Внешняя структурирующая система для жидкой композиции моющего средства для стирки
EXTERNAL STRUCTURING SYSTEM FOR LIQUID LAUNDRY DETERGENT COMPOSITION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к внешней структурирующей системе(ам) (ВСС), содержащей кристаллические триглицериды, включая кристаллическое гидрогенизированное касторовое масло (ГКМ) и органические неаминофункциональные спирты, чтобы уменьшить чувствительность к сдвигу. Настоящее изобретение также относится к композициям моющего средства для стирки в жидкой или гелеобразной форме, содержащим ВСС.
Уровень техники
Жидкие композиции, в частности водные композиции моющего средства, содержащие значительные количества поверхностно-активных веществ, могут представлять трудности при составлении, принимая во внимание их склонность к разделению на две или более фаз, таких как одна или более фаз, обогащенных поверхностно-активным веществом, и фаза, обогащенная водой. Дополнительные технические трудности могут возникнуть, когда необходимо суспендировать твердые частицы в жидких композициях, содержащих поверхностно-активное вещество, поскольку твердые частицы могут иметь склонность к подъему наверх или осаждению на дно композиции с течением времени. Тем не менее потребителям нравятся жидкие моющие средства, которые предлагают стабилизированные вещества в виде твердых частиц, которые могут предоставлять производительность очистки, полезные эффекты по уходу за тканью, полезные эффекты во внешнем виде и/или визуальные или эстетические свойства. Кристаллизующиеся глицериды, включая гидрогенизированное касторовое масло (ГКМ, Thixcin R, касторовый воск, тригидроксистеарин) в течение многих лет, использовали в качестве модифицирующего реологические свойства агента или внешнего структурирующего агента. При кристаллизации до волокна/нити - подобно кристаллам, ГКМ может стабилизировать жидкие композиции и предотвратить отделение от жидкой фазы или предотвратить коагуляцию жидких кристаллов или суспендированных частиц.
Водные композиции моющего средства для стирки, которые стабилизированы за счет применения внешней структурирующей системы (ВСС), которая включает содержащие гидроксильную группу стабилизаторы, были описаны ранее. ВСС добавляют к композиции моющего средства, чтобы получить конечный продукт с желаемой реологией и структурированием. Перед тем как ВСС смешивают в конечный продукт, ее транспортируют посредством потока по трубе и насосов в и из резервуаров для хранения, и, следовательно, волокна кристаллизующихся глицеридов ВСС подвергаются сдвигу. Известно, что из-за сдвига волокна кристаллизующихся глицеридов теряют часть своей способности к структурированию, потому что волокна кристаллизующегося глицерида в потоке подвергаются необратимой агрегации и/или разрушению. Установлено, что 20-30% стабильности структурирования теряется во время процесса получения ВСС, хранения, транспортировки и процесса получения конечного продукта. Это приводит к более высоким количествам ВСС, которые необходимы, и/или к неоптимальной реологии/структурированию в конечном продукте.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение ВСС, приемлемых для композиций моющего средства, для обеспечения улучшенной чувствительности к сдвигу.
Было обнаружено, что указанная выше задача может быть решена путем применения сочетания кристаллизующегося глицерида(ов), анионного поверхностно-активного вещества и органических неаминофункциональных спиртов в ВСС. Также, ВСС в соответствии с настоящим изобретением позволяет использовать более низкий уровень кристаллизующегося глицерида(ов), в то же время обеспечивая желаемое структурирование для конечного продукта.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к внешней структурирующей системе для жидких или гелеобразных моющих средств, содержащей в массовых процентах: а) от 2% до 10% кристаллов глицерида, имеющих температуру плавления от 40°С до 100°С; b) от 2% до 20% рН регулирующего агента; с) от 5% до 50% анионного поверхностно-активного вещества; и d) от более чем 1% до равного или менее чем 2,5% органического неаминофункционального спирта, выбранного из группы, состоящей из этанола, пропанола, бутанола, изопропанола, 1,2-пропандиола, 1,3-пропандиола, диэтилгликоля и их смесей. Также настоящее изобретение относится к композиции моющего средства, содержащей внешнюю структурирующую систему в соответствии с любым из предшествующих пунктов.
Настоящее изобретение дополнительно охватывает применение внешней структурирующей системы в соответствии с настоящим изобретением в композиции моющего средства для уменьшения чувствительности к сдвигу.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 демонстрирует устойчивость к сдвигу ВСС в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с обычным (не органическими неаминофункциональными спиртами) внешним структурирующим агентом на основе гидрогенизированного касторового масла.
Подробное описание изобретения
Как используется в данной заявке, термин «внешняя структурирующая система» или «ВСС» относится к выбранному соединению или смеси соединений, которые обеспечивают структуру композиции моющего средства независимо от, или неотносящиеся к какому-либо структурирующему эффекту моющих поверхностно-активных веществ композиции. Полезные эффекты структурирования включают попадание в предел текучести, приемлемый для суспендирования частиц, которые имеют широкий лиапазон размеров и плотностей. Используемая ВСС может иметь химические особенности, представленные детально в данной заявке ниже.
Не желая быть связанными теорией, считают, что многие внешние структурирующие агенты действуют путем формирования твердых структур, имеющих определенные морфологии в композиции моющего средства. Данные твердые структуры могут принимать одну или более физических форм. Неограничивающие примеры типичных физических или морфологических форм включают нити, иглы, ленты, розеткообраные структуры и их смеси. Не желая быть связанными теорией, считают, что нитевидные, лентовидные, веретеновидные или фибрилловидные структурирующие системы, другими словами, структурирующие системы, имеющие несферические удлиненные частицы, обеспечивают наиболее эффективную структуру в жидкостях. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления предпочтительными являются нитевидные, лентовидные, веретеновидные или фибрилловидные структурирующие системы. Кроме того, считают, что внешние структурирующие системы, содержащие кристаллизующиеся глицеридены, включая ГКМ и органические неаминофункциональные спирты, могут содержать и обеспечить как в ВСС, так и в композициях моющего средства, более полную и устойчивую к сдвигу волокнистую структуру, чем та, что присутствует в другой аналогичной композиции, но без данного сочетания. Не желая быть связанными теорией, считают, что необратимую агрегацию волокон в потоке различают по электростатическим силам отталкивания из-за электрических зарядов, накопленных на поверхности волокна за счет определенного поверхностно-активного вещества. Более того, когда добавляют органический неаминофункциональный спирт, электростатические силы воспринимаются сильнее на большем расстоянии, таким образом, лучше предохраняя от агрегации при сдвиге.
