ES2310387T3 - Detergente para ropa con tensioactivo monoanionico de poliamina. - Google Patents
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Abstract
Una composición de detergente para la ropa que comprende: (a) de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 80% en peso de la composición, de un tensioactivo monoaniónico de poliamina que tiene la fórmula: (Ver fórmula) en la que R se selecciona entre hidrógeno, alquilo C1-C4, alquilarilo C7-C12, alquileno C2-C12, hidroxialquileno C3-C12, dihidroxialquileno C4-C12, dialquilarileno C8-C12, lineales o ramificados, y (Ver fórmula) en el que mu y ni están en el intervalo de 0 a 4 y la suma de mu y ni está entre 1 y 4; R1 se selecciona entre hidrógeno, alquilo C1-C4 lineal o ramificado, alquilarilo C6-C12, alquileno C2-C12, hidroxialquileno C3-C12, dihidroxialquileno C4-C12 y dialquilarileno C8-C12; R2 se selecciona entre R1 y óxido de amina; R'' es un conector que conecta los átomos de nitrógeno a la cadena principal y se selecciona entre alquileno C2-C12, alquenileno C4-C12, hidroxialquileno C3-C12, en el que el resto hidroxilo puede estar en cualquier posición en la cadena unitaria R'' excepto en los átomos de carbono conectados directamente al nitrógeno de la cadena principal de poliamina; dihidroxialquileno C4-C12 en el que los restos hidroxilo pueden ocupar cualesquiera dos de los átomos de carbono de la cadena unitaria R'' excepto los átomos de carbono conectados directamente al nitrógeno de la cadena principal; los valores alfa, beta y gamma están entre 0 y 10 y la suma de alfa y beta es mayor o igual que 1; S- es R3-L- en el que R3 se selecciona entre alquilo C6-C22, alquileno C6-C22, polioxialquilenalquilo C6-C22, polioxialquilenacilo C6-C22, alquilarilo C6-C22, derivados de resina de trementina, N-acilalquilo C6-C22,; alquilo C6-C22 alfa-sulfonado, hidroxialquilo C6-C22 e hidroxialquileno C6-C22; en el que L- se selecciona entre COO-, SO3 -, OSO3 -, ácido fosfórico, ácido fosforoso, aminoácidos, ácido carboxílico aromático, ácidos de base de azúcar obtenidos de oxidación de monosacáridos y polisacáridos; (b) de aproximadamente 0,05% a aproximadamente 20% de un solubilizante seleccionado del grupo que consiste en tensioactivos aniónicos, no iónicos y anfóteros que tienen un HLB mayor que aproximadamente 10; (c) en la que la relación en peso de ácido conjugado aniónico del tensioactivo monoaniónico de poliamina a solubilizante, WR, es igual o mayor que R, que se define por la ecuación 1: R = 0, 22N 2 - 2, 23N + 6, 07 (1) en el que N es mayor o igual que 2 y es el número de grupos amina en la poliamina.
Description
Detergente para ropa con tensioactivo
monoaniónico de poliamina.
La presente invención se refiere a composiciones
de detergente para ropa que comprenden un tensioactivo monoaniónico
de poliamina y un solubilizante.
Están disponibles para el consumidor numerosos
productos de detergente. Sin embargo, existe una necesidad continua
del consumidor de mejorar el rendimiento, en especial si esto se
puede lograr con coste igual o menor. Específicamente, los
consumidores buscan una mejor eliminación de la suciedad, sin tener
que pagar un suplemento por dicho beneficio.
Las poliaminas, tal como la tetraetilenpentamina
("TEPA"), son conocidas en la producción de petróleo y
operaciones de refino como inhibidores de la corrosión,
desemulsionantes, neutralizantes y aditivos funcionales.
Las aplicaciones para ropa usan poliaminas
modificadas. Véase, por ejemplo, los documentos WO 00/63334, EP
137615, la patente de EE.UU. 5.669.984, la patente de EE.UU.
4.664.848, WO 99/49009, la patente de EE.UU. 6.121.226, la patente
de EE.UU. 4.622.378, el documento US 4548744, WO 2005/078062, WO
2005/026302, US 2005/0059570, US 2005/0197274 y la patente de
EE.UU. 4.597.898. Algunos de estos documentos describen
composiciones de detergente que también incorporan tensioactivos
aniónicos o ácidos grasos, o precursores de tensioactivos aniónicos,
en presencia también de agentes cáusticos fuertes que se añaden
para producir los tensioactivos aniónicos a partir de los
precursores ácidos de tensioactivos aniónicos o sales de ácidos
grasos a partir de ácidos grasos.
La presente invención se basa, al menos en
parte, en el descubrimiento de que se logra una mejor eliminación
de la suciedad cuando los tensioactivos monoaniónicos de poliamina
se combinan con un solubilizante dentro de los parámetros de
acuerdo con la presente invención.
La presente invención proporciona, en su primer
aspecto, una composición de detergente para ropa, que comprende:
(a) de aproximadamente 0,1% a aproximadamente
80% en peso de la composición, de un tensioactivo monoaniónico de
poliamina;
(b) de aproximadamente 0,05% a aproximadamente
20% de un solubilizante seleccionado del grupo que consiste en
tensioactivos aniónicos, no iónicos y anfóteros que tienen un HLB
mayor que aproximadamente 10,
(c) en la que la relación en peso de ácido
conjugado aniónico del tensioactivo monoaniónico de poliamina a
solubilizante, WR, es igual o mayor que R, que se define por la
ecuación 1:
(1)R =
0,22N^{2}-2,23N+6,07
en el que N es mayor o igual que 2
y es el número de grupos amina en la
poliamina.
En otro aspecto, la invención incluye
procedimientos para hacer el tensioactivos monoaniónico de poliamina
y detergentes para ropa líquidos y granulares que los contienen.
La siguiente descripción detallada y los
ejemplos ilustran algunos de los efectos de las composiciones de la
invención. Sin embargo, la invención y las reivindicaciones no están
limitadas por los mismos.
Excepto en los ejemplos de trabajo y
comparativos, o donde se indique explícitamente lo contrario, todos
los números en esta descripción que indican cantidades de material
o condiciones de reacción, propiedades físicas de materiales y/o
uso, deben entenderse modificadas por la palabra
"aproximadamente". Todas las cantidades son en peso de la
composición líquida de detergente, salvo que se especifique lo
contrario.
Hay que indicar que cuando se especifica
cualquier intervalo de concentración, cualquier concentración
superior particular se puede asociar con cualquier concentración
inferior particular.
Para evitar dudas, la palabra "comprende"
se pretende que signifique "incluye" pero no necesariamente
"consiste en" o "compuesto de". En otras palabras, las
etapas u opciones listadas no son necesariamente exhaustivas.
"Líquido" tal como se usa en el presente
documento significa que una fase continua o una parte predominante
de la composición es líquida y que una composición puede fluir a
15ºC y superior (es decir, puede incluir sólidos suspendidos). Los
geles están incluidos en la definición de composiciones líquidas tal
como se usa en el presente documento.
"HLB" tal como se usa en el presente
documento, es una abreviatura de balance
hidrófilo-lipófilo para un tensioactivo. Si un
tensioactivo tiene un número mayor de HLB, es más hidrófilo. Los
valores de HLB de los tensioactivos comerciales están listados en
McCutcheon's Handbook Vol. 1 Emulsion and Detergent.
Los tensioactivos monoaniónicos de poliamina
obtenidos en el procedimiento del presente documento contienen
unidades que tienen la fórmula estructural:
\vskip1.000000\baselineskip
en la que R se selecciona entre
hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{4} lineal o
ramificado, alquilarilo C_{7}-C_{12}, alquileno
C_{2}-C_{12}, hidroxialquileno
C_{3}-C_{12}, dihidroxialquileno
C_{4}-C_{12}, dialquilarileno
C_{8}-C_{12},
y
en el que \mu y \nu están en el
intervalo de 0 a 4 y la suma de \mu y \nu está entre 1 y 4.
