ДЕТЕРГЕНТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ИЛИ ЕЕ КОМПОНЕНТ Российский патент 2008 года по МПК C11D3/20 C11D3/50 

Описание

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к порошкообразной детергентной композиции или к ее компонентам, которая включает наслаиваемый агент стеарат магния.

Предпосылки и уровень техники

Современная порошкообразная детергентная композиция содержит большое множество ингредиентов. В то же время потребитель требует, чтобы порошкообразная детергентная композиция имела приемлемые физические характеристики, так, например, чтобы была текучей и сыпучей в случае порошков и имела хорошие свойства распределения и растворения в случае таблеток. Физические свойства должны оставаться приемлемыми даже после хранения в течение нескольких недель в цепи поставки.

Многие ингредиенты, которые обеспечивают детергентной композиции преимущества при использовании, являются трудными для включения, так как они являются жидкими. Однако жидкие ингредиенты сами не представляют проблемы, если у твердой части детергента имеется достаточная несущая способность по жидкости. Более трудными являются ингредиенты, которые являются гигроскопичными, которые могут быть или жидкими, или твердыми. С гигроскопичными материалами трудно обращаться, поскольку они со временем поглощают атмосферную влагу в период хранения, что может привести к вредному влиянию на физические свойства, такому как нежелательное образование комков и последующее уменьшение текучести в момент использования, или к уменьшению дозируемости, диспергируемости или скорости растворения.

Патент US 4196095 (Church & Dwight) описывает детергентную композицию на основе карбоната, которая включает стеарат магния для того, чтобы уменьшить образование нерастворимого комка в холодной воде.

Патент US 2589330 (Swift & Co) описывает чистящую композицию, включающую тринатрийфосфат и двуокись кремния. Для предотвращения образования комков добавляли соединение магния.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что специфические соли карбоновых кислот особенно эффективны при снижении отрицательных влияний на физические свойства порошкообразных детергентных составов или их компонентов из-за поглощения влаги.

Таким образом, настоящее изобретение предлагает свободно текучую порошкообразную детергентную композицию или ее компонент, которая включает наслаиваемый агент стеарат магния.

Подробное описание изобретения

Стеарат магния

Стеарат магния является порошкообразным и его наслаивают на поверхность моющего состава или компонента.

Предпочтительно стеарат магния имеет 18 атомов углерода.

Стеарат магния находится в порошкообразной форме. Он имеет среднечисленный размер частиц от 0,1 до 500 микрометров, предпочтительно от 1 до 200 микрометров, более предпочтительно от 2 до 100 микрометров, наиболее предпочтительно от 3 до 50 микрометров или даже от 3 до 20 микрометров.

Стеарат магния присутствует на поверхности частиц и это часто называют в данной области как наслаивание.

Стеарат магния присутствует в концентрации от 2,5 до 5 мас.% в расчете на массу композиции или компонента до добавления соли карбоновой кислоты.

Композиция или ее компонент

Настоящее изобретение в равной степени применимо и к детергентным композициям, и к компонентам детергентных композиций, которые планируется добавлять в уже произведенную детергентную композицию. Например, изобретение применимо к частицам базового порошка детергента, полученным распылительной сушкой или гранулированием, а также к дополнительным компонентам, таким как отбеливатель или гранулы фермента, гранулы отдушки, шипучие гранулы и т.д. Предпочтительные гранулы отдушки включают мальтозу и полибутилметакрилат.

Термин "величина гигроскопичности", как он использован здесь, означает уровень поглощения влаги композицией или компонентом, измеренный в процентном увеличении массы частиц при следующих условиях испытания. Величину гигроскопичности определяют, помещая 2 г частиц (размером приблизительно 500 микрон) в закрытый сосуд объемом 0,01 м³ при условиях 25^оС и относительной влажности 70% на период 2 суток. Процент увеличения массы частиц в конце этого периода времени является величиной гигроскопичности частиц, которую используют здесь.

Поскольку стеарат магния уменьшает негативный эффект поглощения влаги, изобретение относится к компонентам, которые являются гигроскопичными. Неизвестно, уменьшает ли стеарат магния количество поглощенной воды или он предотвращает образование комков без уменьшения поглощения воды. В любом случае изобретение применимо к детергентным композициям или компонентам, которые, присутствуя без стеарата магния, имеют величину гигроскопичности по меньшей мере 2%, предпочтительно больше 5%, предпочтительно больше 10%, более предпочтительно больше 20%.

Органическое детергентное поверхностно-активное вещество

Готовые детергентные композиции по настоящему изобретению содержат органическое поверхностно-активное вещество (ПАВ). Компоненты для детергентных композиций, которые также являются частью изобретения, не обязательно включают ПАВ.

Детергентно-активные соединения (ПАВ) могут быть выбраны из мыла и немыльных анионных, катионных, неионных, амфотерных и цвиттерионных детергентно-активных соединений и их смесей. Многие подходящие детергентно-активные соединения являются доступными и полностью описаны в литературе, например в "Surface-Active Agents and Detergents", тома I и II (Schwartz, Perry and Berch). Предпочтительными детергентно-активными соединениями, которые могут быть использованы, являются мыла и синтетические немыльные анионные и неионные соединения. Общее количество присутствующего ПАВ предпочтительно находится в интервале от 5 до 60%, предпочтительно от 5 до 40%.

Анионные ПАВ хорошо известны специалистам. Примеры включают сульфонаты алкилбензолов, в особенности сульфонаты линейных алкилбензолов, имеющие длину алкильной цепи С₈-С₁₅, первичные и вторичные алкилсульфаты, в особенности первичные алкилсульфаты С₈-С₂₀, сульфаты алкильных простых эфиров, сульфонаты олефинов, сульфонаты алкилксилолов, диалкилсульфосукцинаты и сульфонаты эфиров жирных кислот. Обычно предпочтительными являются натриевые соли. Неионные ПАВ, которые могут быть использованы, включают этоксилаты первичных и вторичных спиртов, в особенности алифатических спиртов С₈-С₂₀, которые этоксилированы в среднем от 1 до 20 молями этиленоксида на моль спирта, и, более предпочтительно, первичные и вторичные алифатические спирты С₁₀-С₁₅, этоксилированные в среднем от 1 до 10 молями этиленоксида на моль спирта. Неэтоксилированные неионные ПАВ включают алканоламиды, алкилполигликозиды, моноэфиры глицерина и полигидроксиамиды (глюкамид).

Катионные ПАВ, которые могут быть использованы, включают соли четвертичного аммония общей формулы R₁R₂R₃R₄N⁺X^-, у которых группы R представляют длинные или короткие углеводородные цепи, обычно алкильные, гидроксиалкильные или этоксилированные алкильные группы, и Х представляет солюбилизирующий анион (например, соединения, в которых R₁ представляет алкильную группу С₈-С₂₂, предпочтительно алкильную группу С₈-С₁₀ или С₁₂-С₁₄, R₂ представляет метильную группу и R₃ и R₄, которые могут быть одинаковыми или различными, представляют метильные или гидроксиэтильные группы) и катионные эфиры (например, эфиры холина).

Амфотерные и цвиттерионные ПАВ, которые могут быть использованы, включают оксиды алкиламинов, бетаины и сульфобетаины. В соответствии с настоящим изобретением детергентный ПАВ (а) наиболее предпочтительно включает анионный сульфатный или сульфонатный ПАВ, необязательно в смеси с одним или несколькими вспомогательными ПАВ, выбранными из этоксилированных неионных ПАВ, неэтоксилированных неионных ПАВ, этоксилированных сульфатных анионных ПАВ, катионных ПАВ, оксидов аминов, алканоламидов и их сочетаний.

Поверхностно-активные вещества предпочтительно присутствуют в общем количестве от 5 до 60 мас.%, более предпочтительно от 10 до 40 мас.%.

Модифицирующая добавка для моющей способности

Готовые детергентные композиции по настоящему изобретению предпочтительно содержат модифицирующую добавку для моющей способности, хотя понятно, что возможны композиции без какой-либо модифицирующей добавки (модификатора).

Композиции по изобретению предпочтительно содержат от 10 до 80%, предпочтительно от 15 до 70 мас.% модификатора моющей способности. Предпочтительно количество модификатора находится в интервале от 15 до 50 мас.%.

Предпочтительно модификатор выбирают из цеолита, триполифосфата натрия, карбоната натрия, цитрата натрия, слоистого силиката и их сочетаний.

Цеолит, используемый как модификатор, может быть коммерчески доступным цеолитом А (цеолитом 4А), широко используемым в настоящее время в детергентных порошках для прачечных. Альтернативно, цеолит может быть максимальным алюминиевым цеолитом Р (цеолитом МАР), который описан и защищен в ЕР 384 070В (Unilever) и коммерчески доступным как Doucil (торговая марка) А24 от Ineos Silicas Ltd., UK.

Цеолит МАР определен как цеолит типа Р алюмосиликата щелочного металла, имеющий соотношение кремния к алюминию, не превышающее 1,33, предпочтительно в интервале от 0,90 до 1,33, более предпочтительно в интервале от 0,90 до 1,20. Особо предпочтительным является цеолит МАР, имеющий соотношение кремния к алюминию, не превышающее 1,07, более предпочтительно 1,00. Размер частиц цеолита не является критическим. Может быть использован цеолит А или цеолит МАР с любым подходящим размером частиц.

Предпочтительными согласно настоящему изобретению являются также фосфатные модификаторы, в особенности триполифосфат натрия. Он может быть использован в сочетании с ортофосфатом натрия и/или пирофосфатом натрия.

Другие неорганические модификаторы, которые могут присутствовать дополнительно или альтернативно, включают карбонат натрия, слоистый силикат, аморфные алюмосиликаты.

Органические модификаторы, которые могут присутствовать, включают поликарбоксилатные полимеры, такие как полиакрилаты и акриловые/малеиновые сополимеры, полиаспартаты, мономерные поликарбоксилаты, такие как цитраты, глюконаты, оксидисукцинаты, моно-, ди- и трисукцинаты глицерина, карбоксиметилоксисукцинаты, карбоксиметилоксималонаты, дипиколинаты, гидроксиэтилиминодиацетаты, алкил- и алкенилмалонаты и сукцинаты и соли сульфонатированных жирных кислот.

Органические модификаторы могут быть использованы в незначительных количествах как добавки к неорганическим модификаторам, таким как фосфаты и цеолиты. Особо предпочтительными дополнительными органическими модификаторами являются цитраты, предпочтительно используемые в количествах от 5 до 30 мас.%, предпочтительно от 10 до 25 мас.%, и акриловые полимеры, в особенности акрил/малеиновые сополимеры, обычно используемые в количествах от 0,5 до 15 мас.%, предпочтительно от 1 до 10 мас.%. Модификаторы и неорганические и органические, предпочтительно, присутствуют в виде солей щелочных металлов, в особенности солей натрия.

Другие детергентные ингредиенты

Так же как и рассмотренные выше поверхностно-активные вещества и модифицирующие добавки, композиции могут необязательно содержать отбеливающие компоненты и другие активные ингредиенты для того, чтобы улучшить действие и свойства.

Такие необязательные ингредиенты могут включать, но не ограничены этим, любой или несколько из следующих: мыло, пероксикислотные или персолевые отбеливатели, активаторы отбеливания, связующие, простые и сложные эфиры целлюлозы, другие агенты против повторного отложения, сульфат натрия, силикат натрия, хлорид натрия, хлорид кальция, бикарбонат натрия, другие неорганические соли, протеазы, липазы, целлюлазы, амилазы, другие детергентные ферменты, люминофоры, фотоотбеливатели, поливинилпирролидон, другие ингибирующие перенос красителя полимеры, регуляторы пены, усилители пены, акриловые и акрил/малеиновые полимеры, лимонная кислота, грязеотталкивающие полимеры, кондиционирующие ткань соединения, цветные крапинки и отдушка.

Детергентные композиции согласно изобретению обычно могут содержать отбеливающую систему. Отбеливающая система предпочтительно основана на отбеливающих пероксисоединениях, например неорганических персолях или органических пероксикислотах, способных выделять перекись водорода в водном растворе. Предпочтительные пероксидные отбеливающие соединения включают органические перекиси, такие как перекись мочевины, и неорганические персоли, такие как пербораты, перкарбонаты, перфосфаты, персиликаты и персульфаты щелочных металлов. Предпочтительными неорганическими солями являются моногидрат и тетрагидрат пербората натрия и перкарбонат натрия. Особо предпочтительным является перкарбонат натрия, имеющий защитное покрытие против дестабилизации влагой. Перкарбонат натрия, имеющий защитное покрытие, включающее метаборат натрия и силикат натрия, описан в GB 2123044B (Kao).

Пероксидное отбеливающее соединение обычно присутствует в количестве от 5 до 35 мас.%, предпочтительно от 10 до 25 мас.%.

Пероксидное отбеливающее соединение может быть использовано в связке с активатором отбеливания (предшественник отбеливателя) для улучшения отбеливающего действия при низких температурах стирки. Предшественник отбеливателя обычно присутствует в количестве от 1 до 8 мас.%, предпочтительно от 2 до 5 мас.%.

Предпочтительными предшественниками отбеливателя являются предшественники пероксикарбоновых кислот, более предпочтительно предшественники перуксусной кислоты и предшественники пероксибензойной кислоты; и предшественники пероксикарбоновой кислоты. Особо предпочтительным предшественником отбеливателя, пригодным для использования в настоящем изобретении, является N,N,N',N'-тетрацетилэтилендиамин (TAED). Интерес также представляют предшественники пероксибензойной кислоты, в особенности сульфонат N,N,N',N'-триметиламмонийтолуолоксибензола.

Может присутствовать также стабилизатор отбеливателя (связующие тяжелого металла). Подходящие стабилизаторы отбеливателя включают этилендиаминтетраацетат (EDTA) и полифосфонаты, такие как Dequest (торговая марка) и EDTMP.

Хотя, как было указано ранее, в одном предпочтительном осуществлении изобретения ферменты предпочтительно отсутствуют, в других осуществлениях могут присутствовать детергентные ферменты. Подходящие ферменты включают протеазы, амилазы, целлюлазы, оксидазы, пероксидазы и липазы, пригодные для введения в детергентные композиции.

В порошкообразных детергентных композициях детергентные ферменты обычно применяются в гранулированной форме в количествах от примерно 0,1 до примерно 3,0 мас.%. Однако может быть использована любая подходящая физическая форма фермента в любом эффективном количестве.

Могут также присутствовать агенты против повторного отложения, например сложные и простые эфиры целлюлозы, например натрийкарбоксиметилцеллюлоза.

Композиции могут также содержать грязеотталкивающие полимеры, например сульфонатированные и несульфонатированные полимеры РЕТ/РОЕТ, и с защищенной концевой группой, и с незащищенной концевой группой, и графт-сополимеры полиэтиленгликоль/поливиниловый спирт, такие как Sokolan (торговая марка) НР22. Особо предпочтительными грязеотталкивающими полимерами являются сульфонатированные полиэфиры с незащищенной концевой группой, описанные и заявленные в WO 9532997А (Rhodia Chimie).

Готовая форма и приготовление

Порошковая детергентная композиция от низкой до средней объемной плотности может быть получена распылительной сушкой суспензии и, необязательно, последующей дозировкой (сухое смешение) дополнительных ингредиентов.

"Концентрированные" или "компактные" порошки могут быть получены способами смешения и гранулирования, например путем использования высокоскоростного миксера/гранулятора или других небашенных процессов.

Таблетки могут быть получены прессованием порошков, в особенности "концентрированных" порошков.

ПРИМЕРЫ

Гранулы отдушки готовили по следующей рецептуре, используя способ, описанный в US 6024943:

Ингредиентмас.%Гранулы полибутилметилакрилата24Отдушка24Мальтоза50Вода2

Затем к гранулам отдушки добавляли порошкообразный наслаиваемый агент. Для сравнительного примера А наслаиваемый агент не добавляли. Затем 20 г каждого образца гранул ставили на открытое неконтролируемое хранение при условиях около 20^оС и относительной влажности 40-45%. Результаты приведены в таблице ниже.

ПримерНаслаиваемый агентмас.%Время хранения6 часов3 суток6 суток8 недельAНет-dd--BЦеолит А24⁽¹⁾2%abd-CЦеолит А24⁽¹⁾3%abd-DЦеолит А24⁽¹⁾4%abd-EЦеолит А24⁽¹⁾5%aac-FCaCO₃ ⁽²⁾2%abd-GCaCO₃ ⁽²⁾5%aad-1Mg-стеарат ⁽³⁾2%abb-2Mg-стеарат ⁽³⁾3%aaaa3Mg-стеарат ⁽³⁾4%aaaa4Mg-стеарат ⁽³⁾5%aaaaHДикальцийфосфат⁽⁴⁾2%bd--IДикальцийфосфат⁽⁴⁾5%ad--

aНет комкования/хорошая текучестьbСлабое комкование/текучесть менее хорошаяcКомкованиеdСильное комкование(1)Doucil A24, поставляемый Ineos Silicas(2)Поставляется JT Baker(3)Поставляется Acros Chemical с размером частиц d_3,2 7,3 микрометров по измерениям Mastersizer(4)Поставляется Acros Chemical

Во второй серии экспериментов стеарат магния сравнивали со стеаратом натрия. В данных примерах 50 г гранул отдушки покрывали слоем и ставили на открытое хранение при условиях 37^оС/70% относительной влажности.

Были получены следующие результаты:

ПримерНаслаиваемый агентмас.%Время хранения15 часов24 часа2 суток5 суток5Mg-стеарат ⁽³⁾3%aaaaJNa-стеарат ⁽⁵⁾3%bbcdKНет-dddd

(3)Поставляется Acros Chemical с размером частиц d_3,2 7,3 микрометров по измерениям Mastersizer(5)Kemilub ES, поставляемый Undesa

Измерения поглощения влаги

На гранулы отдушки наносили слой в 2 мас.% стеарата магния в расчете на всю композицию гранул отдушки после наслоения. Были изготовлены три типа гранул 1, 2 и 3. В целях сравнения замеряли также два обычных современных детергентных порошка, не содержащих стеарат магния.

1 г образцов каждого порошкообразного материала помещали в закрытый эксикатор, который поддерживали при 75% относительной влажности и 25^оС. Образцы взвешивали спустя 1 и 2 суток для того, чтобы измерить поглощение влаги.

 Гранулы отдушки 1Гранулы отдушки 2Гранулы отдушки 3Детергентный порошок на цеолитеДетергентный порошок на карбонатеПоглощение влаги (%), 1 сутки6,97,87,612,320,9Поглощение влаги (%), 2 суток7,99,711,913,822,4

Сущность: гранулы отдушки в качестве компонента детергентной композиции включают от 2,5 до 5 мас.%, стеарата магния в расчете на массу компонента перед добавлением стеарата магния. Компонент без присутствия стеарата магния имеет величину гигроскопичности по меньшей мере 2%, предпочтительно больше 10%, более предпочтительно больше 20%, наиболее предпочтительно больше 25%. Стеарат магния является порошкообразным и наслаивается на поверхность компонента. Стеарат магния имеет средний размер частиц от 0,1 до 500 мкм, предпочтительно от 1 до 200 мкм, более предпочтительно от 2 до 100 мкм, наиболее предпочтительно от 3 до 50 мкм или даже от 3 до 20 мкм. Гранулы отдушки включают мальтозу и полибутилметакрилат. Технический результат - улучшение текучести, снижение комкования при хранении. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Гранулы отдушки в качестве компонента детергентной композиции, которые включают от 2,5 до 5 мас.% стеарата магния в расчете на массу компонента перед добавлением стеарата магния, причем компонент, без присутствия стеарата магния, имеет величину гигроскопичности по меньшей мере 2%, где стеарат магния является порошкообразным и наслаивается на поверхность компонента и стеарат магния присутствует на поверхности частиц.2. Гранулы по п.1, где компонент без присутствия стеарата магния имеет величину гигроскопичности больше 5%, предпочтительно больше 10%, более предпочтительно больше 20%, наиболее предпочтительно больше 25%.3. Гранулы по п.1 или 2, где стеарат магния имеет средний размер частиц от 0,1 до 500 мкм, предпочтительно от 1 до 200 мкм, более предпочтительно от 2 до 100 мкм, наиболее предпочтительно от 3 до 50 мкм или даже от 3 до 20 мкм.4. Гранулы по п.1, где гранулы отдушки включают мальтозу и полибутилметакрилат.