 50%, C11 32%.
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Andere kurzkettige nichtionische
Tenside sind im Detail in der WO 94 11487A (Unilever) beschrieben. Diese
schließen
Lialet-(Handelsmarke)-91-Reihen von Enichem, die Synperonic-(Handelsmarke)-91-Reihen von
ICI und ein C10-Inbentin-(Handelsmarke)-Material
von Kolb ein.
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Kommerzielle ethoxylierte nichtionische
Tenside sind im allgemeinen Mischungen, enthaltend einen Streubereich
von Kettenlängen
um einen durchschnittlichen Wert. Falls gewünscht, kann eine Mischung von zwei
oder mehreren kommerziellen Materialien verwendet werden: Bevorzugte
Mischungen werden eine Gesamtdurchschnittskettenlänge von
weniger als C12 liefern und werden auch
bevorzugterweise zumindest 45 Gewichtsprozent (basierend auf dem
Alkohol) von C10-Material, und bevorzugter
zumindest 60 Gewichtsprozent (basierend auf dem Alkohol) von C10- und kürzerkettigem
Material vorsehen.
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Jedoch ist die Verwendung von länger-kettigen
nichtionischen Tensiden, beispielsweise von ethoxylierten C12-15-Alkoholen, ebenfalls innerhalb des
Rahmens der Erfindung.
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Wie immer die Kettenlänge, liegt
der HLB-(hydrophileslipophiles Gleichgewicht)-Wert des ethoxylierten
nichtionischen Tensids geeigneterweise im Bereich von 8 bis 14,
bevorzugterweise von 8 bis 12,5, und noch mehr bevorzugt von 9 bis
10, um eine optimale Ölschmutz-Waschkraft
zu liefern. In den bevorzugterweise verwendeten kürzer-kettigen
Materialien entsprechen diese HLH-Werte Durschnittsgraden der Ethoxylierung
von 2 bis 8, und bevorzugterweise von 2 bis 6.
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Falls gewünscht, kann ein Co-Tensid,
welches kein ethoxylierter Alkohol ist, vorhanden sein, obwohl es
bevorzugt wird, daß zumindest
50 Gewichtsprozent des Tensid-Systems durch ethoxyliertes nichtionisches Tensid
gebildet sind.
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Das Cotensid kann beispielsweise
ein nichtionisches Tensid sein, anders als ein ethoxylierter Alkohol, oder
ein Waschmittel vom anionischen Sulfat- oder Sulfonat-Typ, wie Alkylbenzolsulfonat
oder primäres
Alkoholsulfat. Es wird im allgemeinen bevorzugt, daß das Tensid-System
nicht mehr als 40 Gewichtsprozent anionisches Tensid enthalten sollte.
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Das Tensid-System als ein ganzes
macht von 2 bis 40 Gewichtsprozent der Zusammensetzung aus, bevorzugterweise
von 5 bis 40 Gewichtsprozent, bevorzugter von 5 bis 30 Gewichtsprozent,
vorteilhafterweise von 5 bis 25 Gewichtsprozent der Zusammensetzung.
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Das nicht-wässerige
Lösungsmittel
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Das nicht-wässerige Lösungsmittel, welches von 0,5
bis 55 Gewichtsprozent, bevorzugterweise von 0,5 bis 20 Gewichtsprozent
der Zusammensetzung ausmacht, kann irgendein Lösungsmittel sein, wertvoll
in der Entfernung von öligem
Schmutz, welcher eine genügend
niedrige Grenzflächenspannung
gegenüber
dem Tensid aufweist, zur Bildung einer stabilen Öl-in-Wasser-Mikroemulsion.
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Das Lösungsmittel kann im Bereich
von völlig
nicht-polaren paraffinischen Materialien liegen, zum Beispiel von
Alkanen, bis zu mehr polaren Materialien, wie Estern. Bevorzugte
Lösungsmittel
sind C12-16-Alkane, zum Beispiel Dodecan,
Tetradecan und Hexadecan, wobei Hexadecan besonders bevorzugt ist.
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Wenn das Lösungsmittel ein Alkan ist,
hängt die
optimale vorhandene Menge von der Kettenlänge ab. Für Hexadecan sind von 1 bis
20 Gewichtsprozent, bevorzugterweise von 5 bis 15 Gewichtsprozent,
und noch bevorzugter von 7,5 bis 15 Gewichtsprozent geeignet; für Tetradecan
sind 15 bis 30 Gewichtsprozent bevorzugt, und für Dodecan 25 bis 55 Gewichtsprozent
bevorzugt.
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Das Gewichtsverhältnis von nicht-wässerigem
Lösungsmittel
(Alkan) zu ethoxyliertem nichtionischen Tensid ist auch von der
Kettenlänge
abhängig.
