DE60310092T2

DE60310092T2 - Gelförmiges wasch- und/oder vorbehandlungsmittel

Info

Publication number: DE60310092T2
Application number: DE60310092T
Authority: DE
Inventors: Unilever R & D Edgewater Feng-Lung Gordon Edgewater HSU; Unilever R & D Edgewater Yun-Peng Edgewater ZHU; Unilever R & D Edgewater Ronald Frederick Edgewater VOGEL; Unilever R & D Port Sunlight Agnes Bebington BOUDOU; Unilever R & D Edgewater Charles Edgewater EBERT; Unilever R & D Edgewater Mohammad Edgewater HOSSEINI-NEJAD
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2003-08-13
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2023-08-14
Also published as: EP1539915A1; DE60310092D1; AR041301A1; BR0314043A; ATE346907T1; EP1539915B1; AU2003255428A1; US20040058838A1; ZA200501216B; WO2004027010A1; US6794348B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Waschmittel- und/oder Vorbehandlungsmittelzusammensetzung in Gelform.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Verdickte oder gelförmige Waschprodukte werden von vielen Verbrauchern bevorzugt, über entweder Pulver- oder Flüssigwaschmittel. Gele stellen die Vorteile von Flüssigwaschmitteln bereit, aber können ebenso zur Vorbehandlung von Geweben verwendet werden, weshalb kein separates Vorbehandlungsprodukt gekauft werden muß.
Gelwaschmittel sind beschrieben worden. Siehe beispielsweise WO 99/06519 und WO 99/27065, Klier et al. ( US 5,538,662 ), GB 2355 015 , Lance-Gomez et al. ( US 5,820,695 ), Hawkins ( US 5,952,285 ), Akred et al. ( US 4,515,704 ), Farr et al. ( US 4,900,469 ), Chazard et al. ( US 4,801,395 , Jakovides P. (WO 95/08611).
Typischerweise wird das Gelieren und/oder Verdicken durch eine oder mehrere der folgenden erreicht: hohe Feststoffkonzentration, hohe Konzentration an oberflächenaktivem Mittel, hohe Seifenkonzentration, Verwendung von speziellen Verdickungsmitteln (wie Polymere oder Gummi). Diese Ansätze sind problematisch: spezielle Verdickungsmittel und/oder hohe Wirkstoffkonzentrationen sind nicht kostengünstig, hoher Feststoffgehalt kann das Produktaussehen und die Funktionalität behindern.
Obwohl Fettsäuren erwähnt worden sind, werden sie als oberflächenaktive Mittel (d. h. neutralisiert zu Seifen) erwähnt, oder in jedem Fall in vollständig neutralisierter Form verwendet und in vollständig neutralisierten Zusammensetzungen veranschaulicht. Obwohl frühere Offenbarungen „Fettsäuren" erwähnen, sind es speziell nicht-neutralisierte Fettsäuren und ihre Menge im Vergleich zu dem gesamten oberflächenaktiven Mittel, das in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, um die Gele mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung umfaßt eine gelförmige Waschmittel- und/oder Vorbehandlungsmittelzusammensetzung, umfassend:

(a) etwa 8 % bis etwa 35 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, eines oberflächenaktiven Mittels, A, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus anionischen, nicht-ionischen und kationischen und amphoteren oberflächenaktiven Mitteln und Gemischen davon;
(b) etwa 0,1 % bis etwa 5 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, einer nicht-neutralisierten Fettsäure;
(c) etwa 50 % bis etwa 90 % Wasser;
(d) wobei das Gewichtsprozentverhältnis der nicht-neutralisierten Fettsäure zu dem oberflächenaktiven Mittel weniger als etwa 1, aber mehr als oder gleich dem Gelling-Index-Wert, G, beträgt, definiert durch die Gleichung (I)
wobei die Zusammensetzung ein strukturviskoses, lamellares Gel nach Anspruch 1 ist.

Überraschenderweise ist als Teil der vorliegenden Erfindung entdeckt worden, daß durch den Einsatz von nicht-neutralisierter Fettsäure in einer speziellen Menge in Abhängigkeit des Gehalts an gesamtem oberflächenaktivem Mittel ein strukturviskoses, lamellares Gel mit der gewünschten Gießviskosität bei einem Gehalt an gesamtem oberflächenaktivem Mittel von weniger als oder gleich 35 %, bevorzugt weniger als 30 %, am stärksten bevorzugt weniger als 25 %, erhalten werden kann. Außerdem ist entdeckt worden, daß das Gewichtsprozentverhältnis der nicht-neutralisierten Fettsäure zu dem gesamten oberflächenaktiven Mittel innerhalb eines spezifischen Bereiches, der durch die Gelling-Index-Gleichung definiert wird, zu Gelen mit den gewünschten Eigenschaften führt.
Das erfindungsgemäße Produkt bietet den Vorteil eines Wäschevorbehandlungsmittels und eines Waschmittels in einem einzelnen Produkt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Außer in den Betriebs- und Vergleichsbeispielen oder wo anders explizit angegeben, geben alle Zahlen in dieser Beschreibung die Mengen an Material an oder die Reaktionsbedingungen, die physikalischen Eigenschaften von Materialien und/oder die Verwendung werden selbstverständlich durch das Wort „etwa" modifiziert. Alle Mengen beziehen sich auf das Gewicht der gelförmigen Waschmittelzusammensetzung, wenn nicht anders angegeben.
Es sollte angemerkt werden, daß bei der Spezifizierung jedes Konzentrationsbereiches jede spezielle obere Konzentration mit jeder speziellen unteren Konzentration in Verbindung stehen kann.
Zur Vermeidung von Zweifeln ist unter dem Wort „umfassend" „einschließlich" zu verstehen, aber nicht notwendigerweise „bestehend aus" oder „zusammengesetzt aus". Mit anderen Worten sollen die aufgelisteten Schritte oder Optionen nicht ausschließlich sein.
Unter „Gel", wie hierin verwendet, ist ein strukturviskoses, lamellares Gel mit einer Gießviskosität in dem Bereich von 100 bis 5.000 mPas (Millipascalsekunden), stärker bevorzugt weniger als 3.000 mPas, am stärksten bevorzugt weniger als 1.500 mPas zu verstehen. Das Konzept von „Gel" in der Technik ist häufig nicht gut definiert. Die bekannteste freie Definition ist jedoch, daß ein Gel eine dicke Flüssigkeit ist. Nichtsdestotrotz kann eine dicke Flüssigkeit eine newtonsche Flüssigkeit sein, die ihre Viskosität mit der Veränderung der Fließbedingungen nicht ändert, wie Honig oder Sirup. Dieser Typ an dicker Flüssigkeit ist sehr schwierig und vertrackt zu dispensieren. Ein anderer Typ an flüssigem Gel ist strukturviskos, d. h. es ist bei niedrigen Scherbedingungen (beispielsweise in Ruhe) dick und bei hohen Fließgeschwindigkeitsbedingungen dünn. Die Rheologie des strukturviskosen Gels kann durch das Sisko-Modell charakterisiert werden: η = a + b × γ .n-1. wo

η: die Viskosität, mPas, ist
γ .: die Scherrate, l/s, ist
a, b: Konstanten sind und
n: der Sisko-Raten-Index ist.

Wie hierin verwendet, ist unter „Strukturviskosität" ein Gel mit einem Sisko-Raten-Index von weniger als 6,0 zu verstehen.
Die Strukturviskositäts-Rheologie-Eigenschaften können mit einem Viskosimeter oder einem hochentwickelten Rheometer und der korrekten Meßspindel gemessen werden. Die Wahl der Spindel hängt von dem Vorrichtungstyp ab. Im allgemeinen benötigt eine zylinderförmige Spindel ein größeres Probenvolumen; weniger Probe wird entweder für scheiben- oder kegelförmige Spindeln benötigt. Das Protokoll umfaßt eine stationäre Strömung (SSF). Der erste Schritt ist der Konditionierschritt, der die Probe bei einer Solltemperatur (beispielsweise 25 °C) vorschert. Das Zeiterfordernis hängt von dem Probentyp ab: es dauert im allgemeinen 30 Sekunden bis eine Stunde. Der zweite Schritt ist der Schritt der stationären Strömung, der das Einstellen von entweder der Scherspannung (nur für einen kontrollierten Spannungsrheometer) oder der Scherrate und das Sammeln der Daten, nachdem die Probe scheinbar Gleichgewicht erreicht hat, umfaßt. Um das Fließverhalten zu bestimmen, können die maximale Scherrate und die Rampenzeit willkürlich für das Testprogramm ausgewählt werden. Während des Tests können bis zu 1000 Datenpunkte gewonnen werden, und die Viskosität, Scherspannung, Scherrate, Temperatur und Testzeit werden an jedem Punkt gespeichert. Das Diagramm der Viskosität gegen die Scherrate wird offenbaren, ob die Probe strukturviskos ist oder nicht. Ein mathematisches Modell, wie das Sisko-Modell, können auf die Datenpunkte angewandt werden.
Wie hierin verwendet, ist unter „Gießviskosität" die Viskosität zu verstehen, die bei einer Scherrate von 21 s^–1 gemessen wurde, die unter Verwendung des direkt zuvor beschriebenen Verfahrens gemessen werden kann, oder aus dem Diagramm der Viskosität gegen die Scherrate abgelesen werden kann.
Wie hierin verwendet, ist unter „lamellar" zu verstehen, daß flüssige Kristalle in dem Gel Lipidschichten (Lagen) aufweisen. Lamellare Strukturen können durch ein Polarisationsmikroskop detektiert werden. Außerdem verbleibt eine Vielzahl dieser lamellaren Lagen in einer Lagenform und nur ein sehr begrenzter Teil, sagen wir weniger als 10 % der lamellaren Phase, wird unter Bildung einer Zwiebelstruktur – wie von Vesikeln – aufgewickelt.
Wie hierin verwendet, sind unter „lamellaren Gelen" Gele zu verstehen, die lamellare Phasenstruktur allein in Vermischung mit der isotropen Phase (bekannt als L1) haben.
Ein hochentwickeltes Rheometer, wie AR-Reihen von TA Instruments, wird für die Messung von G' und G" benötigt. Zunächst wird der Pseudo-lineare viskoelastische Bereich (LVR) über ein Osillatory Stress Sweep (OSS) (Oszillationsspannungsablenkung) bestimmt. Die Probe wird dann über zeitlich abgestimmte Vorscherung bei einer Solltemperatur (beispielsweise 25 °C) konditioniert, so daß ihre Struktur äquilibrieren kann, und so daß die Geometrie zur thermischen Äquilibrierung kommt, bevor die Datenerfassung beginnt. Als nächstes wird ein Stress-Sweep-Schritt durchgeführt. Für eine unbekannte Probe ist eine gute Faustregel, über den möglichen Scherspannungsbereich (Drehmoment) der Vorrichtung (beispielsweise 1–10.000 μN.m) und einer Frequenz von 1 Hz zu testen. Schließlich wird ein Oscillatory Frequency Sweep durchgeführt. Der Frequenzbereich kann zwischen 100 Hz und 0,1 Hz eingestellt werden. Die %-Spannung oder Scherspannung sollte auf einen Wert innerhalb des LVR, der in dem OSS-Schritt gefunden wird, eingestellt werden. Der G'-Wert aus dem LVR wird zur Korrelation mit dem Snap-Back-Phänomen verwendet.
„Transparent", wie hierin verwendet, umfaßt sowohl transparent als auch transluzent, und bedeutet, daß ein Inhaltsstoff, oder ein Gemisch, oder eine Phase, oder eine Zusammensetzung, oder eine Verpackung gemäß der Erfindung bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 25 %, stärker bevorzugt mehr als 30 %, am stärksten bevorzugt mehr als 40 %, optimalerweise mehr als 50 % in dem sichtbaren Teil des Spektrums (ungef. 410–800 nm) aufweist. Alternativ kann die Extinktion bei weniger als 0,6 (ungefähr äquivalent zu 25 % durchlässig) oder durch eine Durchlässigkeit von mehr als 25 % gemessen werden, wobei die %-Durchlässigkeit gleich: 1/10^Extinktion × 100 %. Für die Zwecke der Erfindung wird sie, solange wie eine Wellenlänge in dem sichtbaren Lichtbereich mehr als 25 % Durchlässigkeit aufweist, als transparent/transluzent betrachtet.
WASCHAKTIVE SUBSTANZ
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten ein oder mehrere oberflächenaktive Mittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus anionischen, nicht-ionischen, kationischen, amphoteren und zwitterionischen oberflächenaktiven Mitteln oder Gemischen davon. Die bevorzugten oberfächenaktiven Waschmittel zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind Gemische aus anionischen und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln, obwohl es selbstverständlich ist, daß ein anionisches oberflächenaktives Mittel allein oder in Kombination mit jedem anderen oberflächenaktiven Mittel oder Mitteln verwendet werden kann. Waschaktive Substanzen sind typischerweise Öl-in-Wasser-Emulgatoren mit einem HLB über 10, typischerweise 12 und darüber. Waschaktive Substanzen sind in die vorliegende Erfindung einbezogen, sowohl für das Waschvermögen als auch zur Erzeugung einer Emulsion mit einer kontinuierlichen wässerigen Phase.
Anionische oberflächenaktive Waschmittel
Anionische oberflächenaktive Mittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind die oberflächenaktiven Verbindungen, die eine langkettige hydrophobe Kohlenwasserstoffgruppe in ihrer molekularen Struktur und eine hydrophile Gruppe, d. h. wasserlöslich machende Gruppe, wie Carboxylat-, Sulfonat- oder Sulfatgruppe, oder ihre entsprechende Säureform enthalten. Die anionischen oberflächenaktiven Mittel umfassen die wasserlöslichen höheren Alkalimetall-(beispielsweise Natrium- und Kalium-)-Alkylarylsulfonate, -Alkylsulfonate, -Alkylsulfate und die -Alkylpolyethersulfate. Anionische oberflächenaktive Mittel können ebenso Fettsäureseifen, d. h. vollständig neutralisierte Fettsäuren, umfassen und tun dies bevorzugt.
Eine der bevorzugten Gruppen von anionischen oberflächenaktiven Mitteln sind die Alkalimetall-, Ammonium- oder Alkanolaminsalze von höheren Alkylarylsulfonaten und Alkalimetall-, Ammonium- oder Alkanolaminsalze von höheren Alkylsulfaten. Bevorzugte höhere Alkylsulfate sind die, worin die Alkylgruppen 8 bis 26 Kohlenstoffatome, bevorzugt 12 bis 22 Kohlenstoffatome, und stärker bevorzugt 14 bis 18 Kohlenstoffatome, enthalten. Die Alkylgruppe in dem Alkylarylsulfonat enthalten bevorzugt 8 bis 16 Kohlenstoffatome, und stärker bevorzugt 10 bis 15 Kohlenstoffatome. Ein besonders bevorzugtes Alkylarylsulfonat ist das Natrium-, Kalium- oder Ethanolamin-C₁₀-C₁₆-benzolsulfonat, beispielsweise lineares Natriumdodecylbenzolsulfonat. Die primären und sekundären Alkylsulfate können durch Umsetzen langkettiger alpha-Olefine mit Sulfiten oder Bisulfiten, beispielsweise Natriumbisulfit, hergestellt werden. Die Alkylsulfonate können ebenso durch Umsetzen langkettiger normaler Paraffinkohlenwasserstoffe mit Schwefeldioxid und Sauerstoff hergestellt werden, wie in den US-Patenten Nr. 2,503,280, 2,507,088, 3,372,188 und 3,260,741 beschrieben, um normale oder sekundäre höhere Alkylsulfate zu erhalten, die zur Verwendung als oberflächenaktive Waschmittel geeignet sind.
Der Alkylsubstituent ist bevorzugt linear, d. h. normales Alkyl, jedoch können verzweigtkettige Alkylsulfonate eingesetzt werden, obwohl sie in bezug auf die Bioabbaubarkeit nicht so gut sind. Der Alkansubstituent, d. h. Alkyl, kann terminal sulfoniert werden oder kann beispielsweise mit dem 2-Kohlenstoffatom der Kette verbunden werden, d. h. kann ein sekundäres Sulfonat sein. Es ist in der Technik selbstverständlich, daß der Substituent mit jedem Kohlenstoff an der Alkylkette verbunden sein kann. Die höheren Alkylsulfonate können als die Alkalimetallsalze, wie Natrium und Kalium, verwendet werden. Die bevorzugten Salze sind die Natriumsalze. Die bevorzugten Alkylsulfonate sind die primären normalen C₁₀- bis C₁₈-Alkylnatrium- oder -kaliumsulfonate, wobei das primäre normale C₁₀- bis C₁₅-Alkylsulfonatsalz stärker bevorzugt ist. Gemische aus höheren Alkylbenzolsulfonaten und höheren Alkylsulfaten können verwendet werden sowie Gemische aus höheren Alkylbenzolsulfonaten und höheren Alkylpolyethersulfaten. Ebenso können normale Alkyl- und verzweigtkettige Alkylsulfate (beispielsweise primäre Alkylsulfate) als die anionische Komponente verwendet werden.
Die höheren Alkylpolyethoxysulfate, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können normales oder verzweigtkettiges Alkyl sein und enthalten Niederalkoxygruppen, die zwei oder drei Kohlenstoffatome enthalten können. Die normalen höheren Alkylpolyethersulfate sind dahingehend bevorzugt, daß sie einen höheren Grad an Bioabbaubarkeit als das verzweigtkettige Alkyl aufweisen, und die Niederpolyalkoxygruppen sind bevorzugt Ethoxygruppen.
Die bevorzugten höheren Alkylpolyethoxysulfate, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden durch die Formel dargestellt: R₁-O(CH₂CH₂O)_p-SO₃M, wo R₁ C₈- bis C₂₀-Alkyl, bevorzugt C₁₀ bis C₁₈ und stärker bevorzugt C₁₂ bis C₁₅ ist; p 1 bis 8, bevorzugt 2 bis 6 und stärker bevorzugt 2 bis 4, ist; und M ein Alkalimetall, wie Natrium und Kalium, oder ein Ammoniumkation ist. Die Natrium- und Kaliumsalze sind bevorzugt.
Ein bevorzugtes höheres Alkylpoly-ethoxyliertes Sulfat ist das Natriumsalz eines Triethoxy-C₁₂-C₁₅-alkoholsulfats mit der Formel: C_12-15-O-(CH₂CH₂O)₃-SO₃Na
Beispiele von geeigneten Alkylethoxysulfaten, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind normales oder primäres C_12-15-Alkyltriethoxysulfat, Natriumsalz; n-Decyldiethoxysulfat, Natriumsalz; primäres C₁₂-Alkyldiethoxysulfat, Ammoniumsalz; primäres C₁₂-Alkyltriethoxysulfat, Natriumsalz; primäres C₁₅-Alkyltetraethoxysulfat, Natriumsalz; gemischtes normales primäres C_14-15-Alkyl-gemischtes Tri- und Tetraethoxysulfat, Natriumsalz; Stearylpentaethoxysulfat, Natriumsalz; und gemischtes normales primäres C_10-18-Alkyltriethoxysulfat, Kaliumsalz.
Die normalen Alkylethoxysulfate sind ohne weiteres biologisch abbaubar und sind bevorzugt. Die Alkylpolyniederalkoxysulfate können in Gemischen miteinander und/oder in Gemischen mit den oben erläuterten höheren Alkylbenzolsulfonaten oder Alkylsulfaten verwendet werden.
Es sollte angemerkt werden, daß lineare Ethoxysulfatsäure (LES-Säure) nicht stabil ist. Wenn folglich LES eingesetzt wird, wird es vorneutralisiert und als 70%ige aktive Paste ohne hydrotrope Verbindung verwendet und wird während der Verarbeitung verdünnt.
Die erfindungsgemäßen Waschmittelzusammensetzungen sind Waschzusammensetzungen und umfassen folglich bevorzugt mindestens 2 % eines anionischen oberflächenaktiven Mittels, um Waschvermögen und Schäumen bereitzustellen. Im allgemeinen liegt die Menge an anionischem oberflächenaktivem Mittel in dem Bereich von 3 % bis 35 %, bevorzugt 5 % bis 30 %, um den Coeinschluß von nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln zu anzugleichen, stärker bevorzugt 6 % bis 20 % und optimalerweise 8 % bis 18 %.
Das anionische oberflächenaktive Mittel kann und wird bevorzugt in situ hergestellt (neutralisiert), um die Verarbeitungskosten zu verringern, durch Neutralisieren der anionischen Präkursorsäure (beispielsweise lineare Alkylbenzolsulfonsäure und/oder Fettsäure) mit einer Base. Geeignete Basen umfassen Monoethanolamin, Triethanolamin, Alkalimetallbase, sind aber nicht darauf beschränkt, und bevorzugt ist Natriumhydroxid und Monoethanolamin gemisch, da Natriumhydroxid die wirtschaftlichste Basenquelle ist und Monoethanolamin bessere pH-Kontrolle bietet.
Nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel
Wie allgemein bekannt, sind die nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel durch die Gegenwart einer hydrophoben Gruppe und einer organischen hydrophilen Gruppe charakterisiert, und werden typischerweise durch die Kondensation einer organischen aliphatischen oder aromatischen hydrophoben Alkylverbindung mit Ethylenoxid (hydrophil) hergestellt.
Normalerweise sind die nicht-inonischen oberflächenaktiven Mittel polyalkoxylierte Lipophile, wobei das gewünschte Hydrophil-Lipophil-Gleichgewicht aus der Zugabe einer hydrophilen Polyniederalkoxygruppe zu einer lipophilen Einheit erhalten wird. Eine bevorzugte Klasse an nicht-ionischem oberflächenaktivem Mittel ist die der alkoxylierten Alkanole, wobei das Alkanol 9 bis 20 Kohlenstoffatome hat, und wobei die Molzahl an Alkylenoxid (mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen) 5 bis 20 beträgt. Von diesen Materialien ist es bevorzugt, die einzusetzen, wobei das Alkanol ein Fettalkohol mit 9 bis 11 oder 12 bis 15 Kohlenstoffatomen ist, und die 5 bis 8 oder 5 bis 9 Alkoxygruppen pro Mol enthalten. Ebenso bevorzugt ist Paraffin-basierender Alkohol (beispielsweise nicht-ionische Verbindungen von Huntsman oder Sassol).
Exemplarisch für diese Verbindungen sind die, wobei das Alkanol 10 bis 15 Kohlenstoffatome hat, und die etwa 5 bis 12 Ethylenoxidgruppen pro Mol enthalten, beispielsweise Neodol^® 25-9 und Neodol^® 23-6.5, wobei die Produkte von Shell Chemical Company, Inc. hergestellt werden. Ersteres ist ein Kondensationsprodukt eines Gemisches aus höheren Fettalkoholen mit durchschnittlich etwa 12 bis 15 Kohlenstoffatomen, mit etwa 9 mol Ethylenoxid, und letzteres ist ein entsprechendes Gemisch, wobei der Kohlenstoffatomgehalt des höheren Fettalkohols 12 bis 13 beträgt und die Zahl an vorhandenen Ethylenoxidgruppen durchschnittlich etwa 6,5 beträgt. Die höheren Alkohole sind primäre Alkanole.
Eine andere Unterklasse von alkoxylierten oberflächenaktiven Mitteln, die verwendet werden können, enthält eine andere genaue Alkylkettenlänge als die Alkylkettenverteilung der oben beschriebenen alkoxylierten oberflächenaktiven Mittel. Typischerweise werden diese als enge Alkoxylate bezeichnet. Beispiele von diesen umfassen die Neodol-l^®-Reihen an oberflächenaktiven Mitteln, hergestellt von Shell Chemical Company.
Andere nützliche nicht-ionische Verbindungen werden durch die kommerziell allgemein bekannte Klasse an nicht-ionischen Verbindungen dargestellt, verkauft unter dem Markennamen Plurafac^® von BASF. Die Plurafacs^® sind die Reaktionsprodukte eines höheren linearen Alkohols und eines Gemisches aus Ethylen- und Propylenoxiden, enthaltend eine Mischkette von Ethylenoxid und Propylenoxid, terminiert durch eine Hydroxylgruppe. Beispiele umfassen C₁₃-C₁₅-Fettalkohol, kondensiert mit 6 mol Ethylenoxid und 3 mol Propylenoxid, C₁₃-C₁₅-Fettalkohol, kondensiert mit 7 mol Propylenoxid und 4 mol Ethylenoxid, C₁₃-C₁₅-Fettalkohol, kondensiert mit 5 mol Propylenoxid und 10 mol Ethylenoxid oder Gemische aus jedem der obigen.
Eine andere Gruppe an flüssigen nicht-ionischen Verbindungen ist von Shell Chemical Company, Inc. unter der Dobanol^®- oder Neodol^®-Marke kommerziell erhältlich: Dobanol^® 91-5 ist ein ethoxylierter C₉-C₁₁-Fettalkohol mit durchschnittlich 5 mol Ethylenoxid und Dobanol^® 25-7 ist ein ethoxylierter C₁₂-C₁₅-Fettalkohol mit durchschnittlich 7 mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol.
In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen umfassen bevorzugte nicht-ionische oberflächenaktive Mittel die primären C₁₂-C₁₅-Fettalkohole oder Allylphenole mit relativ engen Gehalten an Ethylenoxid in dem Bereich von etwa 6 bis 11 mol, und die C₉-C₁₁-Fettalkohole, ethoxyliert mit etwa 5 bis 6 mol Ethylenoxid.
Eine andere Klasse an nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln, die gemäß dieser Erfindung verwendet werden können, sind oberflächenaktive Glycoside.
Im allgemeinen würden die nicht-ionischen Verbindungen 0 bis 32 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%, stärker bevorzugt 5 bis 25 Gew.-%, der Zusammensetzung umfassen.
Kationische oberflächenaktive Mittel
Viele kationische oberflächenaktive Mittel sind in der Technik bekannt, und beinah jedes kationische oberflächenaktive Mittel mit mindestens einer langkettigen Alkylgruppe mit etwa 10 bis 24 Kohlenstoffatomen ist in der vorliegenden Erfindung geeignet. Diese Verbindungen werden in „Cationic Surfactants", Jungermann, 1970, durch Verweis aufgenommen, beschrieben.
Spezielle kationische oberflächenaktive Mittel, die als oberflächenaktive Mittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden ausführlich in US-Patent Nr. 4,497,718, hierin durch Verweis aufgenommen, beschrieben.
Was die nicht-ionischen und anionischen oberflächenaktiven Mittel betrifft, können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kationische oberflächenaktive Mittel allein oder in Kombination mit irgendeinem der anderen oberflächenaktiven Mittel, die in der Technik bekannt sind, verwenden. Natürlich können die Zusammensetzungen überhaupt keine kationischen oberflächenaktiven Mittel enthalten.
Amphotere oberflächenaktive Mittel
Amphotere synthetische oberflächenaktive Mittel können weitgehend als Derivate von aliphatischen Verbindungen oder aliphatische Derivate von heterocyclischen sekundären und tertiären Aminen beschrieben werden, in denen der aliphatische Rest geradkettig oder verzweigt sein kann, und wobei einer der aliphatischen Substituenten etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält, und mindestens einer eine anionische wasserlösliche Gruppe enthält, beispielsweise Carboxylat, Sulfonat, Sulfat. Beispiele von Verbindungen, die in diese Definition fallen, sind Natrium-3-(dodecylamino)propionat, Natrium-3-(dodecylamino)propan-1-sulfonat, Natrium-2-(dodecylamino)ethylsulfat, Natrium-2-(dimethylamino)octadecanoat, Dinatrium-3-(N-carboxymethyldodecylamino)propan-1-sulfonat, Dinatriumoctadecylimminodiacetat, Natrium-1-carboxymethyl-2-undecylimidazol und Natrium-N,N-bis-(2-hydroxyethyl)-2-sulfato-3-dodecoxypropylamin. Natrium-3-(dodecylamino)propan-1-sulfonat ist bevorzugt.
Zwitterionische oberflächenaktive Mittel können weitgehend als Derivate von sekundären und tertiären Aminen, Derivate von heterocyclischen sekundären und tertiären Aminen oder Derivate von quartären Ammonium-, quartären Phosphonium- oder tertiären Sulfoniumverbindungen beschrieben werden. Das kationische Atom in der quartären Verbindung kann Teil eines heterocyclischen Rings sein. In all diesen Verbindungen gibt es mindestens eine aliphatische Gruppe, geradkettig oder verzweigt, die etwa 3 bis 18 Kohlenstoffatome enthält, und mindestens einen aliphatischen Substituenten, der eine anionische wasserlöslich machende Gruppe enthält, beispielsweise Carboxy, Sulfonat, Sulfat, Phosphat oder Phosphonat.
Spezielle Beispiele von zwitterionischen oberflächenaktiven Mitteln, die verwendet werden können, werden in US-Patent Nr. 4,062,647, hierin durch Verweis aufgenommen, dargestellt.
Die Gesamtmenge an verwendetem oberflächenaktivem Mittel kann von 8 bis 35 %, bevorzugt 10 bis 30 %, stärker bevorzugt 12 bis 25 %, variieren.
Wie angemerkt, sind die bevorzugten oberfächenaktiven Systeme der Erfindung Gemische aus anionischen und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln.
Besonders bevorzugte Systeme umfassen beispielsweise Gemische aus linearen Alkylarylsulfonaten (LAS) und alkoxylierten (beispielsweise ethoxylierten) Sulfaten (LES) mit alkoxylierten nicht-ionischen Verbindungen, beispielsweise in dem Verhältnis von 1 : 2 : 1 oder 2 : 1 : 1.
Vorzugsweise sollte die nicht-ionische Verbindung als ein Prozentsatz eines anionischen/nicht-ionischen Systems mindestens 20 %, stärker bevorzugt mindestens 25 %, bis zu etwa 75 %, des gesamten oberflächenaktiven Systems umfassen. Ein besonders bevorzugtes oberflächenaktives System umfaßt anionische Verbindung : nicht-ionischer Verbindung in einem Verhältnis von 3 : 1 bis 1 : 3.
NICHT-NEUTRALISIERTE FETTSÄURE
Jede Fettsäure ist geeignet, einschließlich Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Öl-, Linol-, Linolensäure und Gemische davon, ist aber nicht darauf beschränkt, bevorzugt ausgewählt aus Fettsäure, die keinen harten Feststoff bei Raumtemperatur bilden würde. Natürlich erhältliche Fettsäuren, die normalerweise Komplexgemische sind, sind ebenso geeignet (wie Talg-, Kokosnuß- und Palmkernfettsäuren). Die bevorzugte Fettsäure ist Ölsäure. Da sie bei Raumtemperatur flüssig ist, und ihre C₁₈-Kette hilft, die lamellare Phase zu induzieren. Außerdem ist sie ebenso ein Aufbaustoff und nach der Neutralisation kann sie gutes Waschvermögen bieten.
Die Menge an nicht-neutralisierter Fettsäure hängt von der Menge an eingesetztem oberflächenaktivem Mittel ab, und wird durch den Gelling-Index-Wert, wie nachstehend beschrieben, bestimmt. Im allgemeinen liegt die Menge an nicht-neutralisierter Fettsäure in dem Bereich von 0,1 % bis 5 %, bevorzugt 0,2 % bis 4 %, stärker bevorzugt 0,5 bis 3 %, um optimale Gele bei minimalen Kosten zu erhalten.
Zur Vermeidung von Zweifeln wurden die folgenden pKa-Werte in der vorliegenden Erfindung eingesetzt, um die Menge an nicht-neutralisierter Fettsäure in den Zusammensetzungen zu berechnen: Tabelle der pKa-Werte von Fettsäuren*

* Zitiert aus Langmuir, Bd. 16, S. 172–177, 2000 (J. R. Kanicky, A. F. Poniatowski, N. R. Mehta, und D. Shah);
** Proc. R. Soc. London, A133, 140, 1931 (R. A. Peters).

Industrielle Kokossäure ist ein Gemisch aus Fettsäuren, enthaltend C8-Säure bis C18-Fettsäure. Ebenso ist industrielle Ölsäure ein Gemisch aus Fettsäuren mit C14-Säure bis C18-Fettsäure. Der Unterschied in der Alkylkettenlänge in einem solchen Gemisch aus Fettsäuren kann die Van-der-Waals-Interaktion zwischen Fettsäuremolekülen schwächen, und dies führt zu einer Verringerung des pKa-Wertes im Vergleich zu der reinen Fettsäure.
VERHÄLTNIS VON OBERFLÄCHENAKTIVEM MITTEL ZU NICHT-NEUTRALISIERTER FETTSÄURE
Das Gewichtsprozentverhältnis der nicht-neutralisierten Fettsäure zu dem gesamten oberflächenaktiven Mittel, A, beträgt weniger als 1, aber mehr als oder gleich den Gelling-Index-Wert, G, definiert durch die Gleichung (I):
Das gesamte oberflächenaktive Mittel umfaßt keine Menge an nicht-neutralisierten, anionischen oberflächenaktiven Präkursoren, aber umfaßt vollständig neutralisierte oberflächenaktive Fettsäureseife.
Wenn das Verhältnis größer als 1 ist, kann das oberflächenaktive System nicht die ganze nicht-neutralisierte Fettsäure löslich machen, und es erfolgt Phasentrennung. Wenn das Verhältnis kleiner als der Gelling-Index-Wert, G, ist, bildet sich kein Gel.
Ph
Der pH der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen liegt im allgemeinen in dem Bereich von 6 bis 8, bevorzugt 6,2 bis 7,8, stärker bevorzugt 6,5 bis 7,5, am stärksten bevorzugt 6,8 bis 7,4.
WASSER
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen umfassen im allgemeinen Wasser als ein Lösungsmittel und den Träger. Die Wassermenge liegt bevorzugt in dem Bereich von 50 bis 90 %, stärker bevorzugt 55 bis 85 %, am stärksten bevorzugt 60 bis 80 %.
OPTIONALE INHALTSSTOFFE
Ein besonders bevorzugter optionaler Inhaltsstoff ist ein pH-Sprungsystem (beispielsweise Borverbindung/Polyol), wie in US-Patent 5,089,163 und 4,959,179 von Aronson et al., hierin durch Verweis aufgenommen, beschrieben. Der Einschluß des pH-Sprungsystems stellt sicher, daß der pH in der Waschmaschine hochspringt, um Fettsäure zu neutralisieren, um so die Vorteile der neutralisierten Fettsäure zu erhalten und die Menge an oberflächenaktivem Mittel zu minimieren.
Antioxidationsmittel
Ein besonders bevorzugter optionaler Inhaltsstoff ist ein Antioxidationsmittel. Es ist herausgefunden worden, daß die Verwendung eines Antioxidationsmittels zusammen mit nicht-neutralisierter Fettsäure, insbesondere ungesättigter Fettsäure, beispielsweise Ölsäure, die Verfärbung oder Vergilbund eines Gels verhindern oder im wesentlichen minimieren kann. Geeignete Antioxidationsmittel umfassen butyliertes Hydroxytoluol (BHT), TBHQ (tert-Butylhydrochinon), Propylgallat, Gallussäure, Vitamin C, Vitamin E, Gallusgerbsäure, Tinogard, Tocopherol, Trolox, BHA (butyliertes Hydroxyanisol) und andere bekannte Antioxidationsmittelverbindungen, sind aber nicht darauf beschränkt. BHT ist bevorzugt. Im allgemeinen können 0,0 % bis etwa 5,0 %, bevorzugt 0,01 % bis 1 %, stärker bevorzugt 0,03 % bis 0,5 %, eingesetzt werden.
Hydrotrope Verbindung
Eine hydrotrope Verbindung verringert oder verhindert Flüssigkristallbildung. Im allgemeinen ist bekannt, daß die Zugabe einer hydrotropen Verbindung Gele zerstört. Überraschenderweise ist nun entdeckt worden, daß die Zugabe eines geringen Niveaus einer hydrotropen Verbindung die Bildung der erfindungsgemäßen Gele unterstützt, während sie ebenso die Klarheit/Transparenz der Zusammensetzung verbessert. Geeignete hydrotrope Verbindungen umfassen Propylenglykol, Glycerin, Ethanol, Harnstoff, Salze von Benzolsulfonat, Toluolsulfonat, Xylolsulfonat oder Cumensulfonat, sind aber nicht darauf beschränkt. Geeignete Salze umfassen Natrium, Kalium, Ammonium, Monoethanolamin, Triethanolamin, sind aber nicht darauf beschränkt. Bevorzugt wird die hydrotrope Verbindung aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Propylenglykol, Glycerinxylolsulfonat, Ethanol und Harnstoff zur Bereitstellung der optimalen Leistung. Die Menge der hydrotropen Verbindung liegt im allgemeinen in dem Bereich von 0 bis 6 %, bevorzugt 0,1 bis 5 %, stärker bevorzugt 0,2 bis 4 %, am stärksten bevorzugt 0,5 bis 3 %. Die am stärksten bevorzugte hydrotrope Verbindung ist Propylenglykol und/oder Glycerin aufgrund ihrer Fähigkeit, bei einem geringen Niveau die Gelqualität ohne Zerstörung der Struktur zu verbessern.
Farbmittel
Das Farbmittel kann ein Farbstoff oder ein Pigment sein. Am stärksten bevorzugt wird ein wasserlöslicher Farbstoff (um Verfärben der Kleidung zu verhindern) eingesetzt. Die bevorzugten Zusammensetzungen sind blau.
Aufbaustoffe/Elektrolyte
Nicht-neutralisierte Fettsäure, insbesondere ungesättigte Fettsäure, kann als ein Aufbaustoff fungieren. Zusätzliche Aufbaustoffe, die gemäß dieser Erfindung verwendet werden können, umfassen konventionelle alkalische Aufbaustoffe, anorganisch oder organisch, die bei Niveaus von etwa 0,1 % bis etwa 20,0 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, bevorzugt 1,0 Gew.-% bis etwa 10,0 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 2 Gew.-% bis 5 Gew.-%, verwendet werden sollen.
Als Elektrolyt kann jedes wasserlösliche Salz verwendet werden. Der Elektrolyt kann ebenso ein Aufbaustoff sein, wie anorganisches Aufbaustoffnatriumtripolyphosphat, oder kann ein nicht-funktioneller Elektrolyt sein, wie Natriumsulfat oder -chlorid. Bevorzugt umfaßt der anorganische Aufbaustoff alles oder einen Teil des Elektrolyten. Das heißt, der Ausdruck Elektrolyt umfaßt sowohl Aufbaustoffe als auch Salze.
Am stärksten bevorzugt ist der Elektrolyt Borax, da es in einer komplexen Form mit Polyol verwendet werden kann und eine Alkaliquelle bereithält, bis die Zusammensetzung gelöst wird. Daher neutralisiert es die nicht-neutralisierte Fettsäure bei der Verdünnung in der Waschmaschine. Der Gehalt an Borax beträgt bevorzugt 0 bis 15 %, bevorzugt 0,5 bis 10 %, stärker bevorzugt 1 bis 8 %.
Beispiele von geeigneten anorganischen alkalischen Aufbaustoffen, die verwendet werden können, sind wasserlösliche Alkalimetallphosphate, -polyphosphate, -borate, -silikate und ebenso -carbonate. Spezielle Beispiele von solchen Salzen sind Natrium- und Kaliumtriphosphate, -pyrophosphate, -orthophosphate, -hexametaphosphate, -tetraborate, -silikate und -carbonate.
Beispiele von geeigneten organischen alkalischen Aufbaustoffsalzen sind: (1) wasserlösliche Aminopolycarboxylate, beispielsweise Natrium- und Kaliumethylendiamintetraacetate, Nitrilotriacetate und N-(2-Nydroxyethyl)-nitrilodiacetate; (2) wasserlösliche Salze von Phytinsäure, beispielsweise Natrium- und Kaliumphytate (siehe US-Patent Nr. 2,379,942); (3) wasserlösliche Polyphosphonate, einschließlich speziell Natrium-, Kalium- und Lithiumsalze von Ethan-1-hydroxy-1,1-diphosphonsäure; Natrium-, Kalium- und Lithiumsalze von Methylendiphosphonsäure; Natrium-, Kalium- und Lithiumsalze von Ethylendiphosphonsäure; und Natrium-, Kalium- und Lithiumsalze von Ethan-1,1,2-triphosphonsäure. Andere Beispiele umfassen die Alkalimetallsalze von Ethan-2-carboxy-1,1-diphosphonsäure, Hydroxymethandiphosphonsäure, Carboxyldiphosphonsäure, Ethan-1-hydroxy-1,1,2-triphosphonsäure, Ethan-2-hydroxy-1,1,2-triphosphonsäure, Propan-1,1,3,3-tetraphosphonsäure, Propan-1,1,2,3-tetraphosphonsäure und Propan-1,2,2,3-tetraphosphonsäure; (4) wasserlösliche Salze von Polycarboxylatpolymeren und -copolymeren, wie in US-Patent Nr. 3,308,067 beschrieben.
Außerdem können Polycarboxylataufbaustoffe zufriedenstellend verwendet werden, einschließlich wasserlösliche Salze von Mellithsäure, Zitronensäure und Carboxymethyloxybernsteinsäure, Iminodisuccinat, Salze von Polymeren von Itaconsäure und Maleinsäure, Tartratmonosuccinat, Tartratdisuccinat und Gemische davon.
Natriumcitrat ist besonders bevorzugt, um die Funktion gegenüber den Kosten zu optimieren (beispielsweise 0 bis 15 %, bevorzugt 1 bis 10 %).
Bestimmte Zeolithe oder Alumosilikate können verwendet werden. Ein solches Alumosilikat, welches in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen nützlich ist, ist eine amorphe wasserunlösliche hydratisierte Verbindung der Formel Na_x[(AlO₂)_y·SiO₂], worin x eine Zahl von 1,0 bis 1,2 und y 1 ist, wobei das amorphe Material weiter durch eine Mg⁺⁺-Austauschkapazität von etwa 50 mgVal CaCO₃/g, und einen Teilchendurchmesser von etwa 0,01 μm bis etwa 5 μm charakterisiert ist. Dieser Ionenaustauschaufbaustoff wird ausführlicher in dem britischen Patent Nr. 1,470,250 beschrieben.
Ein zweites wasserunlösliches, synthetisches Alumosilikationenaustauschmaterial, das hierin nützlich ist, ist kristallin und weist die Formel Na_z[(AlO₂)_y·(SiO₂)] × H₂O auf, worin z und y ganze Zahlen von mindestens 6 sind; das Molverhältnis von z zu y in dem Bereich von 1,0 bis etwa 0,5 liegt, und x eine ganze Zahl von etwa 15 bis etwa 264 ist; wobei das Alumosilikationenaustauschmaterial einen Teilchengrößendurchmesser von etwa 0,1 μm bis etwa 100 μm; eine Calciumionaustauschkapazität auf einer wasserfreien Basis von mindestens etwa 200 mg Äquivalent von CaCO₃-Härte pro Gramm; und eine Calciumaustauschrate auf einer wasserfreien Basis von mindestens etwa 2 Körnchen/Gallone/Minute/Gramm. Diese synthetischen Alumosilikate werden in dem britischen Patent Nr. 1,429,143 ausführlicher beschrieben.
Die bevorzugte Waschzusammensetzung kann außerdem einen oder mehrere allgemein bekannte Waschinhaltsstoffe, Antivergrauungsmittel, fluoreszierende Farbstoffe, Duftstoffe, Schmutzablösepolymere, Farbmittel, Enzyme, Enzymstabilisationsmittel (beispielsweise Sorbitol und/oder Borate), Puffer, Antischaummittel, UV-Absorber usw. enthalten.
Optische Aufheller für Baumwoll-, Polyamid- und Polyestergewebe können verwendet werden. Geeignete optische Aufheller umfassen Tinopal-, Stilben-, Triazol- und Benzidinsulfonzusammensetzungen, speziell Sulfonatsubstitiertes Triazinylstilben, sulfoniertes Naphthotriazolstilben, Benzidensulfon usw., am stärksten bevorzugt sind Stilben- und Triazolkombinationen. Ein bevorzugter Aufheller ist Stilbene Brightener N4, der Dimorpholindianilinostilbensulfonat ist.
Antischaummittel, beispielsweise Silikonverbindungen, wie Silicane L 7604, können ebenso in kleinen wirksamen Mengen verwendet werden.
Bakterizide, beispielsweise Tetrachlorsalicylanilid und Hexachlorphen, Fungizide, Farbstoffe, Pigmente (wasserdispergierbar), Konservierungsmittel, beispielsweise Formalin, UV-Absorber, Antivergilbungsmittel, wie Natrium carboxymethylcellulose, pH-Modifikatoren und pH-Puffer, farbsichere Bleichen, Duftstoff und Farbstoffe und Bläuungsmittel, wie Iragon Blue L2D, Detergent Blue 472/372 und Ultramarinblau, können verwendet werden.
Es können ebenso Schmutzablösepolymere und kationische Erweichungsmittel verwendet werden.
Die Liste der optionalen Inhaltsstoffe oben soll nicht ausschließlich sein, und andere optionale Inhaltsstoffe, die nicht aufgelistet sind, aber in der Technik allgemein bekannt sind, können ebenso in die Zusammensetzung einbezogen werden.
Die Zusammensetzungen sind bevorzugt im wesentlichen frei (d. h. enthalten weniger als 2 %, bevorzugt weniger als 1 %, am stärksten bevorzugt weniger als 0,5 %) von traditionellen Verdickungsmitteln, wie vernetzte Polyacrylate, Polysaccaridgummis, wie Xanthan, Gellan, Pectin, Carrageenan, Gelatine.
VERWENDUNG DER ZUSAMMENSETZUNG
Die Zusammensetzungen werden als Wäschereinigungsprodukte (zum Beispiel ein Waschmittel und/oder ein Wäschevorbehandler) verwendet. Das erfindungsgemäße Produkt bietet den Vorteil des Wäschevorbehandlers und eines -waschmittels in einem Produkt. Bei der Verwendung wird eine gemessene Menge der Zusammensetzung an die Wäsche oder in die Waschmaschine abgegeben, woraufhin das Mischen mit Wasser, das Reinigen der Wäsche bewirkt wird. Es sollte angemerkt werden, daß aufgrund der Gegenwart von nicht-neutralisierter Fettsäure in den Zusammensetzungen, die Zusammensetzungen gering schäumend sind und zur Verwendung in Frontlader-Waschmaschinen besonders geeignet sind.
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DER ZUSAMMENSETZUNG
Die Zusammensetzung kann durch Mischen der Inhaltsstoffe durch irgendein geeignetes Verfahren, das in der Technik bekannt ist, hergestellt werden. Gemäß dem bevorzugten Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzungen wird die Vormischung, enthaltend alle Inhaltsstoffe, außer entweder nicht-neutralisierte Fettsäure oder oberflächenaktives Mittel, oder die Base, die verwendet wird, um das anionische oberflächenaktive Mittel herzustellen, hergestellt. Die Säure oder das oberflächenaktive Mittel oder die Base werden dann in dem letzten Schritt zugegeben. Das bevorzugte Verfahren verzögert das Gelieren der Zusammensetzung bis zum letzten Schritt, wodurch das Herstellen vereinfacht wird und das beste Mischen der Inhaltsstoffe gewährleistet wird.
Am stärksten bevorzugt werden die nicht-neutralisierte Fettsäure und das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel gemischt und zuletzt zu der Hauptmischung, die den Rest der Inhaltsstoffe enthält, zugegeben, wobei letzteres ein anionisches oberflächenaktives Mittel umfaßt. Wenn Antioxidationsmittel in der Formel einschlossen sind, wird es bevorzugt entweder mit Duftstoff oder der Vormischung aus nicht-ionischer Verbindung und Fettsäure zugegeben.
BEHÄLTER
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind opak oder transparent, und werden bevorzugt in transparenten/transluzenten Flaschen verpackt.
Transparente Flaschenmaterialien, mit denen diese Erfindung verwendet werden kann, umfassen: Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polyamide (PA) und/oder Polyethylenterephthalat (PETE), Polyvinylchlorid (PVC); und Polystyrol (PS), sind aber nicht darauf beschränkt.
Der Behälter der vorliegenden Erfindung kann von jeder Form oder Größe zur Lagerung und Verpackung von Flüssigkeiten für den Haushalt sein. Beispielsweise kann der Behälter jede Größe aufweisen, aber normalerweise wird der Behälter eine maximale Kapazität von 0,05 bis 15 l, bevorzugt 0,1 bis 5 l, stärker bevorzugt 0,2 bis 2,5 l, aufweisen. Bevorzugt ist der Behälter zur leichten Handhabung geeignet. Beispielsweise kann der Behälter einen Griff oder einen Teil mit solchen Dimensionen haben, um das leichte Anheben oder Tragen des Behälters mit einer Hand zu ermöglichen. Der Behälter weist bevorzugt ein Mittel auf, das zum Gießen der flüssigen Waschmittelzusammensetzung geeignet ist, und Mittel zum Wiederverschließen des Behälters. Das Gießmittel kann von jeder Größe oder Form sein, aber wird bevorzugt für günstiges Dosieren der flüssigen Waschmittelzusammensetzung breit genug sein. Das Schließmittel kann von jeder Form oder Größe sein, aber wird normalerweise auf den Behälter geschraubt oder geklickt, um den Behälter zu schließen. Das Schließmittel kann ein Deckel sein, der von dem Behälter abgelöst werden kann. Alternativ kann der Deckel noch an dem Behälter hängen, egal ob der Behälter offen oder geschlossen ist. Das Schließmittel kann ebenso in den Behälter eingeschlossen sein.
Die folgenden spezifischen Beispiele stellen die Erfindung weiter dar, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Inhaltsstoffe, die für die Beispiele verwendet werden, sind folgende:
Die folgenden nicht einschränkenden Beispiele stellen die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung und Herstellungsverfahren dar.
BEISPIELE 1 bis 7
Die Beispiele (alle innerhalb des Umfangs der Erfindung) wurden durch erstes Herstellen einer Hauptmischung durch Mischen von Wasser, einer 70%igen Sorbitollösung, Propylenglykol, einer 50%igen Natriumhydroxidlösung, Monoethanolamin und Borax hergestellt. Nachdem Borax unter mäßigem Rühren gelöst wurde, wurden Sulfonsäure und Kokosfettsäure (wenn letzteres ein Inhaltsstoff in der Formulierung war) zu der Hauptmischung zugegeben. Das Mischen wurde fortgesetzt, bis beide Säuren vollständig dispergiert und neutralisiert waren, oder zum vollständigen Verbrauch der alkalischen Neutralisierungsmittel. Die Vormischung wurde dann durch Mischen des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels und Ölsäure hergestellt. Anschließend wurde die Vormischung zu der Hauptmischung unter Rühren zugegeben. Die Ergebnisse, die erhalten wurden, werden in Tabelle 1 zusammengefaßt. Alle Beispiele 1 bis 7 führten zur Bildung eines Gels.
TABELLE 1
Alle Beispiele 1 bis 7 weisen das Gewichtsprozentverhältnis der nicht-neutralisierten Fettsäure zu dem gesamten oberflächenaktiven Mittel von weniger als 1, aber höher als der Gelling-Index, G, auf. All diese Proben waren strukturviskose, lamellare Gele und bei 25 °C für mindestens zwei Wochen stabil.
BEISPIELE 8 bis 9
Die Beispiele (alle innerhalb des Umfangs der Erfindung) wurden durch erstes Herstellen einer Hauptmischung durch Mischen von Wasser, Propylenglykol, einer 50%igen Natriumhydroxidlösung, Borax, Citrat, Monoethanolamin, 70%igem aktiven LES (Alkylethersulfat) hergestellt. Nachdem LES unter mäßigem Rühren gelöst wurde, wurde eine 70%ige Sorbitollösung zugegeben, dann wurden Sulfonsäure und Kokosfettsäure (wenn letzteres ein Inhaltsstoff der Formulierung war) zu der Hauptmischung zugegeben. Das Mischen wurde fortgesetzt, bis beide Säuren vollständig dispergiert und neutralisiert waren, oder zum vollständigen Verbrauch der alkalischen Neutralisierungsmittel. Die Vormischung wurde dann durch Mischen von nicht-ionischem oberflächenaktivem Mittel und Ölsäure herge stellt. Anschließend wurde die Vormischung zu der Hauptmischung unter Rühren zugegeben. Die Ergebnisse, die erhalten wurden, werden in Tabelle 2 zusammengefaßt. Alle Beispiele 8 bis 9 führten zur Bildung eines Gels.
TABELLE 2
Alle Beispiele 8 bis 9 weisen das Gewichtsprozentverhältnis der nicht-neutralisierten Fettsäure zu dem gesamten oberflächenaktiven Mittel von weniger als 1, aber höher als der Gelling-Index, G, auf. Alle diese Proben waren strukturviskose, lamellare Gele und bei 25 °C für mindestens zwei Wochen stabil.
VERGLEICHSBEISPIELE 10 UND 11
Die Beispiele 10 und 11 (beide außerhalb des Umfangs der Erfindung) wurden durch folgende Verfahrensweise, die in den Beispielen 1 bis 7 beschrieben ist, hergestellt. Die Ergebnisse, die erhalten wurden, werden in Tabelle 3 zusammengefaßt.
TABELLE 3
Das Gewichtsprozentverhältnis der gesamten nicht-neutralisierten Fettsäure zu dem gesamten oberflächenaktiven Mittel war niedriger als der Gelling-Index, G, in Beispiel 10, daher war es kein stabiles Gel. In Beispiel 11 betrug das Gewichtsprozentverhältnis der gesamten nicht-neutralisierten Fettsäure zu dem gesamten oberflächenaktiven Mittel mehr als 1 – Beispiel 11 wurde in 24 Stunden phasengetrennt.
BEISPIELE 12 UND 13
Die Beispiele 12 und 13 (beide innerhalb des Umfangs der Erfindung) zeigen die vorteilhafte Wirkung des Einschlusses von Antioxidationsmittel in die vorliegende Erfindung. Die Beispiele wurden gemäß der Verfahrensweise, die für die Beispiele 1 bis 7 beschrieben wird, hergestellt. Die Ergebnisse, die erhalten wurden, werden in Tabelle 4 zusammengefaßt. Das Antioxidationsmittel wurde zu der Vormischung aus nicht-ionischer Verbindung und Fettsäure zugegeben.
TABELLE 4
Die Beispiele 12 und 13 wurden bei Raumtemperatur für einen Zeitraum von 7 Tagen gelagert. Nach dem Zeitraum von 7 Tagen zeigte Beispiel 13 eine Veränderung in der Farbe – ein Vergilben auf dem oberen Teil des Gels – während Beispiel 12, das 0,04 % Antioxidationsmittel (BHT) umfaßte, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, keine Farbveränderung zeigte.
BEISPIELE 14 BIS 18 UND VERGLEICHSBEISPIELE 19 BIS 23
Die Beispiele 14 bis 18 (alle innerhalb des Umfangs der Erfindung) und die Vergleichsbeispiele 19 bis 23 (alle außerhalb des Umfangs der Erfindung) zeigten die vorteilhafte Wirkung von niedrigen Niveaus an hydrotroper Verbindung auf den erfindungsgemäßen Gelen. Die Beispiele wurden durch folgende Verfahrensweise, die für die Beispiele 1 bis 7 beschrieben ist, hergestellt. Die Ergebnisse, die erhalten wurden, werden in den Tabellen 5 und 6 zusammengefaßt.
TABELLE 5 Wirkung von Propylenglykol auf die Viskosität
Aus den Ergebnissen in Tabelle 5 wird überraschend beobachtet, daß sich die Viskosität des Produktes mit der Erhöhung des Niveaus an Propylenglykol erhöhte, wie aus der Gießviskosität hervorgeht. Wenn Propylenglykol in der Formel ein bestimmtes Niveau (4 %) überschreitet, beginnt sich die Viskosität zu verringern. Tatsächlich weist das Strukturviskositätsverhalten denselben Trend auf, wie durch die anfängliche Verringerung des Sisko-Index gezeigt. Nach dem Erreichen des minimalen Gehalts von etwa 0,16 bei 4-%-Niveau begannen sich die Sisko-Index-Werte mit der Erhöhung des Propylenglykolniveaus zu erhöhen. Nach der Einstellung des pH auf 9 mit wässeriger NaOH-Lösung (50 %), verloren jedoch die Beispiele 19 bis 23 ihre Gelstruktur und wurden newtonsche isotrope Flüssigkeiten. Diese fünf Beispiele zeigen ebenso die Kritikalität des Gelling-Index. Die Viskosität wurde bei 21 l/s bei 25 °C gemessen. Die Ergebnisse, die erhalten wurden, werden in Tabelle 6 zusammengefaßt.
TABELLE 6 Wirkung von Propylenglykol auf die Viskosität von Produkten bei pH 9,0
Es geht aus den Viskositäts- und Sisko-Raten-Index-Ergebnissen in Tabelle 5 hervor, daß keine Gele in Abwesenheit der nicht-neutralisierten Fettsäure, sogar bei der Zugabe von Propylenglykol, gebildet wurden. Tatsächlich wurde die Verringerung der Viskosität mit der Zugabe von Propylenglykol beobachtet, wie in Tabelle 6 gezeigt.

Claims

Gelförmige Waschmittel- und/oder Vorbehandlungsmittelzusammensetzung, umfassend: (a) etwa 8 % bis etwa 35 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, eines oberflächenaktiven Mittels, A, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus anionischen, nicht-ionischen und kationischen und amphoteren oberflächenaktiven Mitteln und Gemischen davon; (b) etwa 0,1 % bis etwa 5 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, einer nicht-neutralisierten Fettsäure; (c) etwa 50 % bis etwa 90 % Wasser; (d) wobei das Gewichtsprozentverhältnis der nicht-neutralisierten Fettsäure zu dem oberflächenaktiven Mittel weniger als etwa 1, aber mehr als oder gleich dem Gelling-Index-Wert, G, beträgt, definiert durch die Gleichung (I)
wobei die Zusammensetzung ein strukturviskoses, lamellares Gel mit einer Gießviskosität in dem Bereich von 100 bis 5.000 mPas ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Gesamtmenge an oberflächenaktivem Mittel weniger als etwa 25 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, beträgt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung im wesentlichen frei von Gelierpolymeren und -verdickungsmitteln ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, außerdem umfassend etwa 0,1 bis etwa 6 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, einer hydrotropen Verbindung.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung transparent/transluzent ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung in einem transparenten Behälter verpackt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der pH der Zusammensetzung in dem Bereich von etwa 6 bis etwa 8 liegt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das oberflächenaktive Mittel ein anionisches oberflächenaktives Mittel umfaßt.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei das anionische oberflächenaktive Mittel ein Gemisch aus synthetischem anionischem oberflächenaktivem Mittel und Seife umfaßt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das oberflächenaktive Mittel ein Gemisch aus einem anionischen oberflächenaktiven Mittel und einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel umfaßt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung etwa 0,01 % bis etwa 5,0 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, eines Antioxidationsmittels umfaßt.
Zusammensetzung nach Anspruch 11, wobei die nicht-neutralisierte Fettsäure in der Zusammensetzung eine ungesättigte Fettsäure ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung außerdem ein pH-Sprungsystem umfaßt.