«Жидкость», как используется в данной заявке, может включать жидкости, гели, пены, мусс и любую другую текучую, по существу, негазофазную композицию. Неограничивающие примеры жидкостей в пределах объема настоящего изобретения включают облегченные и усиленные жидкие композиции моющего средства, чистящие композиции для твердой поверхности, моющие гели, обычно используемые для стирки, и отбеливатель и добавки для стирки. Газы, например суспендированные пузырьки, могут быть включены в жидкости.
Под «внутренним структурированием» имеют в виду, что моющие поверхностно-активные вещества, которые образуют основной класс ингредиентов для стирки, основываются на эффекте структурирования. Настоящее изобретение, в противоположном смысле, ставит своей целью «внешнее структурирование», означающее структурирование, которое основывается на не поверхностно-активном веществе, например кристаллическом глицериде(ах), включая, но не ограничиваясь приведенным, гидрогенизированное касторовое масло, для достижения желаемых реологических свойств и суспендирующей способности частиц.
«Ограниченная растворимость», как используется в данной заявке, означает, что не более, чем девять десятых составленного в композицию агента фактически растворяется в жидкой композиции. Преимущество кристаллизующегося глицерида(ов), такого как гидрогенизированное касторовое масло, в качестве внешнего структурирующего агента, состоит в чрезвычайно ограниченной растворимости в воде.
«Растворимый», как используется в данной заявке, означает, что более чем девять десятых составленного в композицию агента фактически растворяется в жидкой композиции при температуре 20°С.
«Премикс», как используется в данной заявке, означает смесь из ингредиентов, предназначенных для смешивания с другими ингредиентами, такими как остальная часть жидкого или гелеобразного моющего средства для стирки, перед продажей. «Премикс» сам по себе может быть товаром для продажи и может продаваться, например, в емкостях для сыпучих материалов, для последующего смешивания с остальной частью моющего средства для стирки в удаленном месте. С другой стороны, некоторые премиксы могут непосредственно использоваться для достижения готовой композиции моющего средства, полученной на одном объекте.
«Эмульсия», как используется в данной заявке, если специально не указано иное, касается макроскопических капель, которые являются достаточно большими, чтобы их увидеть с помощью обычного оптического микроскопа, гидрогенизированного касторового масла и/или другого триглицерида, в премиксе структурирующего агента (ВСС). Эмульсия может включать капли жидкости или может включать затвердевшие капли, в зависимости от температуры. Гидрогенизированное касторовое масло является в ограниченной степени растворимым в алканоламине, нейтрализованном премиксом, содержащим анионное поверхностно-активное вещество, и как результат, микроэмульсии также могут присутствовать.
«Аспектовое соотношение», как определено в данной заявке, означает отношение наибольшего размера частицы (l) к наименьшему размеру частицы (w), выраженное как «l:w». Аспектовое соотношение, например, может характеризовать кристаллическую частицу структурирующего агента кристаллизующегося глицерида(ов), такого как гидрогенизированное касторовое масло. Аспектовое соотношение дисперсий может быть адекватно охарактеризовано с помощью ТЕМ (просвечивающей электронной микроскопии) или подобными методами, например крио-ESEM. При использовании таких методов в настоящем изобретении целью является исследовать кристаллы гидрогенизированного касторового масла, или, в более общем смысле, любого эквивалентно кристаллизующегося глицерида; следовательно, предпочтительно проводить измерения с минимумом артефактов формирования. Артефакты могут формироваться, например, путем выпаривания растворителя из ВСС таким образом, что осадок кристаллов поверхностно-активного вещества не является кристаллами глицерида(ов), такого как, например, гидрогенизированное касторовое масло. Высокое аспектовое соотношение является желательным для гидрогенизированного касторового масла во внешних структурирующих агентах для использования в данной заявке. Предпочтительно аспектовое соотношение кристаллов гидрогенизированного касторового масла в ВСС и/или в моющих средствах составляет более чем 1:1, другими словами кристаллы структурирующего агента являются удлиненными. В предпочтительном варианте осуществления аспектовое соотношение составляет, по меньшей мере, 5:1. В предпочтительном варианте осуществления аспектовое соотношение составляет от 5:1 до приблизительно 200:1, предпочтительно от приблизительно 10:1 до приблизительно 100:1. В типичных случаях аспектовое соотношение может составлять от 10:1 до 50:1. Агрегация или разрушение кристаллов снижает аспектовое соотношение, что не является предпочтительным.
«Розеткообразная структура», как определено в данной заявке, означает частицу кристаллического структурирующего агента, например кристаллов глицерида, такого как гидрогенизированное касторовое масло, например, имеющую розеткообразный внешний вид. Такие частицы легко можно увидеть с помощью дифференциального интерференционного контрастного микроскопа или других визуальных микроскопических методов. Розеткообразные структуры могут иметь приблизительный диаметр 1-50 микрон, более типично от 2 до 20 микрон, например, приблизительно 5 микрон. Предпочтительные ВСС в данной заявке могут быть свободны от розеткообразных структур. Другие предпочтительные ВСС в данной заявке могут иметь низкое количественное соотношение между розеткообразными структурами и иглоподобными кристаллами. Без намерения ограничиваться теорией, снижение количественного соотношения между розеткообразными структурами и иглами повышает массовую эффективность ВСС.
Все процентные содержания, соотношения и пропорции, используемые в данной заявке, приведены в массовых процентах композиции, если не указано иное. Все средние значения рассчитываются «по массе» композиции или ее компонентов, если в прямой форме не указано иное.