Für Hexadecan
liegt es geeigneterweise in nerhalb des Bereiches von 0,5 : 1 bis
2 : 1, und ist vorteilhafterweise etwa 1 : 1.
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Der polymere
Waschkraftbuilder
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Es wurde gefunden, daß die Waschkraft
des Mikroemulsionssystems, im Vergleich zu der Waschkraft der gleichen
Menge von Tensid allein, erheblich erhöht ist, wenn da auch ein polymerer
Waschkraftbuilder vorhanden ist. Die Menge an Builder, der ohne
Destabilisieren der Mikroemulsion inkorporiert sein kann, ist jedoch nicht
unbegrenzt. Geeigneterweise kann der Huilder in einer Menge im Bereich
von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bevorzugterweise von 0,2 bis 3 Gewichtsprozent,
vorhanden sein.
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Die Builder für die Verwendung in der vorliegenden
Erfindung sind polymere Polycarboxylat-Huilder, ausgewählt aus
einem Acrylat-/Maleat-Copolymeren oder Polyvinylacetat-/Itaconat-Copolymeren.
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Polymere, die verwendet werden können, sind
Acryl-/Malein-Copolymere, wie Sokalan-(Handelsmarke)-CPS und CP7
von BASF, und die Polyvinylacetat/Polyitaconsäure-Polymeren, beschrieben
und beansprucht in WO 93 23444A (Unilever).
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Diese Polymeren sind hochgewichtig
wirksame Huilder, anbietend Calciumbindungskapazität in Null-Phosphat-Zusammensetzungen,
vergleichbar mit denjenigen von Natriumtripolyphosphat, welche in
Mengen verwendet werden können,
die einen signifikanten Aufbau ohne Destabilisieren der Mikroemulsion
liefern.
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Die Erfindung ist ferner durch die
nachfolgenden nichteinschränkenden
Beispiele erläutert,
in welchen Teile und Prozentsätze
auf das Gewicht bezogen sind, es sei denn, daß etwas anderes festgestellt
wird.
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BEISPIELE
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Waschkraft-Wertung
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Ölige
Schmutz-Waschkräfte
wurden durch Messen des Prozentsatzes der Entfernung von Funk-markierten
Modellverschmutzungen vermittels eines Szintillationszählers bestimmt.
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Verschmutzte Gewebe (5 cm × 5 cm-Vierecke
von gewirktem Polyester), tragend eine Mischung von mit Strahlen
markiertem Triolein und mit Strahlen markierter Palmitinsäure, wurden
wie folgt hergestellt. Jedes Gewebe wurde in 0,18 ml einer Toluol-Lösung, enthaltend 3,33 g 95%
Triolein (strahlungsmarkiert) und 1,67 g 99% Palmitinsäure (strahlungsmarkiert)
pro 100 ml getränkt.
Den Geweben wurde dann ermöglicht,
sich für
3 Stunden ins Gleichgewicht zu bringen.
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Jede Zusammensetzung in dem Versuch
wurde auf ein Gewebequadrat bei Umgebungstemperatur bei einer Menge
aufgebracht, berechnet, um ein Flüssigkeit zu Gewebeverhältnis von
1 : 1 zu liefern. Die Kontaktzeit wurde von 5 bis 30 Minuten variiert,
um kinetische Wirkungen zu überprüfen. Das
Gewebe wurde dann unter Verwendung von Pinzetten zu einer offenen
Flasche überführt, enthaltend
15 ml Wasser (20° French-Härte), gehalten
innerhalb eines Schüttelbads,
das bei 25°C
gehalten wurde. Das Gewebe wurde dann 2 Minuten lang bei einer 100
U/min-Einstellung des Schüttelbads
gespült
(dies ergab eine sanfte Zu- und Von-Bewegung zu der Spülflüssigkeit
innerhalb der Flasche).
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Nach dem Spülen wurde die Flüssigkeit
mit einer automatischen Pipette (3 × 1 ml aliquote Teile) entnommen.
Diese aliquoten Teile wurden in Plastik-Phiolen übertragen und dann mit 10 ml-Mengen
von Szintillator-Lösung
gemischt, bevor sie an einem Flüssig-Szintillationszähler gezählt wurden.
Die Zählungen
(Auflösungen
pro Minute, "DPMs") wurden zur Berechnung
des Prozentsatzes der Entfernung für jede Schmutzkomponente unter
jeder geprüften
Bedingung verwendet. Standards wurden während des anfänglichen
Verschmutzungsverfahrens genommen, um eine Durchschnittszahl für die DPMs,
zugesetzt in 0,18 ml der verschmutzenden Lösung, zu geben.