R_{1} se selecciona entre hidrógeno, alquilo
C_{1}-C_{4} lineal o ramificado, alquilarilo
C_{6}-C_{12}, alquileno
C_{2}-C_{12}, hidroxialquileno
C_{3}-C_{12}, dihidroxialquileno
C_{4}-C_{12} y dialquilarileno
C_{8}-C_{12};
R2 se selecciona entre R1 y óxido de amina;
R' es un conector que conecta los átomos de
nitrógeno a la cadena principal. Las unidades R' se seleccionan de
alquileno C_{2}-C_{12}, alquenileno
C_{4}-C_{12}, hidroxialquileno
C_{3}-C_{12}, en el que el resto hidroxilo
puede estar en cualquier posición de la cadena unitaria R' excepto
en los átomos de carbono conectados directamente al nitrógeno de la
cadena principal de poliamina; dihidroxialquileno
C_{4}-C_{12} en el que los restos hidroxilo
pueden ocupar cualesquiera dos de los átomos de carbono de la cadena
unitaria R' excepto los átomos de carbono conectados directamente
al nitrógeno de la cadena principal. Los valores \alpha, \beta
y \gamma están entre 0 y 10 y la suma de \alpha y \beta es
mayor o igual a 1. El número total de grupos amina para la presente
invención es entre 2 y 10.
S^{-} es una base conjugada del ácido
tensioactivo aniónico (S^{-}H^{+}) con un número de HLB en el
intervalo de 2 a 45.
S^{-} se puede expresar como
R_{3}-L^{-}
en el que R_{3} se selecciona entre alquilo
C_{6}-C_{22}, alquileno
C_{6}-C_{22}, polioxialquilenalquilo
C_{6}-C_{22}, polioxialquilenacilo
C_{6}-C_{22}, alquilarilo
C_{6}-C_{22}, derivados de resina de
trementina, N-acilalquilo
C_{6}-C_{22}; alquilo
C_{6}-C_{22} \alpha-sulfonado,
hidroxialquilo C_{6}-C_{22} e hidroxialquileno
C_{6}-C_{22,} lineales o ramificados;
en el que L^{-} se selecciona entre COO^{-},
SO_{3}^{-}, OSO_{3}^{-}, ácido fosfórico, ácido fosforoso,
aminoácidos, ácido carboxílico aromático, ácidos de base de azúcar
obtenidos de oxidación de monosacáridos y polisacáridos.
Los TMAP preferidos de acuerdo con la presente
invención se seleccionan del grupo que consiste en
poliamina-alquilbencenosulfonato,
poliamina-alquil-sulfato, sal de
poliamina-ácido graso,
poliamina-alquil-polioxi-sulfato,
y mezclas de los mismos.
La cantidad de TMAP está interrelacionada con la
cantidad de un solubilizante usado en las composiciones liquidas de
detergentes, pero en general está en el intervalo de 0,1% a 80%,
preferiblemente de 1% a 60%, lo más preferiblemente de 5% a 40%.
A diferencia de las poliaminas, sólo algunos
TMAP son solubles en agua, p. ej.,
etilendiamina-LAS. La mayoría de los TMAP incluidos
en las composiciones de la invención son dispersables (no solubles o
no completamente solubles) en agua. Por lo tanto, las composiciones
de la invención incluyen un solubilizante para el TMAP. Incluso
para los TMAP que son solubles en agua, la presencia del
solubilizante es muy ventajosa, puesto que el solubilizante también
ajusta el balance hidrófilo/lipófilo de la mezcla tensioactiva de
TMAP y otros tensioactivos para lograr una mejor eliminación de la
suciedad. Para composiciones en polvo u otras composiciones no
acuosas, también es necesario un solubilizante para asegurar que el
TMAP se disuelve en el agua de lavado, de modo que su detergencia
pueda contribuir al lavado de la ropa. El solubilizante se
selecciona del grupo de tensioactivos aniónicos, no iónicos y
anfóteros que tienen un HLB mayor que 10, preferiblemente mayor que
13.
Se describen a continuación con detalle
tensioactivos aniónicos, no iónicos y anfóteros. Cualesquiera de
estos son adecuados como solubilizantes, siempre que tengan el HLB
requerido. Los solubilizantes preferidos se seleccionan de
etoxilatos de alcoholes (tales como alcano C8-C18
con 5-15 grupos EO) y/o de
alquil-polietoxi-sulfato, debido a
su capacidad para ayudar en la formación de micelas mixtas, a la vez
que tienen una capacidad solubilizante superior.
La cantidad del solubilizante depende de la
cantidad de TMAP, y se determina asegurando que la relación entre
el peso del ácido conjugado aniónico del TMAP y la suma de
solubilizantes, WR, es igual o mayor que R, que se define por la
ecuación 1:
(1)R =
0,22N^{2} - 2,23N +
6,07
en la que N es igual o mayor que 2
y es el número de grupos amina en la
poliamina.
La ecuación 1 limita el peso máximo del
solubilizante. Demasiado solubilizante destruye el HLB de la mezcla
tensioactiva de TMAP y otros tensioactivos, dando como resultado una
peor eliminación de la suciedad para lograr una mejor eliminación
de la suciedad. Demasiado poco solubilizante da como resultado poca
solubilidad del TMAP y por lo tanto, detergencia pobre. Así, la
cantidad total del solubilizante (WS) preferiblemente también es
mayor que o igual que S definido por la ecuación (2), además de
estar dentro de los límites de la ecuación (1).
(2)S = (0,06N
-
0,12)W
en la que N es mayor que o igual a
2 y es el número de grupos amina en la poliamina y W es el peso del
tensioactivo monoaniónico de
poliamina.
En general, la cantidad de solubilizante es de
0,05 a 20% en peso de la composición, preferiblemente de 0,05 a
10%, lo más preferiblemente de 0,1 a 5%, siempre que la cantidad
cumpla la ecuación 1.
La composición se prepara preferiblemente
poniendo en contacto una poliamina y un ácido conjugado de un
tensioactivo aniónico en presencia de un vehículo líquido,
preferiblemente agua. Para una composición que comprende tanto TMAP
como otros tensioactivos monoaniónicos (p. ej., LAS, PAS, LES, jabón
de ácido graso) el contacto del ácido conjugado y las poliaminas y
bases distintas de poliaminas puede ser en cualquier orden. Las
cantidades de poliamina deben ser iguales o mayores que la cantidad
del equivalente molar del ácido conjugado, de lo contrario el
producto no sería un TMAP y se formaría una pequeña cantidad de
tensioactivo amónico polianiónico (TAPA). En general, el TAPA tiene
un grado alto de hidrofobicidad y menor solubilidad comparado con el
TMAP. Es muy conveniente usar TMAP en una composición de detergente
que requiere una cantidad menor de solubilizante. Después de la
formación del TMAP, la composición no debe ponerse en contacto con
ninguna base fuerte para evitar la destrucción del TMAP. Por otra
parte, la simple mezcla física de una poliamina con una sal de
tensioactivo aniónico, p. ej. Na-LAS, puede generar
sólo una cantidad despreciable de TMAP, si se forma algo, y los
beneficios de eliminación de la suciedad serán menores en
comparación con el TMAP preparado por el procedimiento mencionado
antes.
Si se preparan conjuntamente el TMAP y otras
sales tales como tensioactivos aniónicos y/o sales del mejorante,
entonces la cantidad de bases distintas de la poliamina tiene que
ser igual o menor que una cantidad estequiométrica 1:1 de los
ácidos conjugados que forman las sales de mejorador y/o los
tensioactivos aniónicos excluyendo el TMAP. El exceso de bases
distintas de la poliamina evita la formación de TMAP.