Внешняя структурирующая система
ВСС в соответствии с настоящим изобретением содержит: (а) кристаллизующийся глицерид(ы); (b) рН регулирующий агент; (с) анионное поверхностно-активное вещество; (d) органические неаминофункциональные спирты; (е) дополнительные компоненты; и (f) необязательные компоненты. Каждый из этих компонентов подробно обсуждается ниже.
(а) Кристаллизующийся глицерид(ы)
10
22
Кристаллизующийся глицерид(ы), используемый в данной заявке, включает «гидрогенизированное касторовое масло» или «ГКМ» и представляет собой обязательный компонент ВСС в соответствии с настоящим изобретением. ГКМ, как используется в данной заявке, в более общем смысле, может представлять собой любое гидрогенизированное касторовое масло, при условии что оно способно к кристаллизации в премиксе ВСС. Касторовые масла могут включать глицериды, в частности триглицериды, содержащие С-С алкильные или алкенильные фрагменты, которые включают гидроксильную группу. Гидрогенизация касторового масла, для получения ГКМ, преобразует двойные связи, которые могут присутствовать в исходном масле в качестве рицинолеиловых фрагментов, чтобы преобразовать рицинолеиловые фрагменты в насыщенные гидроксиалкильные фрагменты, например гидроксистеарил. ГКМ в данной заявке могут, в некоторых вариантах осуществления, быть выбраны из: тригидроксистеарина; дигидроксистеарина и их смесей. ГКМ могут подвергать обработке в любом приемлемом исходной форме, включая, но не ограничиваясь приведенным, выбранной из твердой, расплавленной формы и их смесей. ГКМ, как правило, присутствует в ВСС в соответствии с настоящим изобретением в количестве от 2% до 10%, от 3% до 8% или от 4% до 6% по массе структурирующей системы. В некоторых вариантах осуществления соответствующее процентное содержание гидрогенизированного касторового масла, доставленного в конечный продукт моющего средства для стирки, составляет менее чем 1,0%, как правило, от 0,1% до 0,8%.
Подходящее ГКМ может иметь следующие характеристики: температура плавления от 40°С до 100°С, предпочтительно от 65°С до 95°С; и/или йодное число находится в диапазоне от 0 до 5, предпочтительно от 0 до 4, и наиболее предпочтительно от 0 до 2,6. Температура плавления ГКМ может быть измерена, используя или ASTM D3418, или ISO 11357; оба исследования применяют ДСК: дифференциальную сканирующую калориметрию.

ГКМ, используемое в настоящем изобретении, включает то, которое является коммерчески доступным. Неограничивающие примеры коммерчески доступного ГКМ, используемого в настоящем изобретении, включают: THIXCIN от Rheox, Inc. Дополнительные примеры подходящего ГКМ могут быть найдены в патенте США 5,340,390. Источник касторового масла для гидрогенизации для получения ГКМ, может быть любого приемлемого происхождения, например из Бразилии или Индии. В одном приемлемом варианте осуществления касторовое масло гидрогенизируют, используя благородный металл, например палладиевый катализатор, и контролируют температуру и давление гидрогенизации, чтобы оптимизировать гидрогенизацию двойных связей исходного касторового масла, в то же время избегая неприемлемых уровней дегидроксилирования.
Настоящее изобретение не предназначается для того, чтобы быть направленным только на использование гидрогенизированного касторового масла. Любой другой приемлемый кристаллизующийся глицерид(ы) может быть использован. В одном примере структурирующий агент представляет собой по существу чистый триглицерид 12-гидроксистеариновой кислоты. Данная молекула представляет собой чистую форму полностью гидрогенизированного триглицерида 12-гидрокси-9-цис-октадеценовой кислоты. По своей природе состав касторового масла является достаточно постоянным, но может несколько меняться. Аналогичным образом могут изменяться способы гидрогенизации. Любые другие приемлемые эквивалентные вещества, такие как смеси триглицеридов, в которых, по меньшей мере, 80% по массе составляет касторовое масло, могут быть использованы. Примеры эквивалентных веществ содержат, главным образом, или состоят, в основном из триглицеридов; или содержат, главным образом, или состоят, в основном, из смесей диглицеридов и триглицеридов; или содержат, главным образом, или состоят, в основном, из, смесей триглицеридов с диглицеридами и ограниченными количествами, например менее чем приблизительно 20% по массе глицеридных смесей, моноглицеридов; или содержат, главным образом, или состоят, в основном, из любых из вышеуказанных глицеридов с ограниченными количествами, например, менее, чем приблизительно 20% по массе, соответствующего продукта кислотного гидролиза любого из указанных глицеридов. Условием в приведенном выше является то, что большая часть, как правило, по меньшей мере, 80% по массе, любых из указанных глицеридов является химически идентичной глицериду полностью гидрогенизированной рицинолеиновой кислоты, т.е. глицериду 12-гидроксистеариновой кислоты. Это, например, хорошо известно в данной области техники для модифицирования гидрогенизированного касторового масла, такого как в представленном триглицериде, который будет представлять собой два 12-гидроксистеариновых фрагмента и один стеариновый фрагмент. Аналогичным образом, предусматривается, что гидрогенизированное касторовое масло может не быть полностью гидрогенизированным. В отличие от этого настоящее изобретение исключает поли(оксиалкилированные) касторовые масла, когда они не соответствуют критериям плавления.
(b) рН регулирующий агент
рН регулирующий агент является обязательным компонентом ВСС в соответствии с настоящим изобретением. Композиции в соответствии с настоящим изобретением содержат один или более рН регулирующих агентов. рН регулирующий агент, как правило, присутствует в концентрациях от 2% до 20%, предпочтительно от 2% до 10%, более предпочтительно от 0,3% до 5,0% по массе структурирующей системы.
В общем любые известные рН регулирующие агенты являются подходящими в данной заявке, включая источники щелочности, а также подкисляющие агенты или неорганического типа, или органического типа.
Неорганические источники щелочности включают, но не ограничиваются приведенным, водорастворимые гидроксиды, оксиды, карбонаты, бикарбонаты, бораты, силикаты, метасиликаты щелочных металлов и их смеси; водорастворимые гидроксиды, оксиды, карбонаты, бикарбонаты, бораты, силикаты, метасиликаты щелочноземельных металлов и их смеси; водорастворимые гидроксиды, оксиды, карбонаты, бикарбонаты, бораты, силикаты, метасиликаты группы металлов бора и их смеси; и их смеси. Предпочтительными неорганическими источниками щелочности являются гидроксид натрия, и гидроксид калия, и их смеси, наиболее предпочтительным неорганическим источником щелочности является гидроксид натрия. Хотя это не предпочтительно по экологическим причинам, водорастворимые фосфатные соли могут быть использованы как источники щелочности, включая пирофосфаты, ортофосфаты, полифосфаты, фосфонаты и их смеси.
Органические источники щелочности включают, но не ограничиваются приведенным, первичные, вторичные, третичные амины и их смеси.
Другими органическими источниками щелочности являются алканоламин или смесь алканоламинов. Приемлемые алканоламины могут быть выбраны из низших алканол моно-, ди- и триалканоламинов, таких как моноэтаноламин; диэтаноламин или триэтаноламин. Высшие алканоламины имеют более высокую молекулярную массу и могут быть менее эффективными по массе для целей настоящего изобретения. Моно- и диалканоламины являются предпочтительными по причинам эффективности по массе. Моноэтаноламин, в частности, является предпочтительным, однако дополнительный алканоламин, такой как триэтаноламин, может быть подходящим в определенных вариантах осуществления в качестве буфера. Наиболее предпочтительным алканоламином для использования в данной заявке является моноэтаноламин.
Неорганические подкисляющие агенты включают, но не ограничиваются приведенным, HF, НСl, HBr, HI, борную кислоту, фосфорную кислоту, фосфоновую кислоту, серную кислоту, сульфоновую кислоту и их смеси. Предпочтительным неорганическим подкисляющим агентом является борная кислота.
1
30
Органические подкисляющие агенты включают, но не ограничиваются приведенным, незамещенные и замещенные, разветвленные, линейные и/или циклические C-C карбоновые кислоты и их смеси.
(с) Анионное поверхностно-активное вещество
Анионное поверхностно-активное вещество является обязательным компонентом ВСС в соответствии с настоящим изобретением. Не желая быть связанными теорией, считают, что анионное поверхностно-активное вещество действует как эмульгатор расплавов ГКМ и аналогичных кристаллизующихся глицеридов. В контексте только внешней структурирующей системы (в отличие от контекста жидкой композиции моющего средства, содержащей систему поверхностно-активных веществ), следующие утверждения являются правдивыми. Как используется в данной заявке «анионное поверхностно-активное вещество» в предпочтительных вариантах осуществления не включает мыла и жирные кислоты; они могут присутствовать в конечных композициях моющего средства для стирки, но в целом, в отличие от ограниченных количеств 12-гидроксистеариновой кислота, которые могут возникнуть в результате ограниченного гидролиза глицеридов на основе гидрогенизированного касторового масла, преднамеренно не включаются в ВСС. В общем назначении при расчете композиции, «мыла» и «жирные кислоты» учитываются как добавки для повышения моющего действия. В противном случае любое приемлемое анионное поверхностно-активное вещество находит свое применение в ВСС в соответствии с настоящим изобретением.
Приемлемые анионные поверхностно-активные вещества, используемые в данной заявке, могут включать любые типы обычных анионных поверхностно-активных веществ, как правило, используемых в жидких продуктах. Они включают алкилсульфоновые кислоты, алкилбензолсульфоновые кислоты, этоксилированные алкилсульфаты и их соли, а также алкоксилированные или неалкоксилированные алкилсульфатные вещества.
Неограничивающие примеры приемлемых анионных поверхностно-активных веществ, используемых в данной заявке, включают: линейный алкилбензолсульфонат (LAS), алкилсульфаты (AS), алкилэтоксилированные сульфонаты (AES), лауретсульфаты и их смеси, наиболее предпочтительным анионным поверхностно-активным веществом является линейный алкилбензолсульфонат (LAS). В некоторых вариантах осуществления анионное поверхностно-активное вещество может присутствовать во внешней структурирующей системе в количестве от 5% до 50%. Однако, когда используют более чем 25% по массе ВСС анионного поверхностно-активного вещества, как правило, возникает необходимость сократить количество поверхностно-активного вещества, используя органический растворитель в дополнение к воде.
10-16
11-14
11
14
12
Предпочтительными анионными поверхностно-активными веществами являются соли щелочных металлов C алкилбензолсульфоновых кислот, предпочтительно С алкилбензолсульфоновых кислот. Предпочтительно, алкильная группа является линейной и такие линейные алкилбензолсульфонаты известны как «LAS». Алкилбензолсульфонаты и, в частности LAS, хорошо известны в данной области техники. Такие поверхностно-активные вещества и их получение описаны, например, в патентах США 2,220,099 и 2,477,383. Предпочтительными являются линейные алкилбензолсульфонаты натрия и калия, в которых среднее количество атомов углерода в алкильной группе составляет от приблизительно 11 до 14. Наиболее предпочтительными являются кислотные формы линейных алкилбензолсульфонатов (HLAS), в которых среднее количество атомов углерода в алкильной группе составляет от приблизительно 11 до 14. С-С, например, С HLAS является наиболее предпочтительным.
Другой предпочтительный тип анионного поверхностно-активного вещества включает этоксилированные алкилсульфатные поверхностно-активные вещества. Такие вещества, также известные как алкилэфирсульфаты или алкилполиэтоксилатсульфаты, являются такими, которые соответствуют формуле:
2
4
n
3
R'-O-(CHO)-SOM,
8
20
10
18
12
16
в которой R’ представляет собой C-C алкильную группу, n означает от приблизительно 1 до 20 и M представляет собой солеобразующий катион. Предпочтительно, R' представляет собой C-C алкил, n означает от приблизительно 1 до 15 и M представляет собой натрий, калий, аммоний, алкиламмоний или алканоламмоний. Наиболее предпочтительно, R' представляет собой С-С, n означает от приблизительно 1 до 6 и M представляет собой натрий.
Алкилэфирсульфаты, как правило, будут использоваться в виде смесей, содержащих R' цепи с различной длиной и различными степенями этоксилирования. Часто такие смеси неизбежно будут также содержать некоторые неэтоксилированные алкилсульфатные вещества, то есть поверхностно-активные вещества этоксилированного алкилсульфата, указанной выше формулы, в которой n=0. Неэтоксилированные алкилсульфаты также могут быть добавлены отдельно в композиции в соответствии с настоящим изобретением и использоваться как или в любом компоненте анионного поверхностно-активного вещества, которое может присутствовать.
8
20
Предпочтительные неалкоксилированные, например, неэтоксилированные, алкилэфирсульфатные поверхностно-активные вещества, являются такими, которые получают путем сульфатирования высших C-C жирных спиртов. Обычные первичные алкилсульфатные поверхностно-активные вещества имеют общую формулу:
3
+
ROSO-M,
8
20
10
15
12
14
в которой R представляет собой, как правило, линейную C-C углеводородную группу, которая может быть неразветвленной цепью или разветвленной цепью, и M представляет собой водорастворимый катион. Предпочтительно, R представляет собой C-C алкил и M представляет собой щелочной металл. Наиболее предпочтительно, R представляет собой С-С и M представляет собой натрий.
(d) Органические неаминофункциональные спирты
Органический неаминофункциональный спирт(ы) является обязательным компонентом ВСС в соответствии с настоящим изобретением. Органические неаминофункциональные спирты, как правило, содержащие в основном С, H и О (то есть не содержащие силиконы и свободные от гетероатома), присутствуют в ВСС, чтобы улучшить устойчивость к сдвигу особенно в процессе обработки в сочетании с ГКМ.
Таким образом, органические неаминофункциональные органические спирты присутствуют при получении премиксов ВСС. Предпочтительные органические неаминофункциональные спирты включают одноатомные спирты, двухатомные спирты, многоатомные спирты, глицерин, гликоли и их смеси. Высоко предпочтительными являются смеси растворителей, в частности, смеси низших алифатических спиртов, таких как этанол, пропанол, бутанол, изопропанол, и/или диолов, таких как 1,2-пропандиол или 1,3-пропандиол; диэтиленгликоль и их смеси. Приемлемые спирты, в частности включают С1-С4 спирты. Предпочтительно, органический неаминофункциональный спирт представляет собой 1,2-пропандиол или 1,3-пропандиол, наиболее предпочтительно, органический неаминофункциональный спирт представляет собой 1,2-пропандиол. В ВСС органический неаминофункциональный спирт присутствует в количестве от более чем 1% до равного или менее чем 2,5% по массе ВСС, более предпочтительно, в количестве от более чем 1% до равного или менее чем 2%, и наиболее предпочтительно, органический неаминофункциональный спирт присутствует в количестве, равном или менее чем 2% по массе ВСС.
(e) Дополнительные компоненты
Дополнительное поверхностно-активное вещество
ВСС в соответствии с настоящим изобретением может необязательно содержать поверхностно-активное вещество в дополнение к анионным поверхностно-активным веществам. В некоторых вариантах осуществления системы могут дополнительно содержать поверхностно-активное вещество, выбранное из: неионного поверхностно-активного вещества; катионного поверхностно-активного вещества; амфотерного поверхностно-активного вещества; цвиттерионного поверхностно-активного вещества; и их смесей.
Буфер
ВСС в соответствии с настоящим изобретением может необязательно содержать рН буфер. В некоторых вариантах осуществления, рН поддерживают в пределах диапазона рН от 5 до 11, или от 6 до 9,5, или от 7 до 9. Не желая быть связанными теорией, считают, что буфер стабилизирует рН ВСС, тем самым ограничивая какой-либо потенциальный гидролиз структурирующего агента на основе ГКМ. Однако предусмотренными могут быть свободные от буфера варианты осуществления, и когда ГКМ гидролизует, может образовываться некоторое количество 12-гидроксистеарата, который описан в данной области техники как такой, который способен к структурированию. В определенных предпочтительных содержащих буфер вариантах осуществления рН буфер не включает одновалентные неорганические катионы, такие как натрий, в структурирующей системе. В некоторых вариантах осуществления предпочтительный буфер представляет собой моноэтаноламиновую соль борной кислоты. Однако также рассматриваются варианты осуществления, в которых буфер является свободным от натрия и свободным от бора; или является свободным от какого-либо преднамеренно добавленного натрия, бора или фосфора. В некоторых вариантах осуществления MEA, нейтрализующий борную кислоту, может присутствовать в количестве от 0% до 5%, от 0,5% до 3%, или от 0,75% до 1% по массе структурирующей системы.
Как уже отмечалось, алканоламины, такие как триэтаноламин и/или другие амины, могут быть использованы в качестве буферов; при условии что алканоламин, прежде всего, обеспечивается в количестве, достаточном для эмульгирования первичного структурирующего агента с целью нейтрализации кислотной формы анионных поверхностно-активных веществ.
Вода
ВСС в соответствии с настоящим изобретением может содержать воду. Вода может формировать остальную часть структурирующих систем в соответствии с настоящим изобретением после того, как массовое процентное содержание всех других ингредиентов взято в рассчет.
В некоторых вариантах осуществления вода может присутствовать в количестве от 5% до 90% по массе внешней структурирующей системы, предпочтительно от 10% до 80%, более предпочтительно от 15% до 78% и наиболее предпочтительно от 30% до 78%.
(f) Необязательные компоненты
Консервант
Консерванты, такие как растворимые консерванты, могут быть добавлены в ВСС или конечный продукт моющего средства таким образом, чтобы ограничить загрязнение микроорганизмами. Такое загрязнение может привести к колониям бактерий и грибков, способных привести в результате к разделению фаз, неприятным, например прогорклым, запахам и тому подобное. Предпочтительным является использование консерванта широкого спектра действия, который контролирует рост бактерий и грибков. Консерванты с ограниченным спектром действия, которые являются эффективными только по отношению к одной группе микроорганизмов, также могут быть использованы, или в сочетании с веществом широкого спектра действия, или в «пакете» консервантов с ограниченным спектром действия с аддитивными активностями. В зависимости от условий производства и потребительского использования, также может быть желательным использование более чем одного консерванта широкого спектра действия, чтобы минимизировать воздействие какого-либо потенциального загрязнения.
Использование как биоцидных веществ, то есть веществ, которые убивают или уничтожают бактерии и грибки, так и биостатических консервантов, то есть веществ, которые регулируют или замедляют рост микроорганизмов, может служить признаком для настоящего изобретения.
Как правило, консерванты будут использоваться только в эффективном количестве. Для целей данного описания термин «эффективное количество» означает количество, достаточное для контроля роста микроорганизмов в продукте в течение определенного периода времени, то есть двух недель, таким образом, что не оказывается негативное влияние на его стабильность и физические свойства. Для большинства консервантов, эффективное количество будет составлять от 0,00001% до 0,5% от общей формулы, в зависимости от массы. Очевидно, однако, что эффективное количество будет изменяться в зависимости от используемого вещества, и квалифицированный специалист в данной области техники должны быть способен выбрать соответствующий консервант и используемое количество.
Предпочтительные консерванты для композиций в соответствии с настоящим изобретением включают органические соединения серы, галогенированные вещества, циклические органические азотсодержащие соединения, низкомолекулярные альдегиды, четвертичные аммониевые вещества, дегидроуксусную кислоту, фенил и фенокси соединения и их смеси.
Примеры предпочтительных консервантов для использования в композициях в соответствии с настоящим изобретением включают: смесь из 77% 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-она и 23% 2-метил-4-изотиазолин-3-она, которая коммерчески продается в виде 1,5% водного раствора от Rohm & Haas (Philadelphia, РА) под торговой маркой Kathon; 1,2-бензизотиазолин-3-он, который коммерчески продается от Avecia (Wilmington, DE) в виде, например, 20% раствора в дипропиленгликоле, продаваемый под торговой маркой Proxel™ GXL, продаваемый Arch Chemicals (Atlanta, GA); и 95:5 смесь из 1,3 бис(гидроксиметил)-5,5-диметил-2,4-имидазолидиндиона и 3-бутил-2-йодпропинилкарбамата, которая может быть получена, например, как Glydant Plus от Lonza (Fair Lawn, NJ). Высоко предпочтительная система консервантов коммерчески продается как Acticide™ MBS и содержит активные вещества метил-4-изотиазолин (MIT) и 1,2-бензизотиазолин-3-он (BIT) в приблизительно равных пропорциях по массе и в общей концентрации в Acticide™ MBS 5%. Acticide составляют в композицию в количестве от 0,001 до 0,1%, более типично от 0,01 до 0,1% по массе исходя из 100% основы активных веществ в премиксе ВСС.
Другие загустители
Полимерные загустители, известные в данной области техники, например, Carbopol™ от Lubrizol (Wickliffe, ОН), акрилатные сополимеры, такие как те, которые известны как ассоциативные загустители и подобные, могут быть использованы для добавления к ВСС. Данные вещества могут быть добавлены или в премикс ВСС, или отдельно в конечную композицию моющего средства. Дополнительно или альтернативно известные LMOG (низкомолекулярные органогелеобразующие вещества), такие как дибензилиденсорбит, могут быть добавлены к композициям или в премикс ВСС, или в конечные композиции моющего средства. Приемлемые использованные количества составляют от 0,01% до 5%, или от 0,1 до 1% по массе конечной композиции моющего средства.
Вещество в виде частиц
Либо ВСС или конечная композиция моющего средства могут дополнительно включать вещество в виде частиц, такое как подавители пенообразования, инкапсулированные ингредиенты восприятия, например отдушки, отбеливатели и ферменты в инкапсулированной форме; или эстетические добавки, такие как перламутровые агенты, частицы пигмента, слюду или подобное. Приемлемые использованные количества составляют от 0,0001% до 5% или от 0,1% до 1% по массе конечной композиции моющего средства. В вариантах осуществления настоящего изобретения было обнаружено, что полезным является включать определенные вещества в виде частиц, например слюду для визуальных полезных эффектов внешнего вида, непосредственно в ВСС, в то же время составление в композицию более чувствительных веществ в виде частиц, например, инкапсулированных ферментов и/или отбеливателей, осуществляют на более позднем этапе в конечную композицию моющего средства.
Способ получения внешней структурирующей системы
ВСС в соответствии с настоящим изобретением может быть получена с применением способа, включающего стадии, на которых: (а) получают первый премикс, как правило, содержащий анионное поверхностно-активное вещество, и раствор, например воду, и органические неаминофункциональные спирты, и алканоламины; (b) образовывают горячий премикс с включением кристаллизующегося глицерида(ов) в премикс при температуре от 50°С до 150°С; (с) по меньшей мере, частично охлаждают или позволяют охладить продукт со стадий (а) и (b), чтобы получить внешнюю структурирующую систему (ВСС) в соответствии с настоящим изобретением; и (d) необязательно, добавляют консервант во внешнюю структурирующую систему. Данные стадии могут быть выполнены в следующем порядке: от «а» до «d». Однако следует отметить, что вариации, которые в результате приводят к нитевидной ВСС, также предназначены для включения в объем настоящего изобретения, например консервант может быть включен на стадии (а) вместо того, чтобы быть включенным на отдельной стадии (d). После того как получена ВСС, ее могут добавлять к остальной части композиции моющего средства, как правило, с разницей в температуре не более чем от 20°С до 30°С между ВСС и остальной частью композиции моющего средства; предпочтительно, ВСС и остальную часть моющего средства объединяют на холоде.
Более подробное описание каждой стадии получения (получение премикса; эмульгирование ГКМ; охлаждение премикса и добавление консерванта) может быть найдено в WO 2011 /031940, страницы 17-18.
Общие условия сдвига
-1
Как уже отмечалось, ВСС в данной заявке может быть получена, используя ряд типов оборудования и режимов сдвига. В одном предпочтительном варианте осуществления процесс использует относительно низкий режим сдвига, в котором скорости сдвига достигают максимума от 100 до 500 с, и ВСС испытывает сдвиг данного максимума в течение времени пребывания при наиболее высоком состоянии сдвига не более чем от 60 до 100 секунд (с). Из практических соображений один процесс использует оборудования погрузчик, трубу, насос и теплообменник пластинчатого типа, и максимальный сдвиг происходит в теплообменнике пластинчатого типа на стадии, используемой для охлаждения ВСС; но ВСС проходит довольно редко через данную область высокого сдвига, например, только от приблизительно трех до приблизительно пяти проходов на производственный цикл.
Композиции моющего средства
ВСС в соответствии с настоящим изобретением может быть включена в композицию моющего средства или ее компоненты, как описано ниже. Композиция моющего средства может принимать любую приемлемую форму и может быть выбрана из жидкого моющего средства для стирки, единичной дозы моющего средства и/или чистящих композиций для твердой поверхности.
Способ включения внешней структурирующей системы
Любые приемлемые способы включения ВСС в соответствии с настоящим изобретением в композицию моющего средства или ее компоненты могут быть использованы. Квалифицированный специалист в данной области техники способен определить, в какой момент в процессе получения моющего средства должна быть включена ВСС. Поскольку ВСС в соответствии с настоящим изобретением может быть чувствительной к сдвигу, может быть желательным в некоторых вариантах осуществления добавлять ВСС в композицию моющего средства или ее компоненты как можно позже в процессе получения. Однако в некоторых вариантах осуществления, может быть желательным добавлять ВСС в процессе получения раньше, чтобы стабилизировать какую-либо неоднородность до завершения получения моющего средства в процессе дифференциации последнего продукта. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления системы могут быть добавлены с помощью непрерывного жидкостного процесса, тогда как в других вариантах осуществления, системы могут быть добавлены с помощью дифференциации последнего продукта.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
При включении ВСС, которые являются чувствительными к сдвигу в другие компоненты для получения композиции моющего средства, предпочтительным может быть установить определенные рабочие параметры. Например, в некоторых вариантах осуществления средняя скорость сдвига, используемая для включения ВСС, может составлять от 300 с до 500 с, от 100 с до 5000 с или от 0,01 с до 10000 с. Моментальный сдвиг может быть выше чем от 3000 с до 5000 с в течение короткого периода времени. Для того чтобы определить профиль реологии, используют реометр ТА550, доступный от ТА Instruments, для определения кривой текучести композиций. Определение выполняют при 20°С, используя измерительную систему с плоской пластиной 4 см, установленную с зазором 500 микрон. Определение выполняют, используя программное приложение непрерывного линейного изменения скорости сдвига (как правило от 0,05 с до 30 с) в течение периода времени (3 минуты). Эти данные используются для создания кривой текучести вязкости относительно скорости сдвига.
Время, необходимое для включения ВСС в другие компоненты, чтобы получить композицию моющего средства, может составлять от приблизительно от 1 с до 120 с, от 0,5 с до 1200 с или от 0,001 с до 12000 с.
Жидкие композиции моющего средства для стирки
В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение направлено на жидкие композиции моющего средства для стирки, содержащие ВСС в соответствии с настоящим изобретением. Жидкие композиции моющего средства для стирки могут находиться в любой приемлемой форме и могут содержать любые приемлемые компоненты. Неограничивающие примеры приемлемых компонентов описаны, в свою очередь, ниже.
Компонент поверхностно-активного вещества
Композиции моющего средства в данной заявке содержат от 1% до 70% по массе компонента поверхностно-активного вещества, выбранного из анионных, неионных, катионных, цвиттерионных и/или амфотерных поверхностно-активных агентов. Более предпочтительно, компонент поверхностно-активного вещества будет составлять от 5% до 45% по массе композиции и будет содержать анионные поверхностно-активные вещества, неионные поверхностно-активные вещества и их комбинации.
Анионные поверхностно-активные вещества
Приемлемые анионные поверхностно-активные вещества, используемые в данной заявке, могут содержать любые обычные типы анионных поверхностно-активных веществ, как правило, используемые в жидких продуктах моющего средства. Они включают алкилбензолсульфоновые кислоты и их соли, а также алкоксилированные или неалкоксилированные алкилсульфатные вещества. Предпочтительные анионные поверхностно-активные вещества для использования в данной заявке были описаны в WO 2011/0319940, страницы 20-21.
Неионные поверхностно-активные вещества
Приемлемые неионные поверхностно-активные вещества, используемые в данной заявке, могут содержать любые обычные типы неионных поверхностно-активных веществ, как правило, используемые в жидких продуктах моющего средства. Они включают алкоксилированные жирные спирты и аминоксидные поверхностно-активные вещества. Предпочтительными для использования в жидких продуктах моющего средства в данной заявке являются те неионные поверхностно-активные вещества, которые обычно являются жидкими. Предпочтительные неионные поверхностно-активные вещества для использования в данной заявке были описаны в WO 2011/0319940, страницы 21-22.
Сочетания анионного/неионного поверхностно-активных веществ
В жидких композициях моющего средства в данной заявке, компонент моющего поверхностно-активного вещества может содержать сочетания анионных и неионных поверхностно-активных веществ.
Водный жидкий носитель
Обычно количество водного, не поверхностно-активного жидкого носителя, используемого в композициях в данной заявке, будет относительно большим. Например, компонент неводного, не поверхностно-активного жидкого носителя может составлять от 0% до 40% по массе композиций в данной заявке. Более предпочтительно этот компонент жидкого носителя будет составлять от 1% до 30% и еще более предпочтительно от 2% до 25% по массе композиций в данной заявке.
Наиболее экономически эффективным типом водного, не поверхностно-активного жидкого носителя является, конечно, сама вода. Соответственно, компонент неводного, не поверхностно-активного жидкого носителя, как правило, будет преимущественно, если не полностью, состоять из воды. В то время как другие типы смешивающихся с водой жидкостей, таких как алканолы, диолы, другие полиолы, эфиры, амины и подобные, обычно добавляли в жидкие композиции моющего средства, как сорастворители или стабилизаторы, для целей настоящего изобретения, использование таких смешивающихся с водой жидкостей должно быть сведено к минимуму, чтобы не привести к увеличению стоимости композиции. Соответственно, компонент водного жидкого носителя жидких продуктов моющего средства в данной заявке будет, как правило, содержать воду, присутствующую в концентрациях, находящихся в диапазоне от 0% до 90%, более предпочтительно от 5% до 70%, по массе композиции.
Необязательные ингредиенты композиции моющего средства
Композиции моющего средства в соответствии с настоящим изобретением также могут включать любое количество дополнительных необязательных ингредиентов. Они включают обычные компоненты композиции моющего средства для стирки, такие как моющие добавки для повышения моющего действия, ферменты, стабилизаторы ферментов (такие как пропиленгликоль, борная кислота и/или бура), подавители пенообразования, суспендирующие загрязнения агенты, грязеотталкивающие агенты, другие полезные агенты по уходу за тканью, рН регулирующие агенты, хелатирующие агенты, смектитовые глины, растворители, гидротропы и фазовые стабилизаторы, структурирующие агенты, агенты, ингибирующие перенос красителя, оптические отбеливатели, отдушки и окрашивающие агенты. Различные необязательные ингредиенты композиции моющего средства, если они присутствуют в композициях в данной заявке, должны быть использованы в концентрациях, обычно применяемых, чтобы внести свой благоприятный вклад в композицию или процесс стирки. Часто общее количество таких необязательных ингредиентов композиции моющего средства может находиться в диапазоне от 2% до 50%, более предпочтительно от 5% до 30% по массе композиции. Некоторые из необязательных ингредиентов, которые могут быть использованы, были описаны более подробно в заявке WO 2011/031940: органические добавки для повышения моющего действия моющего средства, страницы 23-24; моющие ферменты, страница 24; растворители, гидротропы и фазовые стабилизаторы, страница 24; и рН контролирующие агенты, страница 24.
Единичная доза моющего средства
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения жидкие композиции моющего средства упакованы в мешочек единичной дозы, при этом мешочек изготовлен из водорастворимого пленочного материала, такого как поливиниловый спирт. В некоторых вариантах осуществления мешочек единичной дозы содержит одно или несколько отделений в мешочке, где присутствующая жидкая композиция моющего средства может быть использована в сочетании с каким-либо другим обычным порошком или жидкой композицией моющего средства. Примеры приемлемых мешочков и водорастворимых пленочных материалов представлены в патентах США №№6,881,713, 6,815,410 и 7,125,828. Обычные способы изготовления мешочков единичной дозы представляют собой вертикальный способ непрерывного упаковывания (VFFS) и горизонтальный способ непрерывного упаковывания (HFFS), предпочтительно HFFS с термо- и/или вакуумным формованием.
Чистящие композиции для твердой поверхности
В некоторых вариантах осуществления ВСС может быть использована в жидких чистящих композициях для твердой поверхности. Такие композиции включают, но не ограничиваются приведенным, формы, выбранные из гелей, паст, загущенных жидких композиций, а также композиций, имеющих вязкость, аналогичную воде. Предпочтительной жидкой чистящей композицией для твердой поверхности в данной заявке является водная, жидкая чистящая композиция для твердой поверхности и, следовательно, предпочтительно, содержит воду, более предпочтительно в количестве от 50% до 98%, еще более предпочтительно от 75% до 97% и наиболее предпочтительно 80% до 97% по массе общей композиции.
Примеры
Справочные таблицы I-III ниже представляют собой неограничивающие примеры, раскрытые в них, включают те, которые иллюстрируют несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, а также те, которые являются сравнительными.
Сравнительные данные
Фигура 1 относится к устойчивости к сдвигу ВСС (С) в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с обычным (неорганические неаминофункциональные спирты) внешним структурирующим агентом на основе гидрогенизированного касторового масла (D).
Фигура 1 иллюстрирует, что добавление органического неаминофункционального спирта (1,2-пропандиола) в ВСС делает ее менее чувствительной к сдвигу. Доказано, что количества от более чем 1% до 2% органического неаминофункционального спирта смещают в большую сторону порог скорости сдвига, при котором начинает происходить повреждение при сдвиге. Порог скорости сдвига постепенно увеличивался с количеством 1,2-пропандиола.
На фигуре 1 G' восстановление было построено через 60 секунд после сдвига при скорости сдвига, указанной по оси х. G' восстановление представляет собой отношение модулей упругости перед и после приложенной скорости сдвига. Исследование проводят, используя ARG2 реометр с CP геометрией, при 35°С. Следует отметить, что порог скорости сдвига был определен как скорость сдвига, при которой G' восстановление после сдвига становится менее чем 100%. Вязкость исходного вещества и G' представляют собой меру того, насколько хорошо ВСС будет структурировать конечный продукт. Также исследование, приведенное ниже, проводят при 35°С. Порог скорости сдвига зависит от температуры пробы. Когда исследование проводят при 20°С будет наблюдаться меньшее повреждение при сдвиге. Однако 35°С выбирают, поскольку это температура, при которой премикс хранят, транспортируют и включают в конечный продукт.
Фигура 1 демонстрирует, что для стандартной ВСС порог скорости сдвига, при котором можно видеть, что представленный G' не восстанавливается на 100%, находится от 10 до 15 /с. При этом, для ВСС в соответствии с настоящим изобретением с 2% 1,2 пропандиола, он составляет 20/s.
Размеры и значения, описанные в данной заявке, не следует понимать, как строго ограниченные точно приведенными числовыми значениями. Вместо этого, если не указано иное, каждый такой размер предназначен, чтобы обозначать как указанное значение, так и функционально эквивалентный диапазон, окружающий данное значение. Например, размер, описанный как «40 мм» предназначен обозначать «приблизительно 40 мм».