FI84279B - Vattenfri flytande tvaettmedelskomposition. - Google Patents

Description

1 84279

Vedetön nestemäinen pesuainekoostumus Tämä keksintö koskee vedettömiä, nestemäisiä pyykinpesu-ainekoostumuksia. Tarkemmin sanottuna tämä keksintö koskee vedettömiä, nestemäisiä pyykinpesuainekoostumuksia, joita voidaan helposti kaataa ja jotka eivät geeliydy kun ne lisätään veteen, ja näiden koostumusten käyttämistä likaantuneiden vaatteiden pesemiseen.

Nestemäiset, vedettömät suurtehoiset pyykinpesuainekoostu-mukset ovat tekniikasta hyvin tunnettuja. Tämän tyyppiset koostumukset voivat esimerkiksi sisältää nestemäistä ei-ionista pinta-aktiivista ainetta, johon on dispergoituneena tehosteaineen hiukkasia, kuten on esitetty esimerkiksi US-patenteissa 4 316 812, 3 630 929, 4 264 466 ja GB-patenteis-sa 1 205 711, 1 270 040 ja 1 600 981.

Nestemäisten pesuaineiden katsotaan usein olevan mukavampia käyttää kuin tuotteet, jotka ovat kuivaa jauhetta tai hiukkasmuodossa, ja sen vuoksi ne ovat tulleet hyvin suosituiksi kuluttajien piirissä. Niitä voidaan helposti annostella, ne liukenevat nopeasti pesuveteen, niitä voidaan helposti levittää konsentroituina liuoksina tai dispersioina pestävien vaatekappaleiden tahraantuneille alueille eivätkä ne pölyä, ja ne vaativat tavallisesti vähemmän varastotilaa. Nestemäisiin pesuaineisiin voidaan vielä lisätä sellaisia aineita niiden formulaatioihin, jotka eivät kestäisi kuivausoperaatioita hajoamatta, joita aineita usein haluttaisiin käyttää hiukkasmuodossa olevien pesuainetuotteiden valmistuksessa. Vaikka niillä on useita etuja verrattuna yhtenäisiin tai hiukkasmuodossa oleviin kiinteisiin tuotteisiin, nestemäisillä pesuaineilla on usein myös joitakin luontaisia varjopuolia, joista on päästävä, jotta saataisiin sopivia kaupallisia pesuaine-tuotteita. Joissakin tällaisissa tuotteissa esimerkiksi 84279 tapahtuu erkanemista varastoitaessa tai jäähtyessä, eivätkä ne helposti uudelleendispergoidu. Joissakin tapauksissa tuotteen viskositeetti muuttuu ja siitä tulee joko liian paksua kaadettavaksi tai niin ohutta, että se näyttää vetiseltä. Jotkut kirkkaat tuotteet tulevat sameiksi ja jotkut geeliy-tyvät seisoessaan.

Nyt on tutkittu laajasti ei-ionisten nestemäisten pinta-aktii-visten aine-systeemien reologista käyttäytymistä, silloin kun hiukkasmuodossa oleva aine on suspendoituneena niihin, tai ilman tällaista ainetta. Erikoisen kiinnostuksen kohteena ovat olleet vedettömät tehostetut nestemäiset pyykin pesuainekoos-tumukset ja ei-ionisiin pinta-aktiivisiin aineisiin liittyvät geeliytymisprobleemat samoin kuin suspendoituneen tehosteaineen ja muiden pyykinpesussa käytettävien lisäaineiden laskeutuminen. Nämä tutkimukset kohdistuvat esimerkiksi tuotteen kaadettavuuteen, dispergoitumiseen ja stabiilisuuteen.

Vedettömien tehostettujen nestemäisten pyykinpesuaineiden Teologinen käyttäytyminen on analogista maalien Teologisen käyttäytymisen kanssa, ja suspendoituneet tehosteainehiukkaset vastaavat epäorgaanista pigmenttiä ja ei-ioninen nestemäinen pinta-aktiivinen aine vastaa vettä sisältämätöntä maalin liuotinta. Yksinkertaisuuden vuoksi seuraavassa esityksessä kutsutaan suspendoituneita hiukkasia,esimerkiksi pesuaineen tehosteainetta, toisinaan "pigmentiksi".

On tunnettua, että eräs pääprobleemeista maaleissa ja nestemäisissä tehostetuissa pyykinpesuaineissa on niiden fysikaalinen stabiilisuus. Tämä probleema johtuu siitä seikasta, että kiinteiden pigmenttihiukkasten tiheys on suurempi kuin nestemäisen matriksin tiheys. Hiukkasilla on sen vuoksi taipumuksena sedimentoitua Stoke'n lain mukaan. Sedimentoitumis-probleeman ratkaisemiseksi on olemassa kaksi mahdollisuutta: nestemäisen matriksin viskositeetti ja kiinteiden hiukkasten koon pienentäminen.

84279

On tunnettua esimerkiksi, että tällaisia suspensioita voidaan stabiloida sakan laskeutumista vastaan lisäämällä epäorgaanisia tai orgaanisia sakeuttavia aineita tai disper-goivia aineita kuten esimerkiksi hyvin suuren pinta-alan omaavia epäorgaanisia aineita, esimerkiksi hienojakoista silikaa, savea, ym., orgaanisia sakeuttavia aineita kuten selluloosaeettereitä, akryyli- ja akryyliamidipolymeerejä, polyelektrolyyttejä jne. Mutta suspension viskositeetin lisäämistä rajoittaa luonnollisesti vaatimus, että nestemäisen suspension on oltava helposti kaadettavaa ja valuvaa, jopa alhaisessa lämpötilassa. Lisäksi nämä lisäaineet eivät edistä formulaation pesutehoa.

Hiukkaskoon pienentäminen jauhamalla on edullisempaa ja sillä saadaan aikaan kaksi tärkeätä tulosta: 1. Pigmentin ominaispinta-ala suurenee ja sen vuoksi hiukkasten kostuminen vedettömällä liuottimena (nestemäinen ei-ioninen aine) paranee suhteellisesti.

2. Pigmenttihiukkasten keskimääräinen etäisyys pienenee ja samalla hiukkasten välinen vuorovaikutus kasvaa suhteellisesti. Kumpikin näistä vaikutuksista auttaa puolestaan lisäämään jäännös-geelin voimakkuutta ja nostamaan suspension venytys-rajaa samalla kun g vähentää huomattavasti plastista viskositeettiä .

Pesuaineen tehostehiukkasten, kuten polyfosfaatti-tehoste-aineiden, erikoisesti natriumtripolyfosfaatin (TPP), vedettömien nestemäisten suspensioiden ei-ionisessa pinta-aktiivi-sessa aineessa on havaittu käyttäytyvän reologisesti pääasiallisesti Casson'in yhtälön mukaisesti: oi = σ„ i + 84279 jossa γ on leikkausnopeus, σ on leikkausjännitys, σ, on venytysraja (eli juoksevuusraja) ja n on "plastinen viskositeetti" (näennäinen viskosi-teetti äärettömällä leikkausnopeudella).

Venytysraja on minimijännitys, joka on tarpeen indusoimaan suspension plastisen deformaation(valumisen). Jos siis käsitetään suspensio havainnollisesti pigmenttihiukkasten irtonaisena verkkona, niin jos siihen kohdistettu jännitys on alempi kuin venytysraja, suspensio käyttäytyy kuten elastinen geeli eikä plastista valumista tapahdu. Kun venytysraja on ylitetty, verkko murtuu joistain kohdista ja näyte alkaa valua, mutta hyvin suurella näennäisellä viskositeetillä.

Jos leikkausjännitys on hyvin paljon korkeampi kuin venytys-raja, pigmentit osittain deflokkuloituvat leikkaamalla ja näennäinen viskositeetti alenee. Lopuksi, jos leikkausjännitys on paljon korkeampi kuin venytysraja, pigmenttihiukkaset deflokkuloituvat leikkaamalla täysin ja näennäinen viskositeetti on hyvin alhainen niin kuin ei mitään hiukkasten vuorovaikutusta olisi olemassa.

Mitä korkeampi venytysraja siis on suspensiossa, sitä korkeampi on näennäinen viskositeetti alhaisella leikkausnopeudella ja sitä parempi on tuotteen fysikaalinen stabiilisuus.

Laskeutumisen eli faasien erottumisen probleeman lisäksi nestemäisiin ei-ionisiin pesuaineisiin perustuvat vettä sisältämättömät nestemäiset pyykin pesuaineet kärsivät siitä varjopuolesta, että ei-ionisilla aineilla on taipumus geeliytyä, kun ne lisätään kylmään veteen. Tämä on erikoisesti tärkeä probleema automaattisten pyykinpesukoneiden tavallisessa käytössä eurooppalaisissa talouksissa, joissa käyttäjä panee pyykin pesuainekoostumuksen jakeluyksikköön (esimerkiksi koneen jakelusäiliöön). Koneen käynnin aikana säiliössä olevaan 84279 pesuaineeseen kohdistuu kylmän veden virta, joka siirtää sen pesuliuoksen pääosaan. Erikoisesti talvikuukausien aikana, kun pesuainekoostumus ja säiliöön syötetty vesi ovat erikoisen kylmiä, pesuaineen viskositeetti lisääntyy huomattavasti ja muodostuu geeli. Tästä johtuen osa koostumuksesta ei huuhtoudu täysin pois säiliöstä koneen käynnin aikana ja toistuneissa pesusykleissä muodostuu koostumuksen sakkaumaa, jolloin käyttäjän on mahdollisesti huuhdeltava säiliö kuumalla vedellä.

Geelittymisilmiö saattaa olla probleemana myös aina silloin, kun halutaan suorittaa peseminen kylmää vettä käyttäen, kuten ehkä saatetaan suositella joillekin synteettisille ja herkille tekstiileille tai tekstiileille, jotka voivat kutistua lämpimässä tai kuumassa vedessä.

Osaratkaisuja geeliytymisprobleemaan vettä sisältävissä, käytännöllisesti katsoen ilman tehosteaineita olevissa koostumuksissa on ehdotettu ja niitä ovat esimerkiksi nestemäisen ei-ionisen aineen laimentaminen tietyillä viskositeettiä kontrolloivilla liuottimilla ja geeliytymistä estävillä aineilla kuten alemmilla alkanoleilla esimerkiksi etyylialkoholilla (ks. US patentti 3 953 380), alkalimetalliformiaateilla ja -adipaateilla (ks. US-patentti 4 368 147), heksyleeniglykolil-la, polyetyleeniglykolilla, jne.

Näissä kahdessa patentissa selostetaan lisäksi, että voidaan käyttää korkeintaan noin 2,5 %:n alempien (C2-C3)-polyolien, esimerkiksi etyleeniglykolien, alempialkyyli-(C^-C^)-eetteri-johdannaisia näissä vettä sisältävissä nestemäisissä tehoste-aineettomissa pesuaineissa alemman alkanolin, esimerkiksi etanolin, osuuden asemesta viskositeettiä kontrolloivana liuottimena. US-patentit 4 111 855 ja 4 201 686 ovat samaa tarkoittavia. Mutta missään näistä patenteista ei esitetä tai ehdoteta, että nämä yhdisteet, joista joitakin on saatavissa 84279 <B) kaupallisesti tavaramerkillä Cellosolve , voisivat toimia tehokkaasti viskositeettiä kontrolloivina ja geeliytymistä ehkäisevinä aineina vedettömissä nestemäisissä ei-ionisissa pinta-aktiivisissa koostumuksissa, erikoisesti sellaisissa koostumuksissa, jotka sisältävät suspendoituneita tehoste-ainesuoloja kuten polyfosfaattiyhdisteitä ja nimenomaan erikoisesti sellaisisssa koostumuksissa, jotka eivät ole riippuvaisia tai vaadi alempi-alkanoliliuottimia viskositeettiä kontrolloivina aineina.