Si la composición también contiene otros
tensioactivos, solubilizantes, hidrótropos, mejorantes y agentes de
tamponamiento; estos ingredientes se pueden añadir antes, durante o
después del contacto de una poliamina y un ácido conjugado. Sin
embargo, la preparación in situ de sales, tales como el
citrato sódico, haciendo reaccionar el ácido con bases, p. ej.,
NaOH o KOH, se hace preferiblemente antes de formar el TMAP. Para
algunos ingredientes, que son sensibles a ácido, tales como el
alquil-éter-sulfato, preferiblemente se añaden
después de la formación del TMAP. Como es conocido en la técnica,
los ingredientes minoritarios tales como fragancias, encimas,
polímeros funcionales, sistemas de blanqueamiento, colorantes,
agentes blanqueantes fluorescentes y conservantes, preferiblemente
se dosifican después al final de la preparación.
Se puede preparar una composición típica
preparando primero una mezcla principal mezclando agua, solución de
sorbitol al 70%, bórax, propilenglicol, citrato sódico. Después de
disolver el bórax con agitación moderada, se añade una poliamina,
p. ej TEPA (tetraetilenpentamina) a la mezcla principal. Después se
añaden ácidos tensioactivos aniónicos, incluyendo ácido graso, a la
mezcla principal. El mezclado continúa hasta que ambos ácidos están
totalmente dispersos o se han consumido. El tensioactivo aniónico se
puede añadir antes, durante o después de la adición de los ácidos
tensioactivos aniónicos. Después, se añade un solubilizante, p. ej.
alquil-éter-sulfato o tensioactivo aniónico, a la
mezcla principal y el mezclado continúa para formar así una
solución homogénea. Si está incluido, se añade después el colorante
F a la mezcla. El mezclado continua hasta formarse una composición
de detergente líquida homogénea.
Se puede usar cualquier procedimiento de
granulación para preparar los gránulos de TMAP. Una de las rutas
preferidas es cargar los ingredientes sólidos, p.ej. carbonato,
bicarbonato, percarbonato, zeolita, silicato y otros ingredientes
sólidos opcionales, p. ej., ácido sólido, en un mezclador de alta
cizalladura, seguido del TMAP y un solubilizante. Los ingredientes
se granulan con una cizalladura alta hasta obtenerse el tamaño de
partículas deseado. En general, tarda aproximadamente de 0,5 a 5
minutos dependiendo de la cizalladura y la relación de aglutinante
líquido a sólido. Se puede añadir un agente de separación de capas,
p. ej. zeolita, para potenciar la fluidez y reducir la tendencia a
apelmazarse. Se pueden añadir después otros ingredientes, p. ej.,
gránulos de enzimas, agente blanqueante, perfume.
La otra ruta preferida es cargar primero los
ingredientes sólidos en una mezcladora de cizalladura baja a media,
tal como un granulador de tambor giratorio, un granulador de lecho
fluidizado, o un granulador de tanque. Después el TMAP y el
solubilizante se pulverizan o hacen gotear sobre el polvo mientras
el tambor o tanque rota o el lecho es fluidizado. Se puede añadir
un agente de separación de capas, p. ej. zeolita para potenciar la
fluidez y reducir la tendencia al apelmazamiento. Después se pueden
añadir otros ingredientes, p. ej. gránulos de enzima, agente
blanqueante, y perfume.
Las composiciones de la invención pueden incluir
poliamina no neutralizada y sales de alquilbencenosulfonato y/o
sales de alquilsulfato y/o sales de ácidos grasos, además del
tensioactivo TMAP de la presente invención.
Las composiciones de la invención pueden ser
líquidas o sólidas. Las composiciones preferidas son líquidas, y en
espacial acuosas, ya que dichas composiciones son las que más pueden
beneficiarse de la combinación de TMAP/solubilizante de la
invención. Un vehículo líquido es un líquido a y por encima de 15ºC,
preferiblemente por encima de 10ºC y lo más preferiblemente por
encima de 0ºC.
Un vehículo líquido típico en las composiciones
líquidas de la invención es acuoso, es decir, las composiciones de
la invención comprenden en general de 20% a 99,9%, preferiblemente
de 40% a 80%, lo más preferiblemente, para lograr el coste óptimo y
facilidad de fabricación, de 50% a 70% de agua. Otros componentes
líquidos, tales como disolventes, tensioactivos, materiales
orgánicos líquidos incluyendo bases orgánicas, y sus mezclas, pueden
formar el vehículo líquido.
Los disolventes que pueden estar presentes
incluyen, pero no se limitan a alcoholes, tensioactivo, sulfato de
alcohol graso etoxilado o mezclas de tensioactivos, alcanolamina,
poliamina, otros disolventes polares o no polares y mezclas de los
mismos. El vehículo líquido se usa en una cantidad de 20% a
99,9%.
El pH de las composiciones líquidas de la
invención en general es igual o mayor que 5,0, preferiblemente mayor
que 7,0, lo más preferiblemente mayor que 8,5. Cuando el pH de la
composición de la invención es demasiado bajo, una parte de los
tensioactivos aniónicos permanecen en su forma de ácido conjugado,
en lugar de formar un tensioactivo TMAP. Los ácidos conjugados
tienen poca detergencia o en algunos casos se clasifican como
suciedad (p. ej. ácidos grasos).
El pH de las composiciones de la invención
normalmente está en el intervalo de 5 a 12, preferiblemente es
mayor que 7,0, con el fin de lograr la eficacia máxima con un coste
mínimo.
Las composiciones de la invención
preferiblemente incluyen de 0,01% a 2,0%, más preferiblemente de
0,05% a 1,0%, lo más preferiblemente de 0,05% a 0,5% de un agente
fluorescente. Los ejemplos de agentes fluorescentes adecuados
incluyen, pero no se limitan a derivados de estilbeno, pirazolina,
cumarina, ácido carboxílico, metinociaminas,
dibenzotiofeno-5,5-dióxido-azoles,
heterociclos de 5 y 6 miembros en el anillo, composiciones de
triazol y bencidina-sulfona, en especial
triazinil-estilbeno sustituido sulfonado,
bencidina-sulfona, etc. Los más preferidos son los
abrillantadores UV/estables (para composiciones visibles en envases
transparentes), tales como derivados de diestirilbifenilo (Tinopal®
CBS-X).
Las composiciones de la invención pueden, pero
no tienen que, contener agentes tensioactivos adicionales además
del TMAP y el solubilizante. Los tensioactivos adicionales se
seleccionan del grupo que consiste en tensioactivos aniónicos, no
iónicos, catiónicos, anfolíticos y de ion híbrido o mezclas de los
mismos. Hay que indicar que si el tensioactivo cumple el requisito
de HLB para el solubilizante como se ha discutido en lo que
antecede, su cantidad está limitada por la ecuación 1. Los
tensioactivos fuera del intervalo de HLB para los solubilizantes
pueden estar presentes en otras cantidades. Los detergentes
tensioactivos preferidos para usar en la presente invención son
mezclas de tensioactivos aniónicos y no iónicos, aunque hay que
entender que se puede usar cualquier tensioactivo solo o combinado
con cualquier otro tensioactivo o tensioactivos.
Los agentes tensioactivos aniónicos que se
pueden usar en la presente invención son los compuestos
tensioactivos que contienen un grupo hidrocarburo hidrófobo de
cadena larga en su estructura molecular y un grupo hidrófilo, es
decir, un grupo soluble en agua tal como un grupo carboxilato,
sulfonato o sulfato o su correspondiente forma ácida. Los agentes
tensioactivos aniónicos incluyen las sales de metales alcalinos (p.
ej., sodio y potasio) y de bases basadas en nitrógeno (p. ej.,
monoaminas y poliaminas) de (alquilo
superior)-arilsulfonatos, alquilsulfonatos,
alquil-sulfatos y los
alquil-poliéter-sulfatos solubles en
agua. También pueden incluir ácido graso o jabones de ácido graso.
Uno de los grupos preferidos de agentes tensioactivos monoaniónicos
son las sales de metales alcalinos, amonio o alcanolaminas de
(alquilo superior)-arilsulfonatos, y sales de
metales alcalinos, amonio o alcanolaminas de (alquilo
superior)-sulfatos o las sales de poliamina
monoaniónicas. Los (alquilo superior)-sulfatos
preferidos son aquellos en los que el grupo alquilo contiene de 8 a
26 átomos de carbono, preferiblemente de 12 a 22 átomos de carbono
y más preferiblemente de 14 a 18 átomos de carbono. El grupo
alquilo en el alquil-arilsulfonato preferiblemente
contiene de 8 a 16 átomos de carbono y más preferiblemente de 10 a
15 átomos de carbono. Un alquil-arilsulfonato
particularmente preferido es el bencenosulfonato C_{10} a
C_{16} de sodio, potasio o etanolamina, p. ej. el (dodecil
lineal)bencenosulfonato de sodio. Los
alquil-sulfatos primarios y secundarios se pueden
preparar haciendo reaccionar olefinas de cadena larga con sulfitos o
bisulfitos, p. ej. bisulfito sódico. Los alquilsulfonatos también
se pueden preparar haciendo reaccionar hidrocarburos de parafina
normal de cadena larga con dióxido de azufre y oxígeno como se
describe en las patentes de EE.UU. nº 2.503.280, 2.507.088,
3.372.188 y 3.260.741 para obtener (alquilo
superior)-sulfatos normales o secundarios adecuados
para el uso como detergentes tensioactivos.
El sustituyente alquilo preferiblemente es
lineal, es decir alquilo normal, sin embargo, se pueden usar
alquil-sulfonatos de cadena ramificada aunque no
son tan buenos con respecto a la biodegradabilidad. El alcano, es
decir, el sustituyente alquilo, puede estar sulfonado en un extremo
o puede estar unido, por ejemplo, al átomo de carbono 2 de la
cadena, es decir, puede ser un sulfonato secundario. Se entiende en
la técnica que el sustituyente puede estar unido a cualquier
carbono de la cadena de alquilo. Los (alquilo
superior)-sulfonatos se pueden usar en forma de
sales de metal alcalino, tal como sodio y potasio. Las sales
preferidas son las sales de sodio. Los
alquil-sulfonatos preferidos son los (alquilo
normal)-sulfonatos de sodio y potasio primarios
C_{10} a C_{18}, siendo más preferida la sal de (alquilo
normal)-sulfonato primario C_{10} a C_{15}.
Se pueden usar mezclas de (alquilo
superior)-bencenosulfonato y (alquilo
superior)-sulfatos, así como mezclas de (alquilo
superior)-bencenosulfonatos y (alquilo
superior)-poliéter-sulfatos.
El sulfato de metal alcalino o etanolamina se
puede usar mezclado con el alquilbencenosulfonato en una cantidad
de 0 a 70%, preferiblemente 5 a 50% en peso.
Los (alquilo
superior)-polietoxi-sulfatos usados
de acuerdo con la presente invención pueden tener el alquilo de
cadena normal o ramificada y contienen grupos alcoxi inferiores que
pueden contener dos o tres átomos de carbono. Se prefieren los
(alquilo superior
normal)-poliéter-sulfatos en cuanto
que tienen un grado superior de biodegradabilidad que el alquilo de
cadena ramificada, y los grupos polialcoxi inferiores son
preferiblemente los grupos etoxi.
Los (alquilo
superior)-polietoxi-sulfatos
preferidos usados de acuerdo con la presente invención se
representan por la fórmula:
R^{1}-O(CH_{2}CH_{2}O)_{p}-SO_{3}M,
en la que R^{1} es alquilo
C_{8} a C_{20}, preferiblemente C_{10} a C_{18} y más
preferiblemente C_{12} a C_{15}; p es 1 a 8, preferiblemente 2
a 6, y más preferiblemente 2 a 4; y M es un metal alcalino, tal
como sodio y potasio, un catión amonio o poliamina. Se prefieren las
sales de sodio y potasio y
poliaminas.
Un (alquilo superior)-sulfato
polietoxilado preferido es la sal de sodio de un (alcohol
C_{12}-C_{15})-trietoxi-sulfato
que tiene la fórmula:
C_{12-15}-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{3}-SO_{3}Na
Los ejemplos de
alquil-etoxi-sulfatos adecuados que
se pueden usar de acuerdo con la presente invención son (alquilo
normal o primario
C_{12-15})-trietoxi-sulfato,
sal de sodio;
n-decil-dietoxi-sulfato,
sal de sodio; (alquil primario
C_{12})-dietoxi-sulfato, sal de
amonio; ; (alquil primario
C_{12})-trietoxi-sulfato, sal de
sodio; (alquil primario
C_{15})-tetraetoxi-sulfato, sal de
sodio; (alquil primario normal
C_{14-15})-tri o
tetraetoxi-sulfato mixto, sal de sodio;
estearil-pentaetoxi-sulfato, sal de
sodio; y (alquilo normal primario
C_{10-18})-trietoxi-sulfato
mixto, sal de potasio.
Los (alquilo
normal)-etoxi-sulfatos se
biodegradan rápidamente y son preferidos. Los
alquil-poli(alcoxi
inferior)-sulfatos se pueden usar en mezclas entre
ellos y/o mezclas con los (alquilo
superior)-bencenosulfonatos discutidos antes o
alquil-sulfatos.
El (alquilo
superior)-polietoxi-sulfato de metal
alcalino se puede usar con el alquilbencenosulfonato y/o con un
alquil-sulfato, en una cantidad de 0 a 70%,
preferiblemente de 5 a 50% y más preferiblemente de 5 a 20% en peso
de la composición entera.
A continuación se describen los tensioactivos no
iónicos que se pueden usar en la invención, solos o combinados con
otros tensioactivos.
Como es sabido, los tensioactivos no iónicos se
caracterizan por la presencia de un grupo hidrófobo y un grupo
hidrófilo orgánico y normalmente se producen por condensación de un
compuesto hidrófobo alquil-aromático o alifático
orgánico con óxido de etileno (de naturaleza hidrófila). Los
tensioactivos no iónicos adecuados típicos son los descritos en las
patentes de EE.UU. nº 4.316.812 y 3.630.929.
Normalmente, los tensioactivos no iónicos son
lipófilos polialcoxilados, en los que el balance
hidrófilo-lipófilo deseado se obtiene de la adición
de un grupo polialcoxi hidrófilo a un resto lipófilo. Una clase
preferida de detergentes no iónicos son los alcanoles alcoxilados
en los que el alcanol es de 9 a 20 átomos de carbono y en los que
el número de moles de óxido de alquileno (de 2 ó 3 átomos de
carbono) es de 3 a 20. De dichos materiales, se prefieren usar
aquellos en los que el alcanol es un alcohol graso de 9 a 11 o de 12
a 15 átomos de carbono y que contiene de 5 a 9 o de 5 a 12 grupos
alcoxi por mol. También se prefiere el alcohol basado en parafina
(p. ej., tensioactivos no iónicos de Huntsman o Sassol).
Son ilustrativos de dichos compuestos aquellos
en los que el alcanol tiene de 10 a 15 átomos de carbono y que
contienen aproximadamente de 5 a 12 grupos óxido de etileno por mol,
p. ej., Neodol® 25-9 y Neodol®
23-6,5, cuyos productos los fabrica la Shell
Chemical Company, Inc. Éste es un producto de condensación de una
mezcla de alcoholes grasos superiores con una media de
aproximadamente 12 a 15 átomos de carbono, con aproximadamente 9
moles de óxido de etileno, y el último es una mezcla correspondiente
en la que el contenido de átomos de carbono del alcohol graso
superior es de 12 a 13 y el número medio de grupos de óxido de
etileno presentes es 6,5. Los alcoholes superiores son alcanoles
primarios.
Otra subclase de tensioactivos alcoxilados que
se pueden usar contienen una longitud de cadena de alquilo exacta
en lugar de una distribución de cadenas de alquilo de los
tensioactivos alcoxilados descritos antes. Normalmente, se
denominan alcoxilatos de intervalo estrecho. Los ejemplos de estos
incluyen las series de tensioactivos Neodol-1®
fabricadas por la Shell Chemical Company.
Otros tensioactivos no iónicos útiles están
representados por la clase comercial de tensioactivos no iónicos
bien conocida, comercializada con la marca registrada Plurafac® por
BASF. Los Plurafacs® son los productos de reacción de un alcohol
lineal superior y una mezcla de óxidos de etileno y propileno, que
contienen una cadena mixta de óxido de etileno y óxido de
propileno, terminada por un grupo hidroxilo. Los ejemplos incluyen
alcohol graso C_{13}-C_{15} condensado con 6
moles de óxido de etileno y 3 moles de óxido de propileno, alcohol
graso C_{13}-C_{15} condensado con 7 moles de
óxido de propileno y 4 moles de óxido de etileno, alcohol graso
C_{13}-C_{15} condensado con 5 moles de óxido de
propileno y 10 moles de óxido de etileno, o mezclas de cualesquiera
de los anteriores.
Otro grupo de tensioactivos no iónicos líquidos
están disponibles en el comercio en la Shell Chemical Company,
Inc., con las marcas comerciales Dobanol® o Neodol®: Dobanol®
9-15 es un alcohol graso
C_{9}-C_{11} etoxilado con una media de 5 moles
de óxido de etileno y Dobanol® 25-7 es un alcohol
graso C_{12}-C_{15} etoxilado con una media de
7 moles de óxido de etileno por mol de alcohol graso.
En las composiciones de esta invención, los
tensioactivos no iónicos preferidos incluyen alcoholes grasos
primarios C_{12}-C_{15} con contenidos de óxido
de etileno relativamente estrechos en el intervalo de
aproximadamente 6 a 9 moles, y alcoholes grasos C_{9} a C_{11}
etoxilados con aproximadamente 5-6 moles de óxido de
etileno.
Otra clase de tensioactivos no iónicos que se
pueden usar de acuerdo con esta invención son tensioactivos
glicósidos. Los tensioactivos glicósidos adecuados para usar de
acuerdo con la presente invención incluyen los de la fórmula:
RO-(R^{2}O)_{y}-(Z)_{x}
en la que R es un radical orgánico
monovalente que contiene de aproximadamente 6 a aproximadamente 30
(preferiblemente de aproximadamente 8 a aproximadamente 18) átomos
de carbono; R^{2} es un radical hidrocarbonado divalente que
contiene de aproximadamente 2 a 4 átomos de carbono; O es un átomo
de oxígeno; y es un número que puede tener un valor medio de 0 a
aproximadamente 12 pero que lo más preferiblemente es cero; Z es un
resto derivado de un sacárido reductor que contiene 5 ó 6 átomos de
carbono; y x es un número que tiene un valor medio de
aproximadamente 1 a aproximadamente 10 (preferiblemente de
aproximadamente 1½ a aproximadamente
10).
Un grupo de tensioactivos glicósidos
particularmente preferidos para usar en la práctica de esta
invención, incluye los de la fórmula anterior en la que R es un
radical orgánico monovalente (lineal o ramificado) que contiene de
aproximadamente 6 a aproximadamente 18 (en especial de
aproximadamente 8 a aproximadamente 18) átomos de carbono; y es
cero; z es glucosa o un resto derivado de la misma; x es un número
que tiene un valor medio de 1 a aproximadamente 4 (preferiblemente
de aproximadamente 1½ a 4). Los tensioactivos no iónicos que se
pueden usar incluyen polihidroxiaminas como se discute en la patente
de EE.UU. nº 5.312.954 de Letton y col., y aldobionamidas como se
discute en la patente de EE.UU. nº 5.389.279 de Au y col.
En general, los tensioactivos no iónicos
comprenderían 0-75% en peso, preferiblemente 5 a
50%, más preferiblemente 5 a 25% en peso de la composición.
Se pueden usar mezclas de dos o más
tensioactivos no iónicos.
Se conocen muchos tensioactivos catiónicos en la
técnica, y casi cualquier tensioactivo catiónico que tenga al meno
un grupo alquilo de cadena larga de 10 a 24 átomos de carbono es
adecuado en la presente invención. Dichos compuestos están
descritos en "Cationic Surfactants", Jungermann, 1970.
Se describen en detalle tensioactivos catiónicos
específicos que se pueden usar como tensioactivos en la presente
invención, en la patente de EE.UU. nº 4.497.718.
Como con los tensioactivos no iónicos y
aniónicos, las composiciones de la invención pueden usar
tensioactivos catiónicos solos o combinados con cualquiera de los
otros tensioactivos conocidos en la técnica. Por supuesto, las
composiciones pueden no contener tensioactivos catiónicos en
absoluto.
Los tensioactivos sintéticos anfolíticos se
pueden describir ampliamente como derivados de aminas alifáticas o
derivados alifáticos de aminas heterocíclicas secundarias o
terciarias en las que el radical alifático puede ser de cadena
lineal o ramificada y en el que uno de los sustituyentes alifáticos
contiene de aproximadamente 8 a 18 átomos de carbono y al menos uno
contiene un grupo aniónico soluble en agua, p. ej., carboxilato,
sulfonato, sulfato. Los ejemplos de compuestos que entran en esta
definición son 3-(dodecilamino)propionato sódico,
3-(dodecilamino)propano-1-sulfonato
sódico, 2-(dodecilamino)etil-sulfato sódico,
2-(dimetilamino)-octadecanoato sódico,
3-(N-carboximetildodecilamino)propano-1-sulfonato
disódico, octadecil-iminodiacetato disódico,
1-carboximetil-2-undecilimidazol,
y
N,N-bis(2-hidroxietil)-2-sulfato-3-dodecoxipropilamina
sódico. Se prefiere el
3-(dodecilamino)propano-1-sulfonato
sódico.
Los tensioactivos de ion híbrido se pueden
describir ampliamente como derivados de aminas secundarias y
terciarias, derivados de aminas heterocíclicas secundarias y
terciarias, o derivados de amonio cuaternario, fosfonio cuaternario
o compuestos de sulfonio terciarios. El átomo catiónico en el
compuesto cuaternario puede ser parte de un anillo heterocíclico.
En todos estos compuestos hay al menos un grupo alifático, de cadena
lineal o ramificada, que contiene de aproximadamente 3 a 18 átomos
de carbono y al menos un sustituyente alifático que contiene un
grupo aniónico solubilizante en agua, p. ej., carboxi, sulfonato,
sulfato, fosfato o fosfonato.
Los ejemplos específicos de tensioactivos de ion
híbrido que se pueden usar están expuestos en la patente de EE.UU.
nº 4.062.647.
La cantidad de tensioactivo adicional usada
puede variar de 1 a 85% en peso, preferiblemente de 10 a 50% en
peso.
Como se ha indicado, los sistemas tensioactivos
preferidos de la invención son mezclas de tensioactivos aniónicos y
no iónicos.
\newpage
Preferiblemente, el tensioactivo no iónico debe
comprender, como porcentaje de un sistema aniónico/no iónico, al
menos 20%, más preferiblemente al menos 25%, hasta aproximadamente
75% del sistema tensioactivo total. Un sistema tensioactivo
particularmente preferido comprende una relación aniónico:no iónico
de 3:1.
Los mejorantes que se pueden usar de acuerdo con
esta invención incluyen mejorantes de la detergencia alcalinos
convencionales, orgánicos o inorgánicos, que deben usarse con
niveles de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 20,0% en peso de
la composición, preferiblemente de 1,0% a aproximadamente 10,0% en
peso, más preferiblemente de 2% a 5% en peso.
Como electrolito se puede usar cualquier sal
soluble en agua. El electrolito también puede ser un mejorante de
la detergencia, tal como el mejorante inorgánico tripolifosfato
sódico, o puede ser un electrolito no funcional tal como sulfato o
cloruro sódico. Preferiblemente el mejorante inorgánico comprende
todo o parte del electrolito. Es decir, el término electrolito
abarca tanto mejorantes como sales.
Los ejemplos de mejorantes de la detergencia
alcalinos inorgánicos que se pueden usar son fosfatos, polifosfatos,
boratos, silicatos y también carbonatos de metales alcalinos
solubles en agua. Los ejemplos específicos de dichas sales son
trifosfatos, pirofosfatos, ortofosfatos, hexametafosfatos,
tetraboratos, silicatos y carbonatos de sodio y potasio.
Los ejemplos de sales alcalinas orgánicas
mejorantes de la detergencia adecuadas son: (1)
amino-policarboxilatos solubles en agua, p. ej,
etilendiaminetetraacetatos, nitrilotriacetatos y N-(2
hidroxietil)-nitrilodiacetatos de sodio y potasio;
(2) sales de ácido fítico solubles en agua, p. ej. fitatos de sodio
y potasios (véase la patente de EE.UU. 2.379.942); (3)
polifosfonatos solubles en agua, incluyendo específicamente sales de
sodio, potasio y litio del ácido
etano-1-hidroxi-1,1-difosfónico;
sales de sodio, potasio y litio del ácido metilendifosfónico; sales
de sodio, potasio y litio del ácido etlendifosfónico; y sales de
sodio, potasio y litio del ácido
etano-1,1,2-trifosfónico. Otros
ejemplos incluyen sales de metal alcalino del ácido
etano-2-carboxi-1,1-difosfónico,
ácido hidroximetanodifosfónico, ácido carboxildifosfónico, ácido
etano-1-hidroxi-1,1,2-trifosfónico,
ácido
etano-2-hidroxi-1,1,2-trifosfónico,
ácido
propano-1,1,3,3-tetrafosfónico,
ácido propano-1,1,2,3-tetrafosfónico
y ácido
propano-1,2,2,3-tetrafosfónico; (4)
sales solubles en agua de polímeros y copolímeros de policarboxilato
como se describe en la patente de EE.UU. nº 3.308.067.
Además, se pueden usar satisfactoriamente
mejorantes policaboxilato, incluyendo sales solubles en agua del
ácido melítico, ácido cítrico y ácido carboximetiloxisuccínico,
iminodisuccinato, sales de polímeros del ácido itacónico y ácido
maleico, tartrato-monosuccinato,
tartrato-disuccinato y mezclas de los mismos.
El citrato sódico es particularmente preferido
para optimizar la función frente al coste, en una cantidad de 0 a
15%, preferiblemente de 1 a 10%.
Se pueden usar determinadas zeolitas o
aluminosilcatos. Uno de dichos aluminosilicatos que es útil en las
composiciones de la invención es un compuesto hidratado amorfo
insoluble en agua de fórmula
Na_{x}(_{y}AlO_{2}.SiO_{2}), en la que x es un
número de 1,0 a 1,2 e y es 1, caracterizándose dicho material amorfo
por una capacidad de intercambio de Mg^{++} de aproximadamente 50
mg eq. de CaCO_{3}/g y un diámetro de partículas de
aproximadamente 0,01 micrómetros a aproximadamente 5 micrómetros.
Este mejorante de intercambio iónico se describe con más detalle en
la patente británica nº 1.470.250.
Un segundo material de intercambio iónico de
aluminosilicato sintético insoluble en agua útil en el presente
documento es de naturaleza cristalina y tiene la fórmula
Na_{z}[(AlO_{2})_{y}.(SiO_{2})]xH_{2}O, en la que
z e y son números enteros de al menos 6; la relación molar de z a y
está en el intervalo de 1,0 a aproximadamente 0,5, y x es un número
entero de aproximadamente 15 a aproximadamente 264; dicho material
de intercambio iónico de aluminosilicato que tiene un diámetro del
tamaño de partículas de aproximadamente 0,1 micrómetros a
aproximadamente 100 micrómetros; una capacidad de intercambio de ion
calcio en una base anhidra de al menos aproximadamente 200
miligramos equivalentes a dureza de CaCO_{3} por gramo; y una
velocidad de intercambio de calcio en una base anhidra de al menos
aproximadamente 2 ppm/minuto/gramo. Estos aluminosilicatos
sintéticos están descritos con más detalle en la patente británica
nº 1.429.143.
Se pueden usar una o más enzimas como se
describe con más detalle a continuación en las composiciones de la
invención.
Si se usa una lipasa, la enzima lipolítica puede
ser una lipasa fúngica que puede producir Humicola Lanuginosa
y Thermomyces Lanuginosus, o una lipasa bacteriana que
muestra una reacción cruzada inmunológica positiva con el
anticuerpo de la lipasa producido por el microorganismo
Chromobacter viscosum var. lipolyticum NRRL
B-3673.
Un ejemplo de lipasa fúngica como se ha definido
antes es la lipasa ex Humicola lanuginosa, disponible en
Amano con el nombre comercial Amano CE; la lipasa ex Humicola
lanuginosa como se describe en la solicitud de patente europea
antes mencionada 0.258.068 (NOVO), así como la lipasa obtenida por
clonación del gen de Humicola lanuginosa y expresión de este
gen en Aspergillus oryzae, disponible en el comercio en
Novozymes con el nombre comercial "Lipolasa". Esta lipolasa es
una lipasa preferida para usar en la presente invención.
Aunque se han descrito antes diferentes enzimas
lipasas específicas, hay que entender que se puede usar cualquier
lipasa que pueda conferir la actividad lipolítica deseada a la
composición y no se pretende que la invención esté limitada de
ninguna forma por la elección de la enzima lipasa.
Las lipasas de esta realización de la invención
están incluidas en la composición líquida de detergente en una
cantidad tal que la composición final tiene una actividad de enzima
lipolítica de 100 a 0,005 UL/ml en el ciclo de lavado,
preferiblemente de 25 a 0,05 UL/ml cuando la formulación se dosifica
a un nivel de aproximadamente 0,1-10, más
preferiblemente 0,5-7, lo más preferiblemente
1-2 g/litro.
Naturalmente se pueden usar mezclas de las
lipasas anteriores. Las lipasas se pueden usar en su forma no
purificada o en una forma purificada, p. ej. purificadas con la
ayuda de procedimientos de absorción conocidos, tales como técnicas
de absorción en fenil-sefarosa.
Si se usa una proteasa, la enzima proteolítica
puede ser de origen vegetal, animal o de microorganismo.
Preferiblemente, es de éste último origen, que incluye levaduras,
hongos, mohos y bacterias. Se prefieren particularmente las
proteasas de tipo subtilisina bacteriana, obtenidas p. ej. de cepas
particulares de B. subtilis y B. licheniformis. Los
ejemplos de proteasas disponibles en el comercio adecuadas son
Alcalase®, Savinase®, Esperase®, todas de Novozymes; Maxatase® y
Maxacal® de Gist-Brocades; Kazusase® de Showa Denko.
La cantidad de enzima proteolítica, incluida en la composición,
está en el intervalo de 0,05-50.000 UG/mg.
preferiblemente de 0,1 a 50 UG/mg, basado en la composición final.
Naturalmente, se pueden usar mezclas de diferentes enzimas
proteolíticas.
Aunque antes se han descrito diferentes enzimas
específicas, hay que entender que se puede usar cualquier proteasa
que pueda conferir la actividad proteolítica deseada a la
composición y esta realización de la invención no está limitada de
ninguna forma por la elección específica de la enzima
proteolítica.
Además de lipasas o proteasas, hay que entender
que también se pueden usar con la composición de la invención otras
enzimas tales como celulasas, oxidasas, amilasas, peroxidasas y
similares, que son bien conocidas en la técnica. Las enzimas se
pueden usar junto con cofactores necesarios para promover la
actividad enzimática, es decir, se pueden usar en sistemas
enzimáticos, si es necesario. Hay que entender también, que las
enzimas que tienen mutaciones de diferentes partes (p. ej., enzimas
diseñadas para potenciar el rendimiento y/o estabilidad) también
están contempladas en la invención.
El sistema de estabilización enzimática puede
comprender ion calcio; ácido bórico, propilenglicol y/o ácidos
carboxílicos de cadena corta. La composición preferiblemente
contiene de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 50,
preferiblemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 30, más
preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 20 milimoles
de ion calcio por litro.
Cuando se usa el ion calcio, el nivel de ion
calcio debe seleccionarse de modo que haya siempre en la composición
un nivel mínimo disponible para la enzima después de permitir la
complejación con mejorantes, etc. Se puede usar cualquier sal de
calcio soluble en agua como fuente del ion calcio, incluyendo
cloruro de calcio, formiato de calcio, acetato de calcio y
propionato de calcio. A menudo también está presente en la
composición una pequeña cantidad de ion calcio, en general de
aproximadamente 0,05 a aproximadamente 2,5 milimoles por litro,
debido al calcio en la suspensión de enzima y el agua de la
fórmula.
Otro solubilizante de enzima que se puede usar
es ácido propiónico o una sal del ácido propiónico capaz de formar
ácido propiónico. Cuando se usa, este estabilizante se puede usar en
una cantidad de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 15% en peso
de la composición.
Otro estabilizador de enzima preferido son los
polioles que contienen solo átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno.
Preferiblemente contienen de 2 a 6 átomos de carbono y de 2 a 6
grupos hidroxi. Los ejemplos incluyen propilenglicol (en especial
1,2-propanodiol, que es preferido), etilenglicol,
glicerol, sorbitol, manitol y glucosa. El poliol en general
representa de aproximadamente 0,1 a 25% en peso, preferiblemente de
aproximadamente 1,0% a aproximadamente 15%, más preferiblemente de
aproximadamente 2% a aproximadamente 8% en peso de la
composición.
La composición de la presente invención también
puede contener opcionalmente de aproximadamente 0,25% a
aproximadamente 5%, lo más preferiblemente de aproximadamente 0,5%
a aproximadamente 3% en peso de ácido bórico. El ácido bórico se
puede formar, pero preferiblemente no se hace, con un compuesto
capaz de formar ácido bórico en la composición. Se prefiere el
ácido bórico, aunque son adecuados otros compuestos tales como el
óxido bórico, bórax y otros boratos de metal alcalino (p. ej.,
orto, metal y piroborato sódico y pentaborato sódico). También se
pueden usar ácidos bóricos sustituidos (p. ej., ácido fenilborónico,
ácido butanoborónico y un ácido
p-bromofenilborónico) en lugar de ácido bórico.
Un sistema de estabilización preferido es un
poliol combinado con ácido bórico. Preferiblemente la relación en
peso de poliol a ácido bórico añadido es al menos 1, más
preferiblemente al menos aproximadamente 1,3.
Otro sistema de estabilización preferido, en
especial para composiciones líquidas, es el sistema de salto de pH
como se enseña en la patente de EE.UU. nº 5.089.163 de Aronson y
col. Un líquido de acción enérgica de salto de pH es una
composición que contiene un sistema de componentes diseñado para
ajustar el pH del líquido de tratamiento de lavado. Para lograr los
regímenes de pH requeridos, se puede usar un sistema de salto de pH
en esta invención para mantener bajo el pH del producto para la
estabilidad enzimática en sistemas de múltiples enzimas (p. ej.,
sistemas de proteasa y lipasa) y que permita que sea moderadamente
alto en el lavado para la eficacia de la detergencia. Uno de dichos
sistemas es bórax.10H_{2}O/poliol. El complejo de ion borato y
algunos 1,2-polioles cis cuando se concentran
producen una reducción del pH. Tras la dilución, el complejo se
disocia liberando el borato libre para elevar el pH. Los ejemplos de
polioles que presentan este mecanismo de complejación con bórax
incluyen catecol, galactitol, fructosa, sorbitol y pinacol. Por
razones económicas, el sorbitol es el poliol preferido.
Se usa el sorbitol o un componente equivalente
(es decir, 1,2-polioles indicados antes) en la
formulación de salto de pH en una cantidad de aproximadamente 1 a
25% en peso, preferiblemente 3 a 15% en peso de la composición.
El borato o compuesto de boro se usa en la
composición de salto de pH en una cantidad de aproximadamente 0,5 a
10,0% en peso de la composición, preferiblemente 1 a 5% en peso.
Los tampones de alcalinidad que se pueden añadir
a las composiciones de la invención incluyen monoetanolamina,
trietanolamina, bórax y similares.
Otros materiales tales como arcillas, en
particular de los tipos insolubles en agua, pueden ser aditivos
útiles en las composiciones de esta invención. Es particularmente
útil la bentonita. Este material es principalmente montmorillonita
que es un silicato de aluminio hidratado en el que aproximadamente
1/6 de los átomos de aluminio pueden estar sustituidos por átomos
de magnesio y con los cuales se pueden combinar holgadamente
diferentes cantidades de hidrógeno, sodio, potasio, calcio, etc. La
bentonita en su forma más purificada (es decir, sin arenilla,
arena, etc.) adecuada para detergentes contienen al menos 50% de
montmorillonita y por lo tanto su capacidad de intercambio de
cationes es al menos aproximadamente 50 a 75 meq por 100 g de
bentonita. Las bentonitas preferidas en particular son las
bentonitas de Wyoming o el oeste de EE.UU. que han vendido como
Thixo-jels 1, 2, 3 y 4, Georgia Kaolin Co. Se sabe
que estas bentonitas suavizan productos textiles como se describe
en la patente británica nº 401.413 de Marriott y la patente
británica nº 461.221 de Marriott y Guam.
Además, puede haber presentes otros varios
aditivos o adyuvantes de detergentes en el producto detergente para
darle las propiedades adicionales deseadas, sean de naturaleza
funcional o estética.
Las mejoras en la estabilidad física y las
propiedades de antisedimentación de la composición, se pueden lograr
por la adición a la composición de una cantidad pequeña eficaz de
una sal de aluminio de un ácido graso superior, p. ej., estearato
de aluminio. El agente estabilizante de estearato de aluminio se
puede añadir en una cantidad de 0 a 3%, preferiblemente de 0,1 a
2,0% y más preferiblemente de 0,5 a 1,5%.
También se pueden incluir en la formulación,
cantidades minoritarias de agentes de antirredeposición o suspensión
de la suciedad, p. ej., poli(alcohol vinílico), amidas
grasas, carboximetilcelulosa sódica,
hidroxipropilmetil-celulosa. Un agente de
antirredeposición preferido es la carboximetilcelulosa sódica que
tiene una relación molar 2:1 de CM/MC que se vende con el nombre
comercial Relatin DM 4050.
También se pueden añadir agentes antiespumantes,
p. ej. compuestos de silicio, tales como Silicane® L 7604, en
pequeñas cantidades eficaces, aunque hay que indicar que las
composiciones de la invención son de baja formación de espuma.
Se pueden usar bactericidas, p. ej.,
tetraclorosalicilanilida y hexaclorofeno, fungicidas, colorantes,
pigmentos (dispersables en agua), conservantes, p. ej. formalina,
absorbentes ultravioleta, agentes antiamarilleamiento, tales como
carboximetilcelulosa sódica, modificadores del pH y tampones de pH,
blanqueadores seguros para el color, perfume y colorantes y agentes
de azulamiento tales como Iragon Blue L2D, azul de detergente
472/572 y azul ultramarino.
También se pueden usar polímeros de eliminación
de la suciedad y agentes suavizantes catiónicos adicionales.
Preferiblemente, si la composición es líquida,
es una composición colorada envasada en el envase
transparente/traslúcido ("se ve a través"). Los envases
preferidos son botellas transparentes/traslúcidas.
"Transparente" tal como se usa en el presente documento
incluye tanto transparente como traslúcido y significa que una
composición o un envase de acuerdo con la invención tiene
preferiblemente una transmitancia de más de 25%, más preferiblemente
más de 30%, lo más preferiblemente más de 40%, de forma óptima más
de 50% en la parte visible del espectro (aproximadamente
410-800 nm). Alternativamente, la absorbancia se
puede medir como menos de 0,6 (aproximadamente equivalente a 25% de
transmitancia) o que tiene una transmitancia mayor que 25% en el que
% de transmitancia es igual a: 1/10^{absorbancia} x 100%. Para
los propósitos de la invención, siempre que una longitud de onda en
el intervalo de luz visible tenga más de 25% de transmitancia, se
considera que es transparente/traslúcido.
Los materiales para botellas transparentes que
se pueden usar en esta invención incluyen, pero no se limitan a:
polipropileno (PP), polietileno (PE), policarbonato (PC), poliamidas
(PA) y/o poli(tereftalato de etileno) (PET),
poli(cloruro de vinilo) (PVC); y poliestireno (PS).
Las composiciones líquidas de la invención
preferidas que se envasan en envases transparentes incluyen un
opacante para impartir un aspecto agradable al producto. La
inclusión del opacante es particularmente beneficiosa cuando las
composiciones líquidas de detergente en los envases transparentes
son coloreadas. El opacante preferido es el copolímero de
estireno/acrílico. El opacante se usa en una cantidad de 0,0001 a
1%, preferiblemente de 0,0001 a 0,2%, lo más preferiblemente de
0,0001 a 0,04%.
El envase de la presente invención puede ser de
cualquier forma o tamaño adecuado para almacenar y envasar líquidos
para uso doméstico. Por ejemplo, el envase puede tener cualquier
tamaño, pero normalmente tendrá una capacidad máxima de 0,05 a 15
litros, preferiblemente de 0,1 a 5 litros, más preferiblemente de
0,2 a 2,5 litros. Preferiblemente, el envase es adecuado para su
manejo fácil. Por ejemplo, el envase puede tener un asa o una parte
con unas dimensiones que permitan levantar o llevar fácilmente el
envase con una mano. Preferiblemente, el envase tiene un medio
adecuado para verter la composición líquida de detergente y un medio
para volver a cerrar el envase. El medio para verter puede ser de
cualquier tamaño o forma, pero preferiblemente será suficientemente
ancho para dosificar convenientemente la composición líquida de
detergente. El medio de cierre puede ser de cualquier forma o
tamaño, pero normalmente se enroscará o se encajará en el envase
para cerrar el envase. El medio de cierre puede ser un tapón que se
puede soltar del envase. Alternativamente, el tapón puede quedar
unido al envase, esté el envase abierto o cerrado. El medio de
cierre también puede estar incorporado en el envase.
Cuando se usa, la cantidad indicada de la
composición (en general en el intervalo de 50 a 200 ml o de 20 a
100 gramos) dependiendo del tamaño de la carga de ropa para lavar,
el tamaño y tipo de lavadora, se añade a la lavadora que también
contiene agua y la ropa sucia para lavar.
Los siguientes ejemplos específicos ilustran más
la invención, pero la invención no está limitada por los mismos.
Evaluación de la eliminación de la suciedad en
partículas (medición del índice de eliminación de la suciedad
("IES")):
La evaluación de la eliminación de la suciedad
en partículas se llevó a cabo en un único lavado en agua caliente a
32,2ºC. Se usó una metodología de mancha dividida y también se
ensayó un detergente de referencia con el propósito de comparar. La
tela usada en el ensayo era poliéster. Se usó un medidor de
reflexión Hunter para medir L, a y b. Estos valores se recogieron
para calcular los valores del índice IES usando la siguiente
ecuación:
IES =
100-[(L_{f}-L_{i})^{2} + (a_{f}-a_{i})^{2} +
(b_{f}-b_{i})^{2}]^{1/2},
donde los subíndices "i" y
"f" representan las etapas inicial y final de
lavado.
Las abreviaturas en los ejemplos indican lo
siguiente:
- TEPA:
- Tetraetilenpentamina
- NA-LAS:
- alquilbencenosufonato sódico
- LAS:
- ácido alquilbencenosulfónico
- Na-LES:
- alquilpolietoxisulfato sódico
- EDA:
- Etilendiamina
- DETA:
- Dietilentriamina
- Neodol® 25-7:
- alcohol etoxilado C12-15 7EO
- Neodol® 25-9:
- alcohol etoxilado C12-15 9EO
Ejemplos 1-6 y
ejemplos comparativos
A-E
Ejemplos 1-6 (dentro del alcance
de la presente invención) y Ejemplos comparativos
A-E (que están fuera del alcance de la invención).
Estas formulaciones se prepararon mezclando primero LAS y Neodol®
25-9 para formar una solución transparente como
premezcla 1. Se dispersaron las poliaminas en agua en un tanque
principal, seguido de la adición de la premezcla 1. Después de
neutralización, se añadieron otros ingredientes. La poliamina se
sustituyó por solución de NaOH para el Ejemplo comparativo A, de
modo que no se formó en absoluto TMAP en el Ejemplo A. Los ejemplos
B-E tenían una relación en peso del solubilizante al
ácido conjugado del TMAP fuera del alcance de la invención. Los
resultados que se obtuvieron se resumen en la Tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
A partir de los resultados de la tabla 1, se
puede ver que los Ejemplos 1-6 que tenían valores de
WR mayores que sus valores R correspondientes, tenían un
rendimiento sustancialmente mejor en la eliminación de la suciedad
que el Ejemplo comparativo A (que no contenía TMAP) y también mejor
que los Ejemplos comparativos B-E.
Los valores de WR de los Ejemplos comparativos
B-E son menores que sus correspondientes valores R y
su rendimiento es igual o incluso peor que el Ejemplo comparativo
A, que no contiene ningún TMAP. Los ejemplos comparativos
B-E también tenían un rendimiento sustancialmente
peor en la eliminación de la suciedad que los Ejemplos
1-6.
1-6.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 7 y ejemplo comparativo
F
Este estudio investigaba la eliminación de
mancha en partículas con una formulación en polvo que contenía
TMAP, por comparación del Ejemplo 7 (dentro del alcance de la
presente invención) y el Ejemplo comparativo F (fuera del alcance
de la invención). La formulación del Ejemplo 7 consistía en
TEPA-LAS, solubilizante y diferentes mejorantes (es
decir, sulfato sódico, carbonato sódico y bisulfato sódico). El
ejemplo F tenía las mismas composiciones excepto que el NaOH
sustituía a la poliamina, TEPA, como el agente neutralizante. La
preparación en polvo consistía en una mezcla activa y una mezcla
seca. La mezcla activa se preparó mezclando solubilizante con ácido
LAS, seguido de la adición de un agente neutralizante, TEPA o NaOH.
La mezcla seca se preparó mezclando los mejorantes entre sí.
Finalmente, la mezcla activa y la mezcla seca se mezclaron hasta
obtener un polvo uniforme. Los lavados se llevaron a cabo con un
Tergometer a 32ºC con una dosificación de 0,93 g de producto por
litro de agua. Las formulaciones que se prepararon y los resultados
que se obtuvieron se resumen en la Tabla 2.
A partir de los resultados de la Tabla 2 puede
verse que el valor de WR del Ejemplo 7 era mayor que su valor R
correspondiente y que el Ejemplo 7 tenía mejores valores de IES que
el Ejemplo comparativo F (que no contenía TMAP).
Hay que entender que las formas específicas de
la invención ilustradas y descritas en el presente documento, se
pretende que sean solo representativas. Se pueden hacer cambios,
incluyendo pero no limitado a los sugeridos en esta memoria
descriptiva, en las realizaciones ilustradas sin salirse de las
enseñanzas claras de la descripción. Por consiguiente, debe hacerse
referencia a las siguientes reivindicaciones adjuntas en la
determinación del alcance completo de la invención.
Claims (9)
1. Una composición de detergente para la ropa
que comprende:
(a) de aproximadamente 0,1% a aproximadamente
80% en peso de la composición, de un tensioactivo monoaniónico de
poliamina que tiene la fórmula:
en la que R se selecciona entre
hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{4}, alquilarilo
C_{7}-C_{12}, alquileno
C_{2}-C_{12}, hidroxialquