ВОДНАЯ ЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СТИРКИ ИЛИ ОЧИСТКИ ТВЕРДЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И ВКЛЮЧАЮЩАЯ ЕЕ МОЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1999 года по МПК C11D1/82 C11D1/722 C11D3/00 C11D3/37 C11D3/39 

Настоящее изобретение относится к композициям для очистки. Более конкретно, композиции для очистки согласно настоящему изобретению представляют устойчивые водные эмульсии неионных поверхностно-активных веществ особенно пригодных для предварительной стирки или очистки твердых поверхностей.

Большое разнообразие композиций для очистки описано в литературе. Например, Европейская патентная заявка ЕР 92870188.7, описывает конкретные типы композиций для очистки, которые представляют водные эмульсии неионной поверхностно-активной системы. Такие эмульсии находят предпочтительное применение при составлении отбеливающих композиций, включающих перекись водорода или ее водорастворимый источник и жидкий гидрофобный активатор отбеливания, или любой другой гидрофобный ингредиент, который нуждается в отделении от перекиси водорода. Или же, такие эмульсии могут быть использованы для приготовления композиций, которые не содержат перекись водорода. В последнем случае, такие эмульсии могут быть полезными потому, что они позволяют сохранять данный гидрофобный ингредиент отдельно от водной фазы, с которой указанный гидрофобный ингредиент может взаимодействовать, например, за счет гидролиза. Другое преимущество таких эмульсий состоит в том, что они являются средством для составления ингредиентов с очень низкой растворимостью в воде, без необходимости использования спирта или смесей растворителей, которые обычно являются нежелательными по эстетическим причинам (запах) и причинам связанным с токсичностью.

Проблема, возникающая с такими эмульсиями, особенно с эмульсиями, содержащими относительно высокие концентрации поверхностно-активных веществ, например, около 8%, состоит в том, что имеет место тенденция к повышению вязкости, что делает указанные эмульсии труднодиспергируемыми и, таким образом, неприемлемыми с точки зрения потребителя.

Для контроля вязкости были испытаны различные вязкостные агенты, такие как натрий кумолсульфонат и полиакрилаты, однако при этом имели место пониженная вязкость, а также пониженная стабильность фазы.

Для того чтобы производить эмульсии неионных поверхностно-активных веществ, необходимо интенсивно перемешивать все ингредиенты. В процессе этого интенсивного перемешивания образуется много воздушных пузырей, которые ухудшают эстетический вид и стабильность композиции. Действительно, поверхностно-активные вещества имеют тенденцию к концентрированию на поверхности раздела воздух/жидкость, образуя указанные воздушные пузыри. Таким образом, чем больше воздушных пузырей содержит композиция, тем менее пригодными будут поверхностно-активные вещества для стабилизации капель дисперсной фазы. Эта проблема воздушных пузырей усугубляется тем, что водные эмульсии неионных поверхностно-активных веществ являются псевдопластическими жидкостями, т.е. им присуще повышение вязкости при низких скоростях сдвига. Следовательно, воздушные пузыри, образовавшиеся при смешении, т.е. при низкой вязкости, захватываются в композиции когда смешивание прекращают и следовательно повышается вязкость. По этой причине, воздушные пузыри имеют тенденцию быть захваченными в композиции также и тогда, когда продукт выливают из бутыли в другой контейнер, т.е. дозирующее устройство или когда бутыль встряхивают.

Таким образом, другой целью настоящего изобретения является получение жидких эмульсий неионных поверхностно-активных веществ, которые являются, по существу, свободными от воздушных пузырей и таким образом, приемлемыми с эстетической точки зрения и с точки зрения стабильности.

Было найдено, что эти цели могут быть эффективно достигнуты использованием водных эмульсий неионных поверхностно-активных веществ, которые включают кремнийорганические соединения. Другими словами, было найдено, что кремнийорганические соединения снижают вязкость водных эмульсий, включающих неионную поверхностно-активную систему с любой вязкостью до их добавления и позволяют, по существу, исключить воздушные пузыри. Кроме того, неожиданно было найдено, что эмульсии, включающие кремнийорганические соединения являются физически более устойчивыми, чем эмульсии без указанных кремнийорганических соединений.

Свойство кремнийорганических соединений влиять на снижение вязкости и удалять воздушные пузыри было использовано, в частности, в изобретении, описанном в заявке ЕР 0046342.

Авторами настоящего изобретения неожиданно было найдено, что добавление кремнийорганических соединений к неионной поверхностно-активной системе, использованной для эмульгирования гидрофобных жидких ингредиентов, как например активаторов отбеливания, улучшает стабильность перекиси водорода при хранении. Благодаря этому данное изобретение находит предпочтительное применение при составлении водных активированных эмульсий для отбеливания и отбеливающих эмульсий, которые включают любой гидрофобный жидкий ингредиент, который обычно требуется сохранять отдельно от перекиси водорода.

Настоящее изобретение представляет устойчивую водную эмульсию, имеющую pH от 0.5 до 6, включающую по крайней мере гидрофильное неионное-поверхностно-активное вещество в количестве от 2 до 50% вес, и гидрофобное неионное-поверхностно-активное вещество, указанная устойчивая водная эмульсия включает далее кремнийорганические соединения в количестве 0,01-5 вес.%, перекись водорода или ее источник - в количестве 0,5-20 вес.% и активатор отбеливания.

Композиции согласно настоящему изобретению представляют устойчивые водные эмульсии неионных поверхностно-активных веществ. Устойчивой эмульсией обозначают эмульсию, которая, по существу не разделяется на четкие слои при стоянии в течение, по крайней мере 2 недель при 50^oC.

Композиции согласно настоящему изобретению являются водными композициями. Таким образом, композиции согласно настоящему изобретению включают от 10 до 95 вес.% от общего количества композиции, воды, предпочтительно от 30 до 90 вес.%, более предпочтительно от 60 до 80 вес.%. Предпочтительно используют деионизированную воду.

Композиции согласно настоящему изобретению представляют эмульсии неионных поверхностно-активных веществ. Указанные эмульсии неионных поверхностно-активных веществ включают по крайней мере два неионных поверхностно-активных вещества. Указанные два неионных поверхностно-активных вещества для того чтобы образовать эмульсии, которые являются устойчивыми, должны иметь различные величины HLB (гидрофиль-гидрофобного баланса), и, предпочтительно, различие в величине HLB указанных двух поверхностно-активных веществ составляет по крайней мере 1, предпочтительно по крайней мере 3. Соответствующей комбинацией по крайней мере двух указанных неионных поверхностно-активных веществ с различными величинами HLB в воде, можно получать эмульсии в соответствии с настоящим изобретением.

Одно из указанных неионных поверхностно-активных веществ, использованное здесь, представляет неионное поверхностно-активное вещество с величиной HLB выше 11 (отнесено здесь к гидрофильному неионному поверхностно-активному веществу), тогда как другое неионное поверхностно-активное вещество с величиной HLB ниже 10 (отнесено здесь к гидрофобному неионному поверхностно-активному веществу).

Устойчивые неионные поверхностно-активные вещества для использования в настоящем изобретении включают алкоксилированные жирные спирты. Действительно, большое разнообразие таких алкоксилированных жирных спиртов, которые имеют очень различающиеся величины HLB, являются коммерчески доступными. Величины HLB таких алкоксилированных неионных поверхностно-активных веществ зависят, по существу, от длины цепи жирного спирта, природы алкоксилирования и степени алкоксилирования. Гидрофильные неионные поверхностно-активные вещества имеют тенденцию к высоким степеням алкоксилирования и короткой цепи жирного спирта, тогда как гидрофобные неионные поверхностно-активные вещества имеют тенденцию к низким степеням алкоксилирования и длинной цепи жирного спирта. Каталоги поверхностно-активных веществ являются доступными и включают ряд поверхностно-активных веществ, включающих неионные поверхностно-активные вещества, вместе с их соответствующими величинами HLB.

Композиции согласно настоящему изобретению включают от 2 до 50 вес.% от общего количества композиции указанных гидрофильных и гидрофобных неионных поверхностно-активных веществ, предпочтительно от 5 до 40 вес.% и более предпочтительно, от 8 до 30 вес.%.

Композиции согласно настоящему изобретению могут далее включать другие неионные поверхностно-активные вещества, которые должны, однако, незначительно отличаться по своей усредненной величине HLB от общей композиции.

Композиции согласно настоящему изобретению далее включают как необходимый элемент эффективное количество кремнийорганических соединений. "Эффективным количеством" обозначают количество кремнийорганических соединений, которое является достаточным для снижения и по существу, удаления воздушных пузырей, образующихся в водных эмульсиях согласно настоящему изобретению. "Эффективным количеством" обозначают такое количество кремнийорганических соединений, при котором вязкость может быть надежно проконтролирована. Предпочтительно, композиции согласно настоящему изобретению включают от 0.01 до 5 вес.% от общего количества композиции указанных кремнийорганических соединений, более предпочтительно от 0.1 до 2 вес.%.

Указанные кремнийорганические соединения снижают вязкость водных эмульсий указанных здесь какой бы ни была вязкость до добавления указанных кремнийорганических соединений, в то же время увеличивая физическую стабильность. Предпочтительные композиции, полученные согласно настоящему изобретению имеют вязкость от 100 до 3000 сП при скорости сдвига 50 об/мин при 25^oC, более предпочтительно от 300 до 1500 сП, измеренную с помощью ротационного вискозиметра Brookfield DV II.

Дополнительно, указанные кремнийорганические соединения снижают и, по существу удаляют воздушные пузыри, образовавшиеся либо в процессе производства указанных эмульсий, либо когда эмульсии выливают или встряхивают, тем самым обеспечивая водные эмульсии, которые являются приемлемыми с эстетической точки зрения и с точки зрения стабильности.

В промышленной практике, термин "силикон" становится общим термином, который включает различные относительно высокомолекулярные полимеры, содержащие силоксановые звенья и углеводородные группы различных типов. Действительно, кремнийорганические соединения были широко описаны в литературе, смотри, например, патенты США 4076648, 4021365, 4749740, 4983316, EP 150872, 217501 и 499364. Кремнийорганические соединения описанные там являются пригодными в настоящем изобретении. Обычно кремнийорганические соединения могут быть описаны как силоксаны, имеющие общую формулу

где n равно от 20 до 2000 и где каждый R независимо может быть алкильным или арильным радикалом. Примеры таких заместителей представляют метил, этил, пропил, изобутил и фенил. Предпочтительные диорганосилоксаны являются полидиметилсилоксанами, имеющими триметилсилильные концевые блокирующие звенья и имеющие вязкость при 25^oC от 5 • 10^-5 м²/с до 0.1 м²/с, т.е. величину n в области от 40 до 1500. Эти полидиорганосилоксаны являются предпочтительными из-за их широкой доступности и относительно низкой стоимости.

Кремнийорганические соединения, использованные в композициях согласно настоящему изобретению содержат количество кремния в области 1-30 вес.% (более предпочтительно, 2.0-15%) от общего веса кремнийорганических соединений, что приводит к кремнийорганическим соединениям, имеющим среднюю вязкость в области от 2 • 10^-4 м²/с до 1 м²/с. Предпочтительные кремнийорганические соединения могут иметь вязкость в области от 5 • 10^-3 м²/с до 0.1 м²/с. Особенно пригодными являются кремнийорганические соединения с вязкостью от 2 • 10^-2 м²/с или 4.5 • 10^-2 м²/с.

Кремнийорганические соединения, которые используются здесь являются коммерчески доступными из различных компаний, включая Rhone Poulenc, Fueller and Dow Corning. Примером кремнийорганического соединения, используемого здесь является Silicone DR^R 100 коммерчески доступный из Dow Corning.

Составление композиций согласно настоящему изобретению в кислой области pH обеспечивает повышенную стабильность композиции. Композиции настоящего изобретения имеют pH как оно есть от 0.5 до 6, предпочтительно от 1 до 5. pH композиции может быть доведено до любого пригодного значения с помощью известных подходов.

Композиции согласно настоящему изобретению включают перекись водорода или ее водорастворимый источник. Пригодные водорастворимые источники перекиси водорода включают перборатные, перкарбонатные, персиликатные и персульфатные соли. Перекись водорода является наиболее предпочтительной для использования в композициях согласно настоящему изобретению. Обычно, композиции согласно настоящему изобретению включают от 0.5 до 20 вес.% от общего количества композиции перекиси водорода, предпочтительно от 2 до 15%, более предпочтительно от 3 до 10%.

Предпочтительные композиции согласно настоящему изобретению включают далее активатор отбеливания. Активатором отбеливания здесь обозначают любое соединение, которое взаимодействует с перекисью водорода с образованием перкислоты. В случае активаторов отбеливания, такие гидрофобные активаторы отбеливания обычно принадлежат к классу эфиров, амидов, имидов или ангидридов. Конкретный класс активаторов отбеливания, который представляет интерес для настоящего изобретения раскрыт в Европейской заявке N 91870207. Особенно предпочтительным в этом классе является ацетилтриэтилцитрат, который также был раскрыт в тексте патента FR 2362210, касающегося брускового мыла. Ацетилтриэтилцитрат обладает преимуществами, которые делают его безопасным для окружающей среды из-за деструкции на лимонную кислоту и спирт. Кроме того, ацетилтриэтилцитрат обладает хорошей гидролитической стабильностью в процессе хранения и он является эффективным активатором отбеливания. Как он использован здесь, если не оговорено особо, термин активатор отбеливания включает смеси активаторов отбеливания.

В предпочтительном варианте настоящего изобретения, где композиции включают активатор отбеливания, который является гидрофобным жидким ингредиентом, неионная поверхностно-активная система, которая должна быть выбрана для эмульгирования указанного активатора отбеливания, зависит от величины HLB указанного активатора отбеливания. Таким образом, пригодным путем для проведения процесса является определение величины HLB гидрофобного жидкого ингредиента (активатора отбеливания), затем выбора обоих гидрофобных неионных-поверхностно-активных веществ, которые имеют величину HLB ниже указанной величины HLB указанного гидрофобного жидкого ингредиента и гидрофильных неионных поверхностно-активных веществ, которые имеют величину HLB выше указанной величины HLB указанного гидрофобного жидкого ингредиента, где различие в величинах HLB указанных гидрофобных и гидрофильных неионных поверхностно-активных веществ составляет предпочтительно по крайней мере 3.

В предпочтительном варианте, включающем указанный активатор отбеливания, который является гидрофобным ингредиентом, эмульгирующая система выражается уравнением:
HLB(X)=%A/100•HLB(A)+%B/100•HLB(B) и %А+%B=100%,
где X относится к гидрофобному жидкому ингредиенту для эмульгирования, А относится к одному из указанных неионных поверхностно-активных веществ (гидрофильному или гидрофобному), и B относится к другому неионному поверхностно-активному веществу (гидрофильному или гидрофобному).

В особенно предпочтительном варианте настоящего изобретения, где композиции включают ацетилтриэтилцитрат с величиной HLB около 10, в качестве активатора отбеливания, адекватная неионная поверхностно-активная система будет включать гидрофобное неионное поверхностно-активное вещество с величиной HLB от 1 до 10, и гидрофильное неионное поверхностно-активное вещество с величиной HLB выше 11. Особенно пригодная система включает гидрофобное неионное поверхностно-активное вещество с величиной HLB 6, например, Dobanol^R 23-2 и гидрофильное неионное поверхностно-активное вещество с величиной HLB 15, например, Dobanol^R 91-10. Другая пригодная неионная поверхностно-активная система включает Dobanol^R 23-6.5 (величина HLB около 12) и Dobanol^R 23 (величина HLB ниже 6). Все эти поверхностно-активные вещества Dobanol^R являются коммерчески доступными из Shell.

Предпочтительные композиции согласно настоящему изобретению являются свободными от поверхностно-активных веществ другого типа, особенно анионных поверхностно-активных веществ.

В зависимости от окончательного предполагаемого использования, композиции согласно настоящему изобретению могут далее включать различные другие ингредиенты, такие как отдушки, красители, оптические отбеливатели, связующие и хелатирующие агенты, пигменты, ферменты, ингибиторы схода красителя, растворители, буферные агенты и т.д.

Композиции согласно настоящему изобретению являются особенно полезными для предварительной стирки, т.е. композиции, которые растворяют и оставляют действовать на ткань до того как она будет выстирана, или в качестве добавок для стирки, которые используют вместе с моющими для повышения их эффективности, или для моющих композиций для посуды, которые будут использованы либо в моющих машинах для посуды, либо для мойки вручную, или для очистки твердой поверхности, или в качестве средства для очистки ковров или в качестве моющего средства для стиральных машин для ковров или сами по себе без моющих средств. Композиции согласно настоящему изобретению являются также особенно приемлемыми для использования для отдельных деликатных вещей.

Для приготовления композиции согласно настоящему изобретению в первой стадии получают гидрофобную смесь, которая содержит указанное гидрофобное неионное поверхностно-активное вещество и кремнийорганические соединения вместе с другими гидрофобными ингредиентами, которые должны быть составлены в композицию, такие как отдушки, растворители, ферменты, активаторы отбеливания и полимеры.

Во второй стадии получают гидрофильную смесь, которая содержит по крайней мере указанную воду и указанное гидрофильное неионное поверхностно-активное вещество. Указанная гидрофильная смесь предпочтительно далее включает другие гидрофильные ингредиенты, которые должны быть включены в композицию, такие как красители, оптические отбеливатели, связующие, хелатирующие агенты, перекись водорода и буферные агенты. В этой второй стадии, перекись водорода предпочтительно добавляют последней, после добавления указанного буферного агента.

Естественно, указанные первая и вторая стадии могут быть выполнены в любом порядке, т.е. вторая стадия может быть выполнена первой.

В третьей стадии способа согласно настоящему изобретению, указанную гидрофильную и указанную гидрофобную смесь соединяют вместе.

Настоящее изобретение далее иллюстрируется следующими примерами.

Пример
Композиции, которые изготавливают, включают приведенные ингредиенты в количествах, приведенных в таблице (в конце описания).

Плотность измеренная при 30^oC с плавающим вискозиметром:
Композиция I: ро = 0.97
Композиция II: ро = 1.00
Композиция III: ро = 1.01
Вязкость измеренная с помощью вискозиметра Брукфилда DV II с винтом RV/6&4 при 30^oC:
Композиция I: 600 сП при 50 об/мин
Композиция II: 580 сП при 50 об/мин
Композиция III: 530 сП при 50 об/мин
Композиции с I по III каждую готовят путем приготовления двух смесей.

Готовят гидрофильную смесь, которая включает воду, отбеливатель, S,S-TDDS, поли(4-винилпириди)-N-оксид, Dobanol^R 91-10 и Dobanol^R 45-7. Перекись водорода добавляют в указанную гидрофильную смесь в последнюю очередь. Готовят гидрофобную смесь, которая включает ацетилтриэтилцитрат, Silicone DB^R 100 и Dobanol^R 23-2.

Затем указанную гидрофильную смесь выливают в указанную гидрофобную смесь при перемешивании.

Согласно настоящему изобретению, композиции II и III, которые включают Silicone DB^R 100 имеют плотность, которая выше, чем плотность композиции 1, которая свободна от любых кремнийорганических соединений. Другими словами, композиции II и III, содержат меньше воздушных пузырей, чем композиция I. Кроме того, визуальным наблюдением также установлено, что композиции II и III содержат меньше воздушных пузырей, чем композиция I и являются поэтому более приемлемыми с точки зрения потребителя по эстетическим причинам.

Кроме того, композиции II и III (с кремнийорганическими соединениями) имеют более низкую вязкость, чем композиция I, которая свободна от любых кремнийорганических соединений.

Приведенные выше результаты неожиданно показали, что использование кремнийорганических соединений в композициях согласно настоящему изобретению снижает и, по существу, исключает воздушные пузыри, а также уменьшает вязкость указанных композиций. Кроме того, композиции согласно настоящему изобретению, которые включают кремнийорганические соединения являются физически устойчивыми эмульсиями, даже более устойчивыми, чем аналогичные композиции без кремнийорганических соединений.

Изобретение относится к устойчивым водным эмульсиям неионных поверхностно-активных веществ (НПАВ), особенно пригодным для предварительной стирки и очистки твердых поверхностей. Эмульсия содержит 2 - 50 вес.% НПАВ, кремнийорганическое соединение - 0,01 - 5 вес.% и перекись водорода в количестве 0,5 - 20 вес.% от общего количества эмульсии. Технический результат заключается в том, что кремнийорганическое соединение улучшает стабильность перекиси водорода, что позволяет включать в состав отбеливающих эмульсий любой гидрофобный ингредиент. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Водная эмульсия для предварительной стирки или очистки твердых поверхностей, имеющая рН от 0,5 до 6, включающая по крайней мере гидрофильное неионное поверхностно-активное вещество, по крайней мере гидрофобное неионное поверхностно-активное вещество и кремнийорганическое соединение, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит перекись водорода или ее источник и активатор отбеливания, эмульгированный с помощью неионных поверхностно-активных веществ, при этом эмульсия содержит неионное поверхностно-активное вещество в количестве 2-50 вес.%, кремнийорганическое соединение - в количестве 0,01-5 вес.% и перекись водорода в количестве 0,5-20 вес.% от общего количества эмульсии. 2. Эмульсия по п.1, отличающаяся тем, что указанное кремнийорганическое соединение выбрано из силоксанов, имеющих общую формулу

где n = 20 - 2000;
каждый R независимо может быть алкильным или арильным радикалом. 3. Эмульсия по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что концентрация кремнийорганического соединения находится в пределах от 0,1 до 2 вес.% от общего количества эмульсии. 4. Эмульсия по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что количество неионного поверхностно-активного вещества составляет от 5 до 40 вес.%, предпочтительно от 8 до 30 вес.% от общего количества эмульсии. 5. Эмульсия по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что гидрофильное неионное поверхностно-активное вещество имеет величину HLB выше 11, а гидрофобное неионное поверхностно-активное вещество имеет величину HLB ниже 10. 6. Эмульсия по п.5, отличающаяся тем, что различие между величинами HLB гидрофильных неионных соединений и гидрофобных соединений составляет по крайней мере 1, предпочтительно по крайней мере 3. 7. Эмульсия по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что активатор отбеливания представляет собой ацетилтриэтилцитрат. 8. Эмульсия по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что имеет вязкость в области от 100 до 300 сП при скорости сдвига 50 об/мин, предпочтительно от 300 до 1500 сП. 9. Моющая композиция, включающая водную эмульсию для предварительной стирки или очистки твердых поверхностей по любому из пп.1-8.