GB-patenttiselitys 1 600 981 mainitsee vielä, että vettä sisältämättömissä ei-ionisissa pesuainekoostumuksissa, jotka sisältävät tehosteaineita suspendoituneina joidenkin tehoste-aineita dispergoivien aineiden kuten hienojakoisen silikan ja/tai polyeetteriryhmän sisältävien yhdisteiden avulla, joiden molekyylipainot ovat ainakin 500, voi olla edullista käyttää ei-ionisten pinta-aktiivisten aineiden seoksia, joista yksi täyttää pinta-aktiivisen aineen funktion ja toinen näistä täyttää sekä pinta-aktiivisen aineen funktion että alentaa koostumusten valumislämpötilaa.

Edellisen esimerkkinä on 2-C1^-rasva-alkoholit, joissa on 5-15 moolia etyleeni- ja/tai propyleenioksidia per mooli. Toisen pinta-aktiivisen aineen esimerkkinä ovat suoraketjui-set Cg-Cg- tai haarautuneet Cg-C^-rasva-alkoholit, joissa on 2-8 etyleeni- ja/tai propyleenioksidimoolia per mooli. Myöskään tässä ei neuvota, että nämä lyhyen hiiliketjun omaavat yhdisteet voisivat kontrolloida viskositeettiä ja estää geeliytymistä suurtehoisissa vettä sisältämättömissä ei-ionisissa pinta-aktiivisisten aineiden koostumuksissa, joissa tehosteaine on suspendoituneena ei-ioniseen nestemäiseen pinta-aktiiviseen aineeseen.

On myös tunnettua muunnella ei-ionisten pinta-aktiivisten aineiden rakennetta, jotta niiden resistenssi geeliytymisen suhteen veden kanssa, erikoisesti kylmän veden kanssa, kontaktiin 7 84279 joutuessa, tulisi mahdollisimman suureksi. Esimerkkinä ei-ionisen pinta-aktiivisen aineen muuntamisesta on eräs erikoisen onnistunut tulos joka on saavutettu siten, että tehdään happamaksi ei-ionisen molekyylin hydroksyyli-pääteryhmä. Karboksyylihapon tuomisen etuina ei-ionisen aineen päähän on geeliytymisen inhiboituminen laimennettaessa; ei-ionisen aineen valumislämpötilan alentuminen; ja anionisen pinta-aktiivisen aineen muodostuminen, kun se neutraloituu pesunesteellä. Ei-ionisen aineen rakenteen tekeminen optimaaliseksi geeliytymisen minimoimiseksi on myös tunnettua, esimerkiksi hydrofobinen-lipofiilinen osien ketjunpituuden sääteleminen ja alkyleenioksidiyksikköjen (esimerkiksi etyleenioksidin) lukumäärän sääteleminen hydrofiilisessä osassa. Esimerkiksi on havaittu, että C.j ^-rasva-alkoholi, joka on etoksiloitu 8 moolin kanssa etyleenioksidia, omaa ainoastaan rajoitetun taipumuksen muodostaa geeliä.

Kuitenkin tarvitaan yhä uusia parannuksia vettä sisältämättömien nestemäisten pesuainekoostumusten stabiilisuudessa, viskositeetin säätelyssä ja geeliytymisen inhiboinnissa.

Keksinnön kohteena on sen vuoksi saada aikaan vettä sisältämättömiä nestemäisiä pyykinpesuaineita, jotka eivät geeliydy joutuessaan kontaktiin veden kanssa tai kun ne lisätään veteen, erikoisesti kylmään veteen.

Keksinnön kohteena on vielä saada aikaan vedettömiä, nestemäisiä tehostettuja pyykin pesuainekoostumuksia, jotka ovat stabiileja varastoitaessa, helposti kaadettavia ja dispergoitu-vat kylmään, lämpimään tai kuumaan veteen.

Keksinnön kohteena on vielä formuloida suurtehoisia pyykin-pesuainekoostumuksia, jotka ovat tehoaineita sisältäviä, vedettömiä nestemäisiä ei-ionisia pinta-aktiivisia aineita, joita voidaan kaataa kaikissa lämpötiloissa ja joita voidaan toistuvasti dispergoida eurooppalaista tyyppiä olevien 8 84279 automaattisten pyykinpesukoneiden pesuainesäiliöyksiköstä ilman, että säiliö tahriutuisi tai tukkeutuisi talvikuukausinakaan .

Tämän keksinnön erikoiskohteena on saada aikaan suurtehoi-sen, tripolyfosfaatilla tehostetun vedettömän nestemäisen ei-ionisen pyykinpesuainekoostumuksen geeliytymättömiä, stabiileja alhaisen viskositeetin omaavia suspensioita, jotka sisältävät riittävän määrän alhaisen molekyylipainon omaavaa amfifiilistä yhdistettä alentamaan koostumuksen viskositeettiä ilman vettä ja kylmän veden kanssa kontaktiin joutuessaan.

Keksintö koskee näin ollen vedetöntä nestemäistä pesuaine-koostumusta, jolla voidaan pestä ja valkaista likaantuneita vaatteita niin alhaisissa lämpötiloissa kuin noin 40°C tai sitä alemmissa, jolle koostumukselle on tunnusomaista, että se sisältää 30-70 paino-% nestemäistä faasia, jossa on ei-ionista pinta-aktiivista ainetta ja mono- tai poly-(C2-C3)-alkyleeniglykoli-mono-(Ci-Cs)-alkyylieetteriä, noin 2-25 paino-% vesiliukoista epäorgaanista peroksidivalkaisuainet-ta, noin 0,1-10 paino-% valkaisua aktivoivaa ainetta alentamaan lämpötilaa, jossa valkaisuaine vapauttaa vetyperoksidia vesiliuoksessa, noin 0,7-2 paino-% proteolyyttistä entsyymiä ja noin 0,01-0,4 paino-% hydroksyyliamiinisuolaa, joka pystyy inhiboimaan entsyymin indusoiman valkaisuaineen hajoamisen, jota entsyymiä on läsnä likaantuneissa vaatteissa. Keksinnön mukaisesti nestemäiseen ei-ionisen pinta-aktiivi-sen aineen koostumukseen lisätään sellainen määrä alhaisen molekyylipainon omaavaa amfifiilistä yhdistettä, erikoisesti mono-, di- tai tri-(C2-C3)-alkyleeniglykoli-mono-(Ci-C5)-alkyylieetteriä, joka inhiboi ei-ionisen pinta-aktiivisen aineen geeliytymisen kylmässä vedessä.

Esillä olevan keksinnön erään aspektin mukaisesti saadaan siis aikaan nestemäinen suurtehoinen pyykinpesuainekoostu- 9 84279 mus, joka muodostuu tehosteainesuolan suspensiosta nestemäisessä ei-ionisessa pinta-aktiivisessa aineessa, ja koostumus sisältää sellaisen määrän (Ca-CaJ-alkyleeniglykoli-mono-fCx-C5)-alkyylieetteriä, joka alentaa koostumuksen viskositeettiä ilman vettä ja koostumuksen joutuessa kontaktiin veden kanssa.

Vielä spesifisemmässä toteutuksessa saadaan esillä olevan keksinnön avulla aikaan vedetön, nestemäinen pesuainekoostu-mus, joka pysyy kaadettavana lämpötiloissa alle noin 5°C ja joka ei geeliydy joutuessaan kontaktiin tai kun sitä lisätään veteen lämpötiloissa suunnilleen alle 20°C, ja koostumus sisältää netemäistä ei-ionista pinta-aktiivista ainetta ja (C2-C3)-alkyleeniglykoli-mono-(Ci-C5)-alkyylieetteriä ja on lähes täysin vedetöntä.

Kuten tullaan jäljempänä näkemään, nestemäiset pesuainekoos-tumukset sisältävät usein, vaikuttavan pesuaineosan lisäksi, yhtä tai useampaa pesuaineen lisä- tai apuainetta. Eräs tärkeimmistä tällaisista, kuluttajan kannalta ja itse pesuvai-kutuksen kannalta, on valkaisuaineiden luokka, erikoisesti happivalkaisuaineet, joista natriumperboraatti-monohydraatti on erikoisen hyvänä pidetty esimerkki. Tekniikasta on hyvin tunnettua, että liuoksessa happivalkaisuaine, joka on per-suola, vapauttaa vetyperoksidia vaikuttavana hapettavana aineena. Vetyperoksidi kuitenkin helposti hajoaa katalaasin vaikutuksesta, joka on luonnollisissa tahroissa ja liassa aina mukana oleva entsyymi. Tämä hajoaminen tapahtuu jopa 10 84279 valkaisua aktivoivien aineiden mukana ollessa, koska vetyperoksidin ja aktivoivan aineen reaktio on hitaampi kuin vetyperoksidin hajoaminen katalaasin vaikutuksesta. Katalaa-sin vaikutus on hyvin voimakas, jopa huoneenlämmössä ja huomattava osa aktiivisesta hapesta joutuu hukkaan ennen kuin katalaasi voidaan deaktivoida kohottamalla pesuliuoksen läm-pätilaa.

Eräs yritys tämän probleeman ratkaisemiseksi on ollut käyttää ylimäärä perboraattia tai jotakin muuta peroksidivalkai-suainetta, esimerkiksi tavallisesti 2-4 tai useamman kertainen määrä mikä tarvittaisiin tehokkaasti valkaisemaan lika tai tahra ilman peroksidia hajottavan entsyymin mukanaoloa ja myös 2-4 tai useamman kertainen mooliylimäärä suhteessa valkaisua aktivoivan aineen moolien lukumäärään.

On ehdotettu myös valkaisun suorittamista peroksidivalkaisu-aineen vesiliuoksessa, jossa on mukana yhdistettä, joka pystyy inhiboimaan entsyymin indusoiman valkaisuaineen hajoamisen. US patentti N:o 3 606 990, Colgate-Palmolive Company Gobert ja Mouret, tekee selkoa suhteellisen laajasta inhiboivien aineiden valikoimasta, joita ovat esimerkiksi hydrok-syyliamiinisuola, hydratsiini ja fenyylihydratsiini ja niiden suolat, substituoidut fenolit ja polyfenolit ja muut, samoin kuin useista pesuainekoostumuksista, jotka sisältävät vesiliukoista epäorgaanista peroksidivalkaisuainetta ja inhiboivaa ainetta. Mutta ei anneta minkäänlaista tietoa nestemäisistä pesuainekoostumuksista, jotka sisältävät inhiboivia yhdisteitä, eikä ilmoiteta, että inhiboivat yhdisteet voisivat olla tehokkaita koostumuksissa, jotka sisältävät valkaisua aktivoivaa ainetta yhdessä peroksidivalkaisuaineen kanssa. Lisäksi tässä patentissa todetaan,palsta 7, rivit 25 - 29, että hydroksyyliamiinisulfaatin ollessa kyseessä on tehokas inhiboivan yhdisteen määrä noin 0,5- noin 2 paino-% koko koostumuksesta.

11 84279

Nyt on keksitty, että tämän keksinnön mukaisissa nestemäisissä pesuainekoostumuksissa, jotka sisältävät vesiliukoista epäorgaanista peroksidivalkaisuainetta, joka on persuolan tyyppiä, voi pienen hydroksyyliamiinisuolan määrän, joka on noin 0,01 - noin 0,4 %, lisääminen tehokkaasti inhiboida entsyymin indusoiman valkaisuaineen hajoamisen. Lisäksi on keksitty, että hydroksyyliamiinisulfaatti on erittäin stabiilia koostumuksessa, eikä häiritse lainkaan valkaisusys-teemin aktivoimista konventionaalisten persuolavalkaisuai-neen aktivointiaineiden avulla.