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Zusammensetzungen
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Flüssige Waschmittelzusammensetzungen
wurden zu den Formulierungen (in Gewichtsteilen) hergestellt, angegeben
in der nachfolgenden Tabelle. Die Zusammensetzungen der Beispiele
1 und 2 und der Vergleichsbeispiele A, C und E, enthaltend ein Lösungsmittel
(Hexadecan), waren in Form einer Mikroemulsion, während dies
die Zusammensetzungen der Vergleichsbeispiele B, D, F, G und H nicht
waren. Die verwendeten Bestandteile können wie folgt identifiziert
sein:
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1Novel-(Handelsmarke)-1012-52
von Vista Chemicals: Kettenlängenverteilung,
wie vorher beschrieben, 4EO.
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2Novel-(Handelsmarke)-91-2.5
von Shell- Kettenlängenverteilung,
wie vorher beschrieben, 2.5EO.
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Diese zwei nichtionischen Tenside
wurden zusammen in einem Gewichtsverhältnis von 3 : 1 verwendet.
Das kombinierte nichtionische Tensid enthielt etwa 75 Gewichtsprozent
(basierend auf dem Alkohol) von C10-Material,
und etwa 80 Gewichtsprozent (basierend auf dem Alkohol) von C10- und kürzer-kettigem
Material. Der HLB-Wert war etwa 9,5.
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3Novel-(Handelsmarke)-1412-4.4EO
von Vista Chemicals C12-14, 4.4EO.
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4Natriumtripolyphosphat.
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5Ethylendiamintetraessigsäure.Tetranatriumsalz.
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6Malein-
und Acrylsäuren,
Natriumsalz: Sokalan-(Handelsmarke)-CP5 von BASF.
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7Copolymeres
von Polyvinylacetat und Itaconsäure.Natriumsalz,
wie in WO 93 23444A (Unilever) beschrieben und beansprucht.
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Die Ergebnisse der Schmutzentfernung
(Waschkraft) werden nach der Tabelle der Zusammensetzungen gezeigt.
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Vergleichsbeispiele
A und B (kein Builder)
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Diese Ergebnisse zeigen, daß in der
Abwesenheit von Builder die Mikroemulsion in der Entfernung von Triolein
bessere Schmutzentfernung während
des Versuchszeitraums von 30 Minuten ergab, und die Mikroemulsion
auch einen erheblichen kinetischen Vorteil über das Nicht-Mikroemulsionssystem
zeigte. Mit Palmitinsäure
war der Vorteil nur kinetisch.
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Vergleichsbeispiele
C und D:
Natriumtripolyphosphat-Builder
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Der Vergleich dieser Ergebnisse mit
denjenigen der Vergleichsbeispiele A und B zeigt, daß beide
Systeme besser in der Anwesenheit von hochwirksamem Builder, Natriumtripolyphosphat, wirkten.
Jedoch war der Unterschied in der Wirkungsweise zwischen der Mikroemulsion
und der Nicht-Mikroemulsion im wesentlichen erhöht, wobei sehr hohe Zahlen
mit der Mikroemulsion erzielt wurden. Außerdem war die Palmitinsäure-Entfernung
stes besser mit dem Mikroemulsionssystem, als mit dem Vergleichssystem.
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Vergleichsbeispiele
E und F; EDTA-Builder
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Diese Ergebnisse zeigen ein ähnliches
Muster zu demjenigen mit Natriumtripolyphosphat-Builder, jedoch
war der Vorteil beträchtlich
geringer. Mit Palmitinsäure
war nur ein kinetischer Vorteil zu sehen. Daher resultierte ein
Schritt von Natriumtripolyphosphat zu einem organischen Builder
in einem beträchtlichen
Abfall der Waschkraft.
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Die zwei folgenden Beispiele zeigen,
daß eine
viel bessere Waschkraft unter Verwendung von polymeren Buildern
erzielt werden kann.
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Beispiel
1, Vergleichsbeispiel G:
Acrylat/Maleat-Copolymerbuilder
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Beispiel
2, Vergleichsbeispiel H:
Poly(vinylacetat/itaconat)-Builder
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Die Ergebnisse der Beispiele 1 und
2 zeigen die Vorteile der Verwendung von polymeren Waschkraftbuildern
gemäß der Erfindung.
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Vergleichsbeispiel J:
Natriumcitrat-Builder
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Die Zusammensetzung des Vergleichsbeispiels
J war mit demjenigen von Vergleichsbeispiel C identisch, mit der
Ausnahme, daß der
Natriumtripolyphosphat-Builder durch Natriumcitrat ersetzt war.
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Die Schmutzentfernungsergebnisse
waren wie folgt:
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Diese Ergebnisse zeigen einen gewissen
Vorteil über
ein nicht aufgebautes System, beweisen jedoch, daß das Citrat
in diesen Systemen ein sehr viel weniger wirksamer Builder ist,
als dies die in den Beispielen 1 und 2 verwendeten polymeren Builder
sind.