Muut keksinnön piirteet ja spesifiset toteutusmuodot tulevat ilmi ja keksintöä voidaan helpommin ymmärtää seuraavasta yksityiskohtaisesta selityksestä.

Ei-ioniset synteettiset orgaaniset pesuaineet, joita käytetään keksinnön käytännön toteutuksessa, saattavat olla mitä tahansa tällaisten yhdisteiden laajasta valikoimasta, jotka ovat hyvin tunnettuja ja joita esimerkiksi on selostettu hyvin pitkään tekstissä Surface Active Agents, osa II, Schwartz, Perry ja Berch, julkaistu v.

1958, Interscience Publishers, ja tekstissä Detergents and Emulsifiers, McCutcheon, 1969 vuosikirja, ja asiaa koskevat selostukset on liitetty mukaan lähteeksi. Ei-ioniset pesuaineet ovat tavallisesti poly-alempi-alkoksi-loituja lipofiilejä, joissa haluttu hydrofiili-lipofii-li-tasapaino on saavutettu lisäämällä hydrofiilinen 12 84279 poly-alempi-alkoksi-ryhmä lipofiiliseen osaan. Parhaana pidetty käytettyjen ei-ionisten pesuaineiden luokka on poly-alempi-alkoksiloitu-korkeampi-alkanoli, jossa alkanolissa on 10 - 18 hiiliatomia ja jossa alempi-alkyleenioksidin (2 tai 3 hiiliatomia) moolien lukumäärä on 3 - 12. Näistä aineista pidetään parhaana käyttää niitä, joissa korkeampi alkanoli on korkeampi rasva-alkoholi, jossa on 10 - 11 tai 12-15 hiiliatomia ja joka sisältää 5-8 tai 5-9 alempi-alkoksiryhmää per mooli. Alempi alkoksi on etupäässä etoksi, mutta joissakin tapauksissa voi olla tarpeen sekottaa se propoksin kanssa ja jälkimmäistä, mikäli sitä on mukana, on tavallisesti pienempi osuus mutta ei välttämättä, (alle 50 %). Esimerkkeinä tällaisista yhdisteistä ovat ne, joissa alkanoli sisältää 12-15 hiiliatomia ja jotka sisältävät noin 7 ety-leenioksidiryhmää per mooli, kuten Neodol 25-7 ja Neodol 23-6,5, joita tuotteita valmistaa Shell Chemical Company, Inc. Edellinen on kondensaatiotuote, joka muodostuu noin 12 - 15 hiiliatomia keskimäärin sisältävien korkeampien rasva-alkoholien seoksesta noin 7 moolin kanssa etyleenioksidia, ja jälkimmäinen on vastaava seos, jossa korkeamman rasva-alkoholin hiiliatomien lukumäärä on 12 - 13 ja mukana olevien etyleeni-oksidiryhmien lukumäärä on keskimäärin noin 6,5. Korkeammat alkoholit ovat primäärisiä alkanoleja. Muita tällaisten pesu-aineiden esimerkkejä ovat Tergitol 15-S-7 ja Tergitol 15-S-9, jotka molemmat ovat Union Carbide Corp. firman valmistamia suoraketjuisia sekundäärisiä alkoholi-etoksilaatteja. Edellinen on 11 - 15 hiiliatomia sisältävän suoraketjuisen sekundäärisen alkanolin seka-etoksilaatiotuote seitsemän moolin kanssa etyleenioksidia ja jälkimmäinen on samankaltainen tuote, mutta reaktiossa on ollut yhdeksän etyleenioksidi-moolia.

Kyseessä olevissa koostumuksissa ovat käyttökelpoisia ei-ionisen pesuaineen komponenttina myös korkeamman molekyyli-painon omaavat ei-ioniset yhdisteet kuten Neodol 45-11, 13 84279 jotka ovat samanlaisia korkeampien rasva-alkoholien etylee-nioksidi-kondensaatiotuotteita, ja korkeampi rasva-alkoholi sisältää 14-15 hiiliatomia ja etyleenioksidiryhmien lukumäärä per mooli on noin 11. Näitä tuotteita valmistaa myös Shell Chemical Company. Muita käyttökelpoisia ei-ionisia yhdisteitä edustaa hyvin tunnettu, kaupallisesti saatava Plurafac-sarja, jotka ovat korkeamman suoraketjuisen alkoholin ja etyleenioksidin ja propyleenioksidin seoksen reaktio-tuotteita, jotka sisältävät etyleenioksidi- ja propyleeniok-s i d.i-sekaket jun , joka päättyy hydroksyyliryhmään . Esimerkkejä ovat Plurafac RA30 (C^^-rasva-alkoholi, joka on kon-densoitu 6 moolin kanssa etyleenioksidia ja 3 moolin kanssa propyleenioksidia), Plurafac RA40 (C^^-rasva-alkoholi, joka on kondensoitu 7 moolin kanssa propyleenioksidia ja 4 moolin kanssa etyleenioksidia), Plurafac D25 (C^3-C1^-rasva-alkoholi, joka on kondensoitu 5 moolin kanssa propyleenioksidia ja 10 moolin kanssa etyleenioksidia) ja Plurafac B26.

Etyleenioksidin-propyleenioksidin seka-kondensaatiotuot-teita rasva-alkoholin kanssa voidaan tavallisesti esittää yleisellä kaavalla Η0^2Η^0)χ(^Η£0)^Η, jossa R on suoraketjuinen tai haarautunut primäärinen tai sekundäärinen alifaattinen hiilivety, etupäässä alkyyli tai alkenyyli, jossa on 6 - 20, etupäässä 10-18 hiiliatomia ja aivan erikoisen edullisesti 14 - 18 hiiliatomia, x on luku 2 - 12, etupäässä 4 - 10, ja y on luku 2 - 7, etupäässä 3 - 6.

Vielä yksi nestemäisten ei-ionisten yhdisteiden ryhmä on saatavissa Shell Chemical Company'sta, Inc. tavaramerkillä Dobanol: Dobanol 91-5 on etoksiloitu C^-C^-rasva-alkoholi, jossa on keskimäärin 5 moolia etyleenioksidia; Dobanol 25-7 on etoksiloitu C^ 2"C,| ^-rasva-alkoholi, jossa on keskimäärin 7 moolia etyleenioksidia; jne.

14 84279

Parhaimman hydrofiili-lipofiili-osien tasapainon saamiseksi parhaina pidetyissä poly-alempi-alkoksiloiduissa korkeammissa alkanoleissa on alempi-alkoksiryhmien lukumäärän oltava tavallisesti 40 - 100 % korkeamman alkoholin hiiliatomien lukumäärästä, etupäässä 40 - 60 % siitä ja ei-ioninen pesuaine sisältää mieluimmin ainakin 50 % tällaista parhaana pidettyä poly-alempi-alkoksi-korkeampaa alkanolia. Korkeamman molekyylipainon omaavat alkanolit ja useat muut normaalisti kiinteät ei-ioniset pesuaineet ja pinta-aktiiviset aineet saattavat edistää nestemäisen pesuaineen geeliytymistä ja niitä sen vuoksi mieluummin vältetään tai niiden määrää rajoitetaan kyseisissä koostumuksissa. Vaikka vähäisempiä määriä niitä voidaan käyttää niiden pesuominaisuuksien ym. vuoksi. Sekä parhaina pidetyissä että vähemmän pidetyissä ei-ioni-sissa pesuaineissa olevat alkyyliryhmät ovat tavallisesti suo-raketjuisia, vaikka haarautumista voidaan hyväksyä kuten terminaalisesta hiilestä seuraavassa tai kahden hiilen päässä, etoksiryhmästä poispäin olevassa, mikäli tällainen haarautunut alkyyli ei ole yli kolmen hiilen pituinen. Normaalisti on hiiliatomien osuus tällaisessa haarautuneessa konfiguraatiossa pienempi, harvoin yli 20 % alkyyliryhmän koko hiiliatomien pitoisuudesta. Samaten, vaikka suoraketjuiset alkyylit, jotka liittyvät terminaalisesti etyleenioksidiketjuihin, ovat erittäin hyvinä pidettyjä ja niiden katsotaan antavan tulokseksi parhaimman pesukyvyn, luonnossa hajoamisen ja geeliytymättö-myyden yhdistelmän, saattaa esiintyä väli- tai sekundäärisiä liittymiä etyleenioksidiin ketjussa. Niitä on tavallisesti ainoastaan pienemmässä osassa tällaisia alkyylejä, tavallisesti alle 20 %, mutta kuten mainittujen Tergitolien tapauksessa, saattaa olla suurempikin. Samoin kun propyleenioksidia on mukana alempi-alkyleenioksidiketjussa, sitä on tavallisesti, mutta ei välttämättä, vähemmän kuin 20 % siitä ja mieluummin alle 10 % siitä.

Kun käytetään suurempia määriä alkanoleja, jotka eivät ole terminaalisesti alkoksiloituja propyleenioksidia sisältäviä poly-alempi-alkoksiloituja alkanoleja ja vähemmän hydrofiili- 15 84279 lipofiili-tasapainotettua ei-ionista pesuainetta kuin edellä on mainittu ja kun käytetään muita ei-ionisia pesuaineita edellä mainittujen parhaina pidettyjen ei-ionisten yhdisteiden asemesta, ei tuloksena olevalla tuotteella ehkä ole niin hyvää pesukykyä, stabiilisuutta, viskositeettiä ja geeliytymät-tömyyttä kuin parhaina pidetyillä koostumuksilla, mutta keksinnön mukaisten viskositeettiä ja geelin muodostumista kontrolloivien aineiden käyttäminen voi myös parantaa pesuaineiden ominaisuuksia, jotka perustuvat tällaisiin ei-ionisiin yhdisteisiin. Joissakin tapauksissa, kuten silloin kun käytetään korkeamman molekyylipainon omaavaa poly-alempi-alkoksiloitua korkeampaa alkanolia, usein sen pesukyvyn vuoksi, sen osuutta säädellään tai rajoitetaan useiden kokeiden tulosten perusteella, niin että saadaan haluttu pesuteho ja kuitenkin gee-liytymätön tuote ja sillä on haluttu viskositeetti. Samoin on huomattu, että vain harvoin on pakko käyttää korkeamman molekyylipainon omaavia ei-ionisia yhdisteitä niiden pesuominai-suuksien vuoksi, koska tässä selostetut parhaina pidetyt ei-ioniset yhdisteet ovat erinomaisia pesuaineita ja niiden kanssa on lisäksi mahdollista päästä nestemäisen pesuaineen haluttuun viskositeettiin ilman geeliytyraistä alhaisissa lämpötiloissa. Voidaan käyttää myös kahden tai useamman näistä nestemäisistä ei-ionisista pesuaineista seoksia ja joissakin tapauksissa voidaan saada etua tällaisten seosten käyttämisestä.

Kuten edellä on mainittu, nestemäinen ei-ionisen pinta-aktii-visen aineen rakenne voidaan saada optimaaliseksi mitä tulee niiden hiiliketjun pituuteen ja konfiguraatioon (esimerkiksi suoraketjuisetf haarautuneet ketjut ym.) ja niiden alkyleeni-oksidiyksikköjen lukumäärään ja jakautumiseen. Laajat tutkimukset ovat tuoneet esiin, että näillä rakenneominaisuuksilla on suuri vaikutus ei-ionisen yhdisteen ominaisuuksiin kuten valumislämpötilaan, samentumispisteeseen, viskositeettiin, geeliytymistaipumukseen samoin kuin tietenkin pesukykyyn.

16 84279

Useimmissa kaupallisesti saatavissa ei-ionisissa yhdisteissä on tyypillisesti suhteellisen laaja etyleenioksidi-yksiköiden (EO) ja propyleenioksidiyksiköiden (PO) ja lipo-fiilisen hiilivetyketjun pituuden jakautuma ja ilmoitetut EO- ja PO-pitoisuudet ja hiilivetyketjun pituudet ovat yleensä keskimääräisiä. Tällä hydrofiilisten ketjujen ja lipofii-listen ketjujen "polydispersiolla" voi olla suuri merkitys tuotteen ominaisuuksiin, kuten keskimääräisten arvojen spesifisillä arvoillakin.

"Polydispersion" ja ketjun ominaispituuksien ja tuotteen ominaisuuksien välinen suhde tarkasti määritellyllä ei-ionisella yhdisteellä voidaan osoittaa seuraavien datojen avulla British Petroleumista saatavien ei-ionisten yhdisteiden "pinta-aktii-vinen aine T" -sarjassa. Ei-ionisia pinta-aktiivisia aineita T saadaan etoksiloimalla sekundäärisiä 2-rasva~alk0holeja, joilla on kapea EO-jakautuma ja joilla on seuraavat fysikaaliset ominaisuudet: EO-pitoi- Valumis- Samentumis-suus lämpötila piste (1 %:n <°C) liuos)(oc)

Pinta-aktiivinen aine T5 5 < -2 <25

Pinta-aktiivinen aine T7 7 -2 38

Pinta-aktiivinen aine T9 9 6 58

Pinta-aktiivinen aine T12 12 20 88 EO-jakautuman tutkimusta varten valmistettiin "pinta-aktiivinen aine T8" keinotekoisesti kahdella tavalla: a) T7:n ja T9:n (T8a) seos 1:1 b) T5:n ja T12:n (T8b) seos 4:3.

Havaittiin seuraavat ominaisuudet: 17 84279 EO-pitoi- Valumis- Samentumis-suus lämpötila piste (keskimää- (°C) (1 %:n liuos) räinen) (OC)

Pinta-aktiivinen aine T8a 82 48

Pinta-aktiivinen aine T8b 8 15 <20 Näistä tuloksista voidaan tehdä seuraavat yleiset havainnot: 1. T8a vastaa hyvin läheltä todellista pinta-aktiivista ainetta T8, sillä se interpoloi hyvin T7:n ja T9:n välillä sekä valumislämpötilan että samentumispisteen suhteen.

2. T8b on erittäin polydispergoitunut ja olisi yleensä epäedullinen johtuen korkeasta valumislämpötilastaan ja alhaisesta samentumispisteensä lämpötilasta.

3. T8a:n ominaisuudet ovat yleensä additiivisia T7:n ja T9:n välissä, kun taas Tb:n valumislämpötila on lähellä pitkää EO-ketjua (T12), kun taas samentumispiste on lähellä lyhyttä EO-ketjua (T5).

Mitattiin ei-ionisten pinta-aktiivisten aineiden T viskositeetit ei-ionisen yhdisteen konsentraatioilla 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 80 % ja 100 % T5:n, T7:n, T7/T9:n (1:1), T9:n ja T12:n suhteen 25°:ssa C seuraavin tuloksin (kun saadaan geeli, on viskositeetti näennäinen viskositeetti), 100~s :

Ei-ioninen Viskositeetti (mPa*s) tyyppi %_T5 T7_T7/T9_T9_T12 100 36 63 61 149 80 65 104 112 165 60 750 78 188 239 32200 50 4000 123 233 634 89100 40 2050 96 149 211 187 30 630 58 38 27 20 170 78 28 100 18 84279 Näistä tuloksista voidaan päätellä, että pinta-aktiivinen T7 on vähemmän geeli-herkkä kuin T5, ja T9 on vähemmän geeli-herkkä kuin T12; sitävastoin T7:n ja T9:n seos (T8) ei geeliydy ja sen viskositeetti ei ylitä 225 mPa-s. T5 ja T12 eivät muodosta samaa geelin rakennetta.

Vaikka ei haluta rajoittua mihinkään erityiseen teoriaan, oletetaan, että nämä tulokset voidaan selittää seuraavan hypoteesin avulla: T5: koska siinä on ainoastaan 5 EO, EO-ketjun hydrodynaaminen tilavuus on lähes sama kuin rasvaketjun hydrodynaaminen tilavuus. Pinta-aktiivisen aineen molekyylit voivat siis järjestäytyä muodostamaan lamellirakenteen.

T12: koska siinä on 12 EO, EO-ketjun hydrodynaaminen tilavuus on suurempi kuin rasvaketjun. Kun molekyylit yrittävät järjestäytyä keskenään, syntyy pintainvälisiä kaaria ja saadaan tankoja. Superrakenne on silloin heksagonaalinen; pitemmällä EO-ketjulla tai korkeammalla hydrataatiolla voi pintainväli-nen kaarevuus olla sellainen, että saadaan todellisia pallosia ja alhaisimman energian järjestys on pintakeskeinen kuu-tiomainen ristikko.

T5:stä T7:ään (ja T8:aan) mentäessä pintainvälinen kaarevuus kasvaa ja lamellirakenteen energia lisääntyy. Kun lamellira-kenne menettää stabiilisuutensa, sen sulamispiste alenee. T12:sta T9:ään (ja T8:aan) mentäessä pintainvälinen kaarevuus vähenee ja heksagonaalisen rakenteen energia kasvaa (tangot tulevat suuremmiksi ja suuremmiksi). Kun stabiilisuuden menettäminen tapahtuu, rakenteen sulamispiste myös alenee.

Pinta-aktiivinen aine T8 osoittautuu olevan kriittisessä pisteessä, jossa lamellirakenne destabiloituu, s.o. heksagonaalinen rakenne ei ole vielä kyllin stabiili ja laimennuksen aikana ei saada geeliä. Kuitenkin T8:n 50-prosenttinen liuos lopuksi geeliytyy kahden päivän kuluttua, mutta superraken-teen muodostuminen viivästyy kyllin kauan, niin että helppo veteen dispergoituminen on mahdollista.

19 84279

Myös molekyylipainon vaikutuksia ei-ionisten yhdisteiden fysikaalisiin ominaisuuksiin on tutkittu. Pinta-aktiivinen aine T8 (T7:n ja T9:n seos 1:1) esittää hyvää kompromissia lipofiilisen ketjun (C.^) ja hydrofiilisen ketjun (E08) välillä, vaikka valumislämpötila ja maksimaalinen viskositeetti laimennettaessa 25°:ssa C ovat vielä korkeat.

Ekvivalenttinen EO-kompromissi määrättiin myös ja Cg- lipofiilisille ketjuille käytettäessä Dobanol 91-x-sarjaa Shell Chemical Co:sta, jotka ovat Cg-C^-rasva-alkoholien etoksiloituja johdannaisia (keskimäärin: c-|q)? ja Alfonic 610-y-sarjaa Conoco'sta, jotka ovat Cg-C1Q-rasva-alkoholien etoksiloituja johdannaisia (keskimäärin Cg); x ja y esittävät EO-painoprosentteja.

Seuraavassa taulukossa ovat esitettyinä Alfonic 610-y-ja Dobanol 92-x-sarjojen fysikaaliset ominaisuudet:

Ei-ioninen § EO Valumis- Samentumis- Maksimaalinen n keski- lämpö- piste (°C) laimennettaessa

määrin tila (°C) 25°:ssa C

(mPa*s)

Alfonic 610-50R 3 -15 geeli (60 %)

Alfonic 610-60 4,4 - 4 41 36 (60 %)

Dobanol 91-5 5 - 3 33 geeli (70 %)

Dobanol 91-5T 6+2 55 126 (50 %)

Dobanol 91-8 8 +6 81 geeli (50 %)

Dobanol 91-5 ja Dobanol 91-8 ovat kaupallisesti saatavia tuotteita; Dobanol 91-5, johon on lisätty T, on laboratorio-mittakaavassa tehty tuote: se on Dobanol 91-5, josta on poistettu vapaa alkoholi. Koska alimmat etoksilointituotteet on myös poistettu, on keskimääräinen EO-lukumäärä 6. Dobanol 91-5T antaa parhaat C^g-lipofiiliketjun tulokset, sillä se ei geelity 25°:ssa C. 1 %:n konsentraation samentumispiste (55°C) on korkeampi kuin pinta-aktiivisen aineen T8 (48°C). Tämä johtuu oletettavasti alemmasta molekyylipainosta, koska 20 84279 seoksen entropia on korkeampi. Alfonic 610-60 antaa parhaat tulokset CQ-lipofiiliketjun sarjasta.

O

Yhteenveto parhaista EO-pitoisuuksista kullekin testatulle lipofiiliselle ketjun pituudelle on seuraavassa taulukossa:

Ei-ioninen # C # EO Valumis- Samentumis- Maksimaalinen η lämpö- piste laimennettaessa

tila (1 %:n (%) 25°:ssa C

(°C) liuos) (°C) (mPa*s)

Pinta-aktiivi- nen aine T8 13 8 +2 48 223 (50 %)

Dobanol 91-5T 10 6 +2 55 126 (50 %)

Alfonic 610-60 8 4,4 -4 41 36 (60 %) Näistä datoista saadaan seuraavat päätelmät:

Valumislämpötilat: kun ei-ionisen yhdisteen molekyylipaino alenee, sen valumislämpötilat myös alenevat. Dobanol 91-5T:n suhteellisen korkea valumislämpötila voidaan selittää korkeamman polydispersion avulla. Tämä havaittiin myös T8a:n ja T8b:n suhteen, s.o. ketjun polydispersio nostaa valumislämpötilaa.

Samentumispisteet: teoreettisesti, kun molekyylien lukumäärä lisääntyy (jos molekyylipaino laskee) , on sekoitusentropia korkeampi, niin että samentumispiste laskisi kun molekyylipaino pienenee. Näin on todella asian laita mentäessä pinta-ak-tiivinen aine T8:sta Dobanol 91-5T:hen, mutta sitä ei ole vahvistettu oikeaksi Alfonic 610-60:n tapauksessa. Tässä oletetaan, että lipofiilisen hiilivetyketjun polydispersio on syynä teoreettisesti liian alhaiseen samentumispisteeseen.

Läsnä oleva suhteellisen suuri C^Q-EO:n määrä pienentää liukoisuutta .

Maksimaalinen viskositeetti laimennettaessa 25°:ssa C: ei mikään näistä ei-ionisista yhdisteistä geelity 25°:ssa C kun ne laimennetaan vedellä. Maksimiviskositeetti laskee jyrkästi molekyylipainon myötä. Kun ei-ionisen yhdisteen molekyylipaino 21 84279 laskee, sitä tehottomammaksi tulevat vetysillat. Valitettavasti liian alhaisen molekyylipainon omaavat ei-ioniset yhdisteet eivät ole sopivia pyykinpesuun: niiden misellaarinen kriittinen konsentraatio (MCC) on liian korkea ja todellinen liuos, jolla on vain rajoitettu pesukyky, saataisiin pyykinpesun käytännön olosuhteissa.

Tämän informaation perusteella on jatkettu tutkimuksia alhaisen molekyylipainon omaavien amfifiilisten yhdisteiden vaikutuksista nestemäisten ei-ionisten pyykinpesuainekoostumusten reologisiin ominaisuuksiin. Nämä tutkimukset ovat tuoneet ilmi, että vaikka onkin mahdollista alentaa koostumuksen valu-mislämpötilaa ja saada jonkin asteinen geeliytymisen inhiboi-tuminen käyttämällä lyhytketjuista hiilivetyä, esimerkiksi Cg, joka on substituoitu lyhytketjuisen etyleenioksidin kanssa, esimerkiksi noin 4 moolin kanssa, amfifiilisenä lisäaineena, esimerkiksi Alfonic 610-60, nämä lisäaineet eivät merkittävästi myötävaikuta yleiseen pyykin puhdistuskykyyn, eivätkä kuitenkaan aikaansaa tyydyttävää yleistä viskositeetti-säätelyä normaaleissa käyttöolosuhteissa.

Kyseessä oleva keksintö perustuu sen vuoksi, ainakin osittain, siihen havaintoon, että alhaisen molekyylipainon omaavat amfifiiliset yhdisteet, joiden voidaan katsoa olevan analogisia kemiallisen rakenteen puolesta etoksiloitujen ja/tai pro-poksiloitujen rasva-alkoholi-ei-ionisten pinta-aktiivisten aineiden kanssa, mutta joilla on lyhyt hiilivetyketjun pituus (C^-Cg) ja alhainen alkyleenioksidi-pitoisuus, s.o. etyleeni-oksidi- ja/tai propyleenioksidi-pitoisuus (noin 1-4 EO/PO-yk-sikköä per molekyyli) toimivat tehokkaasti viskositeettiä kontrolloivina ja geeliytymistä inhiboivina aineina nestemäisille ei-ionisille pinta-aktiivisille puhdistusaineille.

Tässä keksinnössä käytettäviä viskositeettiä kontrolloivia ja geeliytymistä inhiboivia amfifiilisiä yhdisteitä voidaan esittää seuraavalla yleisellä kaavalla 22 84279 R* R0(CHCH_0)H 2 n jossa R on C^-C^, etupäässä C2-C5, erikoisen edullisesti C2-C4, ja aivan erikoisesti C^-alkyyliryhmä, R' on H tai CH^, erikoisesti H, ja n on luku noin 1-4, etupäässä keskimäärin 2 - 4.

Parhaina pidettyjä esimerkkejä sopivista amfifiilistä yhdisteistä ovat esimerkiksi etyleeniglykoli-monoetyylieetteri (C2H^-0-CH2CH20H) ja dietyleeni-glykoli-monobutyylieetteri (C4Hg-0-(CH2CH20)2H). Dietyleeniglykoli-monoetyylieetteri on erikoisen parhaana pidetty ja kuten seuraavassa tullaan esittämään, ainutlaatuisen tehokas viskositeetin kontrollianne.

Vaikka amfifiilinen yhdiste, erikoisesti dietyleeni-glykoli-monobutyylieetteri, voi olla ainoa viskositeettiä kontrolloiva ja geeliytymistä inhiboiva lisäaine keksinnön mukaisissa koostumuksissa, voidaan saada vielä parannuksia vedettömien nestemäisten ei-ionisten pinta-aktiivisten aineiden koostumusten reologisissa ominaisuuksissa lisäämällä koostumukseen pieni määrä ei-ionista pinta-aktiivista ainetta, jota on muunneltu sen vapaan hydroksyyliryhmän siirtämiseksi siihen osaan, jossa on vapaa karboksyyliryhmä, kuten ei-ionisen pinta-aktiivisen aineen ja polykarboksyylihapon ja/tai happamen orgaanisen fosforiyhdisteen, jossa on hapan-POH-ryhmä, osittainen esteri, kuten fosforihapokkeen ja alkanolin osittainen esteri.

Vapaan karboksyyliryhmän suhteen muunnellut ei-ioniset pinta-aktiiviset yhdisteet, joita voidaan karakterisoida yleisesti polyeetterikarboksyylihappoina, vaikuttavat lämpötilaa alentaen, jossa nestemäinen ei-ioninen yhdiste muodostaa geelin veden kanssa. Hapan 23 84279 polyeetteriyhdiste voi myös alentaa tällaisten dispersioiden venymisrajaa, mikä auttaa niiden jakelua, ilman vastaavaa alenemista niiden stabiilisuudessa laskeutumisen suhteen. Sopivat polyeetteri-karboksyylihapot sisältävät ryhmän, jonka kaava on -fOCI^-CH^p-fCH-CI^^q-Y-Z-COOH, jossa R^ on vety tai hu3 metyyli, Y on happi tai rikki, Z on orgaaninen sidos, p on positiivinen luku noin 3 - noin 50 g ja q on nolla tai positiivinen luku korkeintaan 10. Spesifisiä esimerkkejä ovat Plu-rafac RA30:n ja meripihkahappoanhydridin puoliesteri. Doba-nol 25-7:n ja meripihkahappoanhydridin puoliesteri. Dobanol 91-5:n ja meripihkahappoanhydridin puoliesteri, jne. Meripihkahappoanhydridin asemesta voidaan käyttää muita polykarbok-syylihappoja tai anhydridejä, esimerkiksi maleiinihappoa, maleiinianhydridiä, glutaarihappoa, malonihappoa, meripihka-happoa, ftaalihappoa, ftaalihappoanhydridiä, sitruunahappoa jne. Lisäksi voidaan käyttää muita sidoksia kuten eetteri-, tioeetteri- tai uretaanisidoksia, jotka on muodostettu konventionaalisten reaktioiden avulla. Eetterisidoksen muodostamiseksi esimerkiksi voidaan ei-ionista pinta-aktiivista ainetta käsitellä voimakkaan emäksen kanssa (sen OH-ryhmän muuttamiseksi ONa-ryhmäksi esimerkiksi) ja sen jälkeen antaa sen reagoida halogeenikarboksyylihapon kuten kloorietikkahapon tai klooripropionihapon tai vastaavan bromiyhdisteen kanssa. Saadulla karboksyylihapolla voi siten olla kaava R-Y-ZCOOH, jossa R on ei-ionisen pinta-aktiivisen aineen jäännös (kun päässä oleva OH on otettu pois), Y on happi tai rikki ja Z esittää orgaanista sidosta kuten hiilivetyryhmää, jossa on esimerkiksi 1 - 10 hiiliatomia, jotka voivat olla kiinnittyneitä kaavassa olevaan happeen (tai rikkiin) joko suoraan tai välittävän sidoksen kuten hapen sisältävän sidoksen avulla, esimerkiksi O tai O , jne.

n il -C- -C-NH- 24 84279

Polyeetterikarboksyylihappo voidaan valmistaa polyeetteris- tä, joka ei ole ei-ioninen pinta-aktiivinen aine, se voidaan esimerkiksi valmistaa reaktion avulla polyalkoksiyhdisteen kuten polyetyleeniglykolin tai sen monoesterin tai monoeette- rin kanssa, jossa ei ole pitkän alkyyliketjun ominaisuuksia, joita on ei-ionisissa pinta-aktiivisissa aineissa. Siten R:n 2 kaava voi olla ^2 , jossa R on vety tai metyyli, R1(0CH-CHo) -1 n R on alkyylifenyyli tai alkyyli tai muu ketjun pääteryhmä ja "n" on ainakin 3, kuten 5-25. Kun R^:n alkyyli on korkeampi alkyyli, R on ei-ionisen pinta-aktiivisen aineen jäännös. Kuten edellä on ilmoitettu, R^ voi olla myös vety tai alempi alkyyli(esimerkiksi metyyli, etyyli, propyyli, butyyli) tai alempi asyyli (esimerkiksi asetyyli jne.). Hapan polyeetteri-yhdiste, mikäli sitä on mukana pesuainekoostumuksessa, lisätään mieluummin liuotettuna ei-ioniseen pinta-aktiiviseen aineeseen.

Vielä eräs geeliytymistä estävien lisäaineiden luokka on Cg-C^-alkyyli- tai alkenyylidikarboksyylihapon anhydridit kuten esimerkiksi oktenyylimeripihkahapon anhydridi, oktenyy-limaleiinihapon anhydridi, dodekyylimeripihkahapon anhydridi jne. Näitä yhdisteitä voidaan käyttää osan tai kaikkien poly-eetterikarboksyylihappojen asemesta tai niiden kanssa geeliytymistä estävinä aineina.

Hapan orgaaninen fosforiyhdiste, jossa on hapan-POH-ryhmä, voi lisätä tehosteainesuspension, erikoisesti polyfosfaatti-tehosteaineiden, stabiilisuutta vedettömässä nestemäisessä ei-ionisessa pinta-aktiivisessa aineessa.

Hapan orgaaninen fosforiyhdiste voi olla esimerkiksi fosfo-rihapon ja alkoholin kuten alkanolin, jolla on lipofiilinen 25 84279 luonne ja esimerkiksi yli 5 hiiliatomia, esimerkiksi 8-20 hiiliatomia, osittainen esteri.

Spesifinen esimerkki on fosforihapon ja g-C^g-alkanolin osittainen esteri {Empiphos 5632, Marchon-firmasta); se muodostuu noin 35 %:sta monoesteriä ja 65 %:sta diesteriä.

Aivan pienien määrien, esimerkiksi noin 0,05 - 0,3 paino-% koostumuksesta, lisääminen hapanta orgaanista fosforiyhdis-tettä tekee suspension huomattavasti stabiilimmaksi laskeutumisen suhteen seisoessa, mutta se pysyy kaadettavana oletettavasti suspension kasvaneen venymisrajan ansiosta, mutta sen plastinen viskositeetti alenee. Uskotaan, että happamen fosforiyhdisteen käyttämisestä on tuloksena korkeaenerginen fysikaalinen sidos molekyylin -POH-osan ja epäorgaanisen poly-fosfaattitehosteaineen pintojen välillä, niin että nämä pinnat omaksuvat orgaanisen luonteen ja tulevat sopivammaksi ei-io-nisen pinta-aktiivisen aineen kanssa.

Hapan orgaaninen fosforiyhdiste voidaan valita hyvin useista aineista edellä mainittujen fosforihapon ja alkanolien osittaisten esterien lisäksi. Siten voidaan käyttää fosforihapon tai fosforihapokkeen osittaista esteriä yksi- tai useampi-arvoisten alkoholien kanssa kuten heksyleeniglykolin, etylee-niglykolin, di- tai trietyleeniglykolin tai korkeamman poly-etyleeniglykolin, polypropyleeniglykolin, glyserolin, sorbitolin, rasvahappojen mono- tai diglyseridien jne. kanssa, joissa yksi, kaksi tai useampia molekyylin alkoholisista OH-ryhmistä voi olla esteröity nyt fosforihapon kanssa. Alkoholi voi olla ei-ioninen pinta-aktiivinen aine kuten etoksiloitu tai etoksiloitu-propoksiloitu korkeampi alkanoli, korkeamman alkyylifenoli tai korkeampi alkyyliamidi, -POH-ryhmää ei ole tarpeen sitoa molekyylin orgaaniseen osaan esterisidoksen kanssa; sen sijaan se voi sitoutua suoraan hiileen (kuten fosfonihapossa, esimerkiksi polystyreeni, jossa osa aromaat- 26 84279 tisista renkaista sisältää fosfonihappo- tai fosfiinihap-poryhmiä; tai alkyylifosfonihappo kuten propyyli- tai lau-ryylifosfonihappo) tai voi liittyä hiileen välillä olevan muun sidoksen kautta (kuten sidokset 0-, S-tai N-atomien kautta). Hiili: fosfori-atomisuhde orgaanisessa fosforiyh-disteessä on etupäässä noin 3:1, kuten 5:1, 10:1, 20:1, 30:1 tai 40:1.

Keksinnön mukainen pesuainekoostumus voi myös sisältää ja se sisältääkin mieluummin vesiliukoisia pesuaineen tehostesuolo-ja. Tyypillisiä tällaisia tehosteaineita ovat esimerkiksi ne, joista on tehty selkoa US-patenteissa 4 316 812, 4 264 466 ja 3 630 929. Vesiliukoisia epäorgaanisia aikalisiä tehoste-suoloja, joita voidaan käyttää yksinään pesuaineyhdisteen kanssa tai seoksena muiden tehosteaineiden kanssa, ovat alka-limetallikarbonaatit, -boraatit, -fosfaatit, -polyfosfaatit, -bikarbonaatit ja -silikaatit. (Myös ammonium- ja substituoi-tu-ammoniumsuoloja voidaan käyttää). Spesifisiä esimerkkejä tällaisista suoloista ovat natriumtripolyfosfaatti, natrium-karbonaatti, natriumtetraboraatti, natriumpyrofosfaatti, kaliumpyrofosfaatti, natriumbikarbonaatti, kaliuratripolyfos-faatti, natriumheksametafosfaatti, natriumseskvikarbonaatti, natriummono- tai diortofosfaatti ja kaliumbikarbonaatti. Natriumtripolyfosfaatti (TPP) on erikoisesti parhaana pidetty. Alkalimetallisilikaatit ovat sopivia tehostesuoloja, jotka vaikuttavat myös tehden koostumuksen antikorrosiiviseksi pesukoneen osien suhteen. Parhaina pidetään natriumsilikaatteja, joissa suhteet Na20/SiC>2 ovat 1,6/1 - 1/3,2, erikoisesti noin 1/2 - 1/2,8. Myös kaliumsilikaatteja, joissa on samat suhteet, voidaan käyttää.

Eräs toinen käyttökelpoinen tehosteaineluokka ovat veteen liukenemattomat aiuminiumsilikaatit, sekä kiteinen että amorfinen tyyppi.

27 84279

Useita kiteisiä zeoliitteja (s.o. alumino-silikaatteja) on selostettu GB-pantentissa 1 504 168, US-patentissa 4 409 136 ja CA-patenteissa 1 072 835 ja 1 087 477, jotka kaikki on liitetty oheen lähteeksi tällaisista selosteista. Esimerkki tässä yhteydessä sopivista amorfisista zeoliiteista on läydettävissä BE-patentista 835 351 ja tämäkin patentti on liitetty mukaan lähteeksi. Zeoliittien kaava on tavallisesti {M2°>x-(A12°3)y.<Si02)z.WH2° jossa x on 1, y on 0,8 - 1,2 ja etupäässä 1, z on 1,5 - 3,5 tai korkeampi ja etupäässä 2-3 ja W on 0-9, etupäässä 2,5 -6 ja M on etupäässä natrium. Eräs tyypillinen zeoliitti on tyyppiä A tai samankaltaista rakennetta ja tyyppi 4A on erikoisen parhaana pidetty. Parhaimmilla aluminiumsilikaateilla on kalsiumin vaihtokyky noin 200 milliekvivalenttia per gramma tai suurempi, esimerkiksi 400 mekv/g.

Muut aineet kuten savet, erikoisesti veteen liukenemattomat tyypit, voivat olla käyttökelpoisia apuaineita tämän keksinnön mukaisissa koostumuksissa. Erikoisen sopiva on bentoniitti.

Tämä aine on pääasiassa montmorilloniittia, joka on hydrattua aluminiumsilikaattia, jossa noin 1/6 aluminiumatomeista voidaan korvata magnesiumatomeilla ja jonka kanssa voi olla liittyneenä eri suuruisia määriä vetyä, natriumia, kaliumia, kalsiumia jne. hyvin löyhästi. Bentoniitti puhdistetummassa muodossa (s.o. vapaana karkeasta sorasta, hiekasta jne.), joka soveltuu pesuaineisiin, sisältää aina vähintään 50 % montmorilloniittia ja täten sen kationin vaihtokyky on ainakin noin 50 - 70 mekv/100 g bentoniittia. Erikoisen parhaana pidettyä bentoniittia ovat Wyoming-eli Western US-bentoniitit, joita on myyty nimellä Thixo-jel 1, 2, 3 ja 4 Georgia Kaolin Co:sta.

Nämä bentoniitit ovat tunnettuja siitä, että ne pehmentävät tekstiilejä, kuten selostetaan GB-patentissa 401 413, ja GB-patentissa 461 221.

0 ft 84279

Esimerkkejä orgaanisista aikalisistä sekvestroivista tehos-tesuoloista, joita voidaan käyttää joko yksinään pesuaineen kanssa tai seoksena joidenkin muiden orgaanisten ja epäorgaanisten tehosteiden kanssa, ovat alkalimetalli-, ammonium- tai substituoitu-ammonium - aminopolykarboksylaatit, esimerkiksi natrium- ja kaliumetyleeni-diaminotetra-asetaatit (EDTA), natrium- ja kaliumnitrilotriasetaatit (NTA) ja trietanoli-ammonium-N-(2-hydroksietyyli)-nitrilodiasetaatit. Sopivia ovat myös näiden polykarboksylaattien sekasuolat.

Muita orgaanista tyyppiä olevia sopivia tehosteaineita ovat karboksimetyylisukkinaatit, tartronaatit ja glykollaatit. Erikoisen arvokkaita ovat polyasetaalikarboksylaatit. Poly-asetaalikarboksylaatteja ja niiden käyttöä pesuainekoostu-muksissa on selostettu patenteissa 4 144 226, 4 315 092 ja 4 146 495. Muita samankaltaisia tehosteita käsitteleviä patentteja ovat 4 141 676, 4 169 934, 4 201 858, 4 204 852, 4 224 420, 4 225 685, 4 226 960, 4 233 422, 4233 423, 4 302 564 ja 4 303 777.

Samaa asiaa koskevia ovat myös EP-patenttianomukset N:ot 0 015 024, 0 021 491 ja 0 063 399.

Koska tämän keksinnön mukaiset koostumukset ovat tavallisesti hyvin konsentroituja ja niitä voidaan sen vuoksi käyttää suhteellisen pieninä annoksina, on edullista täydentää mikä tahansa fosfaattitehosteaine (kuten natriumtripolyfosfaatti) aputehosteaineella kuten polymeerisellä karboksyylihapolla, jolla on voimakas kalsiumia sitova kyky inhiboimaan kuortuman muodostuminen, mikä voisi muuten tapahtua liukenemattoman kalsiumfosfaatin syntymisestä. Tällaiset aputehosteaineet ovat myös hyvin tunnettuja tekniikasta.

Useita muita pesuaineen lisä- tai apuaineita voi olla mukana pesuainetuotteessa antamaan sille lisää haluttuja ominaisuuksia, joko funktionaalisia tai esteettisiä luonteeltaan. Formulaatioon 29 84279 voidaan lisätä pienempiä määriä likaa suspendoivia tai lian uudelleen saostumista ehkäiseviä aineita, esimerkiksi poly-vinyylialkoholia, rasva-amideja, natriumkarboksimetyylisellu-loosaa, hydroksipropyylimetyyliselluloosaa; optisia kirkasteita, esimerkiksi puuvillan, amiinin ja polyesterin kirkasteita, esimerkiksi stilbeeniä, triatsolia ja bentsidiinisul-fonikoostumuksia, erikoisesti, sulfonoitua substituoitua triatsinyylistilbeeniä, sulfonoitua naftotriatsolistilbeeniä, bentsidiinisulfonia, jne., kaikkein parhaimpana pidetään stilbeenin ja triatsolin kombinaatioita.

Voidaan käyttää myös sinettäviä aineita kuten ultramariini-sini; entsyymejä, etupäässä proteolyyttisiä entsyymejä kuten subtilisiini ja bromeliini, papaiini, trypsiini ja pepsiini, samoin kuin amylaasi-tyyppisiä entsyymejä, lipaasi-tyyppisiä entsyymejä ja niiden seoksia; bakterisideja, esimerkiksi tetrakloorisalisyylianilidia, heksaklorofeeniä; fungisideja; väriaineita; pigmenttejä (veteen dispergoituvia); säilyttäviä aineita; ultraviolettisäteitä absorboivia aineita; kellastumista ehkäiseviä aineita kuten natriumkarboksimetyylisellu-loosa, C.j 2-C22~alkyylialkoholin kompleksi g-alkyylisul- faatin kanssa; pH-säätelijöitä ja pH-puskureita; valkaisuaineita, jotka eivät vahingoita värejä, parfyymiä ja vaahtoamista hillitseviä tai ehkäiseviä aineita, esimerkiksi silikoniyhdis-teitä.

Valkaisuaineet voidaan luokitella yleisesti mukavuussyistä kloorivalkaisuaineisiin ja happivalkaisuaineisiin. Kloorival-kaisuaineet ovat tyypiltään natriumhypokloriittia (NaOCl), kaliumdikloori-isosyanuraattia (59 % käytettävissä olevaa klooria) ja trikloori-isosyanuurihappoa (85 % käytettävissä olevaa klooria). Happivalkaisuaineita pidetään parempina ja niitä edustavat peryhdisteet, jotka vapauttavat vetyperoksidia liuokseen, s.o. yhdisteet, jotka sisältävät vetyperoksidia tai epäorgaanisia perhydraatteja, jotka liuenneina vapauttavat vetyperoksidia, joka on sulkeutuneena niiden kidehilaan. Parhaina pidettyjä esimerkkejä ovat natrium- ja kaliumperbo- 30 84279 raatit, perkarbonaatit ja perfosfaatit ja kaiiummonopersulfaatti. Perboraatit, erityisesti natriumperboraattimonohyd-raatti, ovat erikoisen parhaina pidettyjä.

Vetyperoksidi ja esiasteet, jotka vapauttavat sitä liuokseen, ovat hyviä hapettavia aineita, jotka poistavat tiettyjä tahroja vaatteista, erikoisesti viini-, tee-, kahvi-, kaakao-, hedelmätahroja ym.

Vetyperoksidin ja sen esiasteiden on havaittu valkaisevan tavallisesti nopeasti ja kaikkein tehokkaimmin suhteellisen korkeassa lämpötilassa, esimerkiksi noin 80 - 100°:ssa C. Näillä yhdisteillä on kuitenkin taipumus hajota ja vapauttaa kaasumaista happea alemmissa lämpötiloissa. Kaasumaisen hapen vapautuminen, joka ei osallistu värjääntyneiden tavaroiden hapettamiseen, kuluttaa tarpeettomasti huomattavan määrän vetyperoksidia tai esiasteita, jotka vapauttavat sitä ja molemmat ovat kalliita tuotteita. Lisäksi on havaittu, että useat vaatteissa ja muissa olevat tahrat nopeuttavat voimakkaasti vetyperoksidin vapautumista kaasumaiseksi hapeksi pesun aikana tavallisessa lämpötilassa.

Vaatteiden peseminen, joko koneessa, käsin, keittopadassa tai pesusoikossa suoritetaan tavallisesti liuottamalla valkaisuaine- tai pesuainekoostumus (joka sisältää esimerkiksi per-boraattia) kylmään tai haaleaan veteen, lisätään näin muodostuneeseen liuokseen likaantunut vaate (josta jotkin tahrat on usein jo poistettu liuottamalla tai edeltäkäsin pesemällä) ja kuumennetaan usein juuri kiehumapisteeseen saakka.

On kuitenkin huomattu, että edellä mainitun ilmiön kanssa samanlaisen ilmiön vuoksi kaikki tai osa perboraatista hajoaa kuumennuksen aikana ja juuri erikoisesti lämpötilan kohotessa, s.o. että kaikki tai osa perboraatista hajoaa ennen kuin tehokas lämpötila on saavutettu.

31 84279

Uskotaan, että vetyperoksidin, perboraatin tai muiden vetyperoksidin esiasteiden nopea hajoaminen kaasumaiseksi hapek-si alhaisessa lämpötilassa johtuu tiettyjen entsyymien, joita on aina läsnä tahroissa, joita on pestävissä materiaaleissa ja erikoisesti likaisissa vaatteissa kuten liinavaatteissa, äärettömän voimakkaasta katalyyttisestä vaikutuksesta, ja nämä entsyymit tulevat eritteistä tai ne ovat bak-teerialkuperää. Hydroperoksidaasit ovat erikoisen aktiivinen entsyymiryhmä tässä suhteessa, erikoisesti katalaasi, joka on hyvin tunnettu erittäin tehokkaana katalysaattorina, joka hajottaa vetyperoksidia kaasumaiseksi hapeksi. Tällaiset entsyymiaineet, joita kutsutaan termillä "redox" tai jollakin muulla nimellä, ovat kuitenkin yleisesti tunnettuja siitä, että niillä on selvä taipumus indusoida peroksidi-valkaisuaineen hajoaminen ja hajoamistuotteet jotka tällöin syntyvät, ovat tehottomia valkaisuaineita.

Jotta käytettäisiin hyväksi nykyään yleisesti herkkien tekstiilien pesussa käytettyjä, alhaisessa lämpötilassa tehokkaita pesuaineita ja pesusyklejä alhaisessa lämpötilassa, käytetään perhappiyhdistettä mieluummin sitä aktivoivan aineen kanssa yhdessä. Sopivia aktivoivia aineita, jotka pystyvät alentamaan tehokasta työskentelylämpötilaa peroksidi-valkaisussa noin 40°:een C tai sitä alemmaksi, on selostettu US-patentissa 4 264 466 tai US-patentin 4 430 244 palstalla 1, jotka patentit on liitetty oheen lähteiksi. Parhaina pidettyjä aktivoivia aineita ovat polyasyloidut yhdisteet; näistä pidetään erikoisen edullisina yhdisteitä kuten tetra-asetyyli-etyleenidiamiini (TAED) ja penta-asetyyli-glukoosi. Muita käyttökelpoisia aktivoivia aineita ovat esimerkiksi asetyylisalisyylihappo ja sen suolat, etylideenibentsoaatti asetaatti (EBA) ja sen suolat, etylideenikarboksylaattiase-taatti ja sen suolat, alkyyli- ja alkenyyli-meripihkahapon anhydridi, tetra-asetyyli-glykouriili (TAGU) ja näiden johdannaiset. Ks. myös US-patentteja 4 111 826, 4 422 950 ja 3 661 789, jotka sisältävät muita tässä yhteydessä sopivia aktivoivien yhdisteiden luokkia.

32 84279

Valkaisua aktivoivalla aineella ja perhappiyhdisteellä on tavallisesti keskinäinen vuorovaikutus, jolloin muodostuu valkaisevaa peroksihappoa pesuveteen. Pidetään parhaana lisätä sekvestroivaa ainetta, jolla on voimakas kompleksia muodostava voima estämään kaikki muut ei-halutut reaktiot tämän peroksihapon ja vetyperoksidin välillä pesuliuoksessa, jossa on mukana metalli-ioneja. Parhaana pidetyt sekvestroi- 2 + vat aineet pystyvät muodostamaan kompleksin Cu -ionien kanssa niin että kompleksoitumisen stabiilisuusvakio (pK) on yhtä suuri tai suurempi kuin 6 lämpötilassa 25°C vedessä, jonka ionivahvuus on 0,1 moolia/litra, ja pK määrätään mukavasti kaavan mukaan: pK = -log K, jossa K esittää tasapaino-vakiota. Täten esimerkiksi ovat pK-arvot kupari-ionin kompleksin muodostamiselle NTA:n ja EDTA:n kanssa esitetyissä olosuhteissa 12,7 ja vastaavasti 18,8. Sopivia sekvestroivia aineita ovat esimerkiksi, edellä mainittujen ohella, diety-leeni-triamiinipenta-etikkahappo (DETPA); dietyleeni-triamii-nipentametyleenifosfonihappo (DTPMP); ja etyleenidiamiini-tetrametyleenifosfonihappo (EDITEMPA).

Mutta vieläpä valkaisua aktivoivien aineiden läsnäollessa ja jopa niin alhaisissa lämpötiloissa kuin huoneenlämmössä tapahtuu persuolan hajoamista tahriintuneen vaatteen pesun yhteydessä, koska valkaisevan aineen ja aktivoivan aineen reaktio on hitaampi kuin vetyperoksidin hajoamisnopeus katalaasin vuoksi.

Jotta vältettäisiin entsyymin indusoiman hajoamisen aikaansaama valkaisuaineen häviö, sisältävät tämän keksinnön mukaiset koostumukset vielä tehokkaan määrän yhdistettä, joka pystyy inhiboimaan tämän valkaisuaineen hajoamisen, jonka indusoi entsyymi. Sopivia inhiboivia yhdisteitä on selostettu US-patentissa 3 606 990 josta on liitetty oheen asiaa koskeva selostus.

33 84279

Erikoisen kiinnostava ja tärkeä inhiboiva yhdiste on hydrok-syyliamiinisulfaatti ja muut vesiliukoiset hydroksyyliamii-nisuolat, joita on esimerkiksi hydrokloridi, hydrobromidi ym. Nyt on keksitty, että hydroksyyliamiinisuolat, erikoisesti sulfaatti, ovat tehokkaita estämään katalaasin haitallisen vaikutuksen,vieläpä silloin kun niitä on mukana vain hyvin rajoitettu määrä, joka on 0,01 - 0,4 %, etupäässä 0,04 -0,2 % ja erikoisen edullisesti noin 0,1 % koko koostumuksen painosta laskettuna.

Hydroksyyliamiini on lisäksi erittäin stabiili inhiboiva aine koostumuksessa: alle 20 % häviö vanhennettaessa 2 kk lämpötilassa 43°C. Hydroksyyliamiinisuolat ovat hyvin nopeasti veteen liukenevia ja ne voivat siis reagoida katalaasin kanssa ennen perboraatin tai muun peroksidivalkaisuaineen liukenemista. Hydroksyyliamiinisuolojen vielä yksi etu on siinä, että ne hajoavat nopeasti pesunesteessä eikä nitros-amiinijohdannaisia ole sen vuoksi todettu.

Kun valkaisusysteemiä aktivoidaan jollakin valkaisua aktivoivalla aineella, esimerkiksi TAED:lla, aktivoivaa ainetta käytetään tehokkammin ja sen vuoksi voidaan pitää yllä sopivia suhteita persuola-valkaisuaine/valkaisua aktivoiva aine, paljon lähempänä stökiömetristen ekvivalenttipainojen tasoja tai hyvin pienen molaarisen ylimäärän kanssa valkaisuainetta.

Koostumus voi sisältää myös epäorgaanista liukenematonta sakeuttavaa ainetta tai dispergoivaa ainetta, jolla on erittäin suuri pinta-ala kuten hienojakoista silikaa, jolla on äärettömän pieni hiukkaskoko (esimerkiksi 5-100 millimikronin läpimitta, kuten Aerosil-nimellä myydyssä) tai muita erittäin suuren tilan vieviä epäorgaanisia kantaja-aineita, joista on tehty selkoa US-patentissa 3 630 929, määrältään 0,1 - 10 %, esimerkiksi 1 - 5 %. Pidetään kuitenkin parhaana, että koostumukset jotka muodostavat peroksihappoja pesuliuokseen (esimerkiksi koostumukset, jotka sisältävät perhappiyhdistettä 34 84279 ja sitä aktivoivaa ainetta), ovat lähes vapaita tällaisista yhdisteistä ja muista silikaateista; on havaittu esimerkiksi, että silika ja silikaatit edistävät peroksihapon haitallista hajoamista.

Keksinnön parhaana pidetyssä muodossa pannaan nestemäisen ei-ionisen pinta-aktiivisen aineen ja kiinteiden aineosien seos hankausmyllyyn, jossa kiinteiden aineosien hiukkaskoot pienentyvät alle noin 10^um esimerkiksi keskimääräiseen hiuk-kaskokoon 2-10 ^um tai vielä pienempään (esimerkiksi 1 ^um). Koostumuksilla, joiden dispergoituneiden hiukkasten koot ovat niin pienet, on parannettu stabiilisuus erottumisen tai laskeutumisen suhteen varastoinnin aikana.

Jauhatusvaiheessa pidetään parhaana, että kiinteiden aineosien osuus on kyllin suuri (esimerkiksi ainakin noin 40 %, tai noin 50 %), että kiinteät hiukkaset ovat kontaktissa keskenään, eikä niitä ole suojaamassa toisiltaan ei-ioninen pin-ta-aktiivinen neste. Myllyt, joissa käytetään jauhatuskuulia (kuulamyllyt) tai samankaltaisia liikkuvia jauhamiselementtejä, ovat antaneet oikein hyviä tuloksia. Voidaan siis käyttää laboratorion panos-hankausmyllyä, jossa on 8 mm läpimittaisia jauhatinkuulia. Suuremmassa mittakaavassa työskenneltäessä voidaan käyttää jatkuvasti toimivaa myllyä, jossa on 1 mm tai 1,5 mm läpimittaisia jauhatinkuulia, jotka toimivat hyvin pienessä välissä staattorin ja roottorin välissä, jonka nopeus on suhteellisen korkea (esimerkiksi CoBall-mylly); kun käytetään tällaista myllyä, on edullista antaa ei-ionisen pinta-aktiivisen aineen ja kiinteiden aineiden seoksen kulkea ensiksi sellaisen myllyn läpi, joka ei suorita tällaista hienojauhamista (esimerkiksi kolloidimylly), jolloin hiukkaskoko pienenee alle 100 ^um:n (esimerkiksi noin 40 ^um:iin) ennen keskimääräiseen hiukkaskokoon alle noin 10 ^um jauhamisvaihetta jatkuvakäyttöisessä kuulamyllyssä.

35 84279

Keksinnön mukaisissa parhaina pidetyissä suurtehoisissa nestemäisissä pesuainekoostumuksissa ovat tyypilliset aineosien osuudet (jotka perustuvat koko koostumukseen, ellei toisin määritellä) seuraavat: suspendoitunutta pesuaineen tehosteainetta noin 10-60 %, kuten noin 20-50 %, esimerkiksi noin 25-40 %; nestemäistä faasia, joka sisältää ei-ionisen pinta-aktiivi-sen aineen ja liuenneen amfifiilisen viskositeettiä säätelevän ja geeliytymistä estävän yhdisteen, noin 30-70 %, kuten noin 40-60 %; tämä faasi voi sisältää myös pienempiä määriä laimennusainetta kuten glykolia, esimerkiksi polyetyleeni-glykolia (esimerkiksi "PEG 400"), heksyleeniglykolia jne., korkeintaan 10 %, etupäässä korkeintaan 5 %, esimerkiksi 0,5-2 %. Ei-ionisen pinta-aktiivisen aineen ja amfifiilisen yhdisteen painosuhde on välillä noin 100:1 - 1:1, etupäässä noin 50:1 - noin 2:1, erityisen edullisesti noin 25:1 -noin 3:1 polyeetterikarboksyylihappoa, geeliytymistä inhiboivaa yhdistettä, määrältään niin, että tulee noin 0,5-10 osaa (esimerkiksi 1-6 osaa, esimerkiksi noin 2-5 osaa) -COOH-ryhmiä (molekyylipaino 45) 100 osaa kohti tällaisen happoyhdisteen ja ei-ionisen pinta-aktiivisen aineen seosta. Polyeetterikarboksyylihapon määrä on tyypillisesti välillä noin 0,01-1 osaa yhtä osaa kohti ei-ionista pinta-aktiivista yhdistettä, kuten noin 0,05-0,6 osaa, esimerkiksi noin 0,2-0,5 osaa; hapanta orgaanista fosforihappoyhdistettä laskeutumista ehkäisevänä aineena: korkeintaan 5 %, esimerkiksi välillä 0,01-5 %, kuten esimerkiksi noin 0,05-2 %, esimerkiksi noin 0,1-1 %.

Muiden pesuaineen lisäaineiden sopivat määrät ovat: proteo-lyyttisiä entsyymejä noin 0,7-2 %; korroosiota inhiboivia aineita noin 0-40 %, etupäässä 5-30 %; vaahtoamista ehkäiseviä ja hillitseviä aineita 0-15 %, etupäässä 0-5 %, esimerkiksi 0,1-3 %; sakeuttavaa ainetta ja dispergoivia aineita 0-15 %, esimerkiksi 0,1-10 %, mieluummin 1-5 %; tahroja suspendoivia tai lian uudelleen saostumista ehkäiseviä 36 8 4 2 7 9 aineita ja kellastumista ehkäiseviä aineita 0-10 %, etupäässä 0,5-5 %; väriaineita, parfyymejä, kirkasteita ja sinettä-viä aineita kokonaispainoltaan 0 % - noin 2 % ja mieluummin 0 % - noin 1 %; pH:ta muuntelevia aineita ja pH-puskureita 0-5 %, mieluummin 0-2 %; valkaisuainetta noin 2-25 %, esimerkiksi 2-20 %, hydroksyyliamiinisuolaa, joka inhiboi entsyymin indusoiman valkaisuaineen hajoamisen noin 0,01-0,4 %, mieluummin 0,04-0,2 %; valkaisuaineen stabilointiainetta ja valkaisuaineen aktivointiainetta noin 0,1-10 %, esimerkiksi 0,1-8 %; sekvestroivaa ainetta, jolla on voimakas kompleksin muodostamiskyky korkeintaan noin 5 %, etupäässä noin 1/4 - 3 %, kuten noin 1/2 - 2 %. Kun apuaineita valitaan, ne valitaan pesuainekoostumuksen pääaineosien kanssa yhteensopivista.

Kaikki osat ja prosenttiluvut ovat painosta laskettuja ellei toisin ilmoiteta.

On ymmärrettävää, että edellä oleva yksityiskohtainen selostus on annettu ainoastaan asian valaisemiseksi ja että muunnelmia voidaan tehdä ilman, että poistuttaisiin keksinnön hengestä.

Viskositeettia säätelevien ja geeliytymistä inhiboivien aineiden vaikutusten osoittamista varten valmistettiin useita koostumuksia käyttäen edellä selostettua pinta-aktiivista ainetta T8 (C13, E08) (50/50 painosuhteessa oleva seos pinta-aktiivista ainetta T7 ja pinta-aktiivista ainetta T9) vedettömänä nestemäisenä ei-ionisena pinta-aktiivisena pesuaineena. Valmistettiin formulaatioi-ta, jotka sisälsivät 5 %, 10 %, 15 % tai 20 % amfifiilistä lisäainetta ja testattiin lämpötiloissa 5°C, 10°C, 20°C ja 25°C erilaisina laimennoksina veteen, so. 100 %, 83 %, 67 %, 50 % ja 33 % kokonaiskonsentraatioissa ei-ionista 37 84279 pinta-aktiivista ainetta T8 plus lisäaineet, so. veteen laimennettuna. Testatut lisäaineet olivat Alfonic 610-60 (C8-E04,4), etyleeniglykolimonoetyylieetteri (C2-E01) ja dietyleeniglykolimonobutyylieetteri (C4-E02). Tulokset kunkin testatun koostumuksen viskositeettikäyttäytymisestä laimennettuna kussakin lämpötilassa on esitetty kuvioihin 1-3 liitetyissä käyrissä.

Alfonic 610-60 suhteen oli 5 % lisäys riittävä inhiboimaan geeliytymisen 25 °C:ssa; kuitenkin havaittiin käyrässä ei-ionisen aineen viskositeetti/konsentraatio terävä viskosi-teettimaksimi noin 67 % konsentraatiolla ja uloke havaittiin noin 55 % - 35 % ei-ionisen aineen konsentraatiolla. Lämpötilassa 5 °C oli tarpeen 15 % lisäys geelin muodostumisen ehkäisyyn. Viskositeetti aleni minimiin ei-ionisen aineen konsentraatiolla noin 83 % kaikilla lisäaineen tasoilla 5 °C:ssa, kun taas korkeammissa lämpötiloissa havaittiin viskositeettiminimejä ei-laimennetuilla formulaatiol-la, so. ei-ionisen aineen konsentraatioilla 100 %. Jokaisessa lämpötilassa ja jokaisella lisäaineen testatulla konsentraatiolla (paitsi konsentraatiolla 20 % lisäainetta 25 °C:ssa) nähdään suhteellisen terävä piikki ei-ionisen aineen viskositeetissä 75 - 50 % konsentraatioilla (so. 25-50 % laimennuksella).

Etyleeniglykolimonoetyylieetterin suhteen pystyi 5 % lisääminen inhiboimaan geelin muodostumisen jopa 5 °C:ssa. Mutta jälleen havaittiin teräviä piikkejä ja/tai viskosi-teettimaksimiarvoja jokaisella lämpötilalla ja lisäaineen konsentraatiolla, vaikka vaikutukset eivät olleet niin selviä kuin Alfonic 610-60:n kanssa, ja joillakin käyttöaloilla voisivat maksimiviskositeetit, erikoisesti korkeammilla lisäainekonsentraatioilla ja/tai korkeammilla lämpötiloilla olla hyväksyttäviä kaupallisesti käytettäessä.

Toisaalta ei ollut havaittavissa mitään teräviä piikkejä viskositeetissa dietyleeniglykolimonobutyylieetterillä mis- 38 84279 sään lämpötilassa mentäessä alas 5 °C:een lisäaineen pitoisuudella 20 %. Jopa alemmilla lisäainepitoisuuksilla olivat viskositeettipiikit ja viskositeettiarvot lähes kaikilla laimennuksilla (ei-ionisen aineen konsentraati-oilla) alemmat kuin sekä C8-E04,4 tai C2-E01 lisäaineiden kanssa.

Seuraava taulukko esittää tyypillisiä tuloksia, jotka saatiin lisäaineiden eri konsentraatioilla, laimennoksilla ja lämpötiloilla, mutta se on annettu lisäaineen pitoisuudella 20 % ja lämpötilassa 5 °C.

Koostumukset Viskositeetti Valumislämpötila 5 °C:ssa (Pa.s.) ^o^

Iinan vettä 50 % vettä

Vain pinta-aktii- vinen aine T8 1,140 1,240 5 80 % pinta-aktiivinen aine T8+20%A 0,086 0,401 -10 80 % pinta-aktii- vinen aine T8+20%B 0,195 0,218 -2 80 % pinta-aktii- vinen aine T8+20%C 0,690 0,936 3 A = etyleeniglykclimonoetyylieetteri B = dietyleeniglykclimonoetyylieetteri C = Alfonic 610-60 (C8-4,4EO)

Huomautus: 1 Pa.s. =10 Poisea (esim. 0,218 Pa.s. = 218 centipoisea)

Esimerkki 1

Valmistetaan suuritehoinen vedetön nestemäinen ei-ioninen pesuainekoostumus, jolla on seuraava valmistuskaava: 39 84279

Aineosa Paino-%

Pinta-aktiivinen aine T7 17,0

Pinta-aktiivinen aine T8 17,0

Dobanol 91-5 happo 1 5,0

Dietyleeniglykolimonobutvylieetteri 10,0

Dequest 2066^ 1,0 TPP NW (natriuirtripolyfosfaatti) 29,0925 3

Sokolan CP5 (kalsiumia sekvesteroiva aine) 4,0

Perboraatti H_0 (natriumperboraattimono-hydraatti) 9,0 T.A.E.D. (tetra-asetyyli-etyleenidiamiini) 4,5

Emphiphos 5632^ 0,3

Stilbeeni 4 (optinen kirkaste) 0,5

Esperaasi (proteolyyttinen entsyymi) 1,0

Duet 7875 0,6 g

Relatin DM 4050 (lian uudelleen saostumista ehkäisevä aine) 1 ,0

Blue Foulan Sandolane (väriaine) 0,0075 1) Dobanol 91-5:n (C^-C^-rasva-alkoholi, joka on etoksi-loitu 5 moolin kanssa etyleenioksidia) esteröitymistuote meripihkahappoanhydridin kanssa - puoliesteri.

2) Dietyleenitriamiini-pentametyleeni-fosforihapon natrium-suola .

3) Kopolymeeri, jossa on lähes yhtä suuret moolimäärät meta-kryylihappoa ja maleiinianhydridiä, täydelleen neutraloitu, niin että on muodostunut sen natriumsuola.

4) Fosforihapon ja g-C^g-alkanolin osittainen esteri, noin 1/3 monoesteri ja 2/3 diesteri.

5) Tuoksuaine.

6) Natriumkarboksimetyyliselluloosan ja hydroksimetyyli-selluloosan seos.

Tämä koostumus on stabiili, vapaasti valuva, tehostettu, geeliytymätön, nestemäinen ei-ioninen pesuainekoostumus, jossa polyfosfaattitehosteai.no on stabiilisti suspendoituneena nestemäiseen ei-ioniseen pinta-aktiivisen aineen faasiin.

40 84279

Esimerkki 2

Samalla tavoin kuin esimerkissä 1 valmistetaan seuraava suuritehoinen vedetön nestemäinen ei-ioninen pesuainekoos-tumus, joka sisältää entsyymiä inhiboivaa ainetta:

Aineosa Paino-%

Plurafac RA 30 37,5

Dietyleeniglykolimonobutyylieetteri 10,0

Oktenyylimeripihkahapon anhydridi 2,0 TPP NW 28,4

Sokolan CP5 4,0

Dequest 2066 1,0

Perboraatti I^O 9,0 TAED 4,5

Hydroksyyliamiinisulfaatti 0,1

Emphiphos 5632 0,3 ATS-X (optinen kirkaste) 0,2

Esperaasi 1,0

Parfyymi 0,6

Relatin DM 4050 1,0

Ti02 0,4 Tällä koostumuksella on samat edulliset piirteet kuin esimerkki 1:n koostumuksella ja sen lisäksi sillä on parempi valkaisuteho.

Claims (7)

4i 84279

1. Vedetön nestemäinen pesuainekoostumus, jolla voidaan pestä ja valkaista likaantuneita vaatteita niin alhaisissa lämpötiloissa kuin noin 40°C tai sitä alemmissa, tunnettu siitä, että se sisältää 30-70 paino-% nestemäistä faasia, jossa on ei-ionista pinta-aktiivista ainetta ja mono- tai poly-(C2-C3)-alkyleeniglykoli-mono-(Cx-Cb)-alkyylieetteriä, noin 2-25 paino-% vesiliukoista epäorgaanista peroksidival-kaisuainetta, noin 0,1-10 paino-% valkaisua aktivoivaa ainetta alentamaan lämpötilaa, jossa valkaisuaine vapauttaa vetyperoksidia vesiliuoksessa, noin 0,7-2 paino-% proteo-lyyttistä entsyymiä ja noin 0,01-0,4 paino-% hydroksyyli-amiinisuolaa, joka pystyy inhiboimaan entsyymin indusoiman valkaisuaineen hajoamisen, jota entsyymiä on läsnä likaantuneissa vaatteissa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se lisäksi sisältää noin 20-50 paino-% pesuaineen tehostesuolaa suspendoituneena nestemäiseen ei-ioniseen pinta-aktiiviseen aineeseen.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se pesuaineen tehostesuolana sisältää noin 25-40 paino-% alkalimetallitripolyfosfaattia.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että valkaisuaine on perboraattia, perkar-bonaattia, perfosfaattia tai persulfaattia, jota on läsnä määrältään noin 2-20 paino-%.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että valkaisuaine on natriumperboraattimonohydraat-tia.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että valkaisua aktivoiva aine on Ν,Ν,Ν',Ν'-tetra-asetyyli-etyleenidiamiini, jota on läsnä määrältään noin 0,1-10 paino-%, edullisesti noin 0,1-8 paino-%. 42 84279

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että hydroksyyliamiinisuola on hydroksyy-liamiinisulfaatti tai hydroksyyliamiinihydrokloridi, jota on läsnä määrältään noin 0,02-0,2 paino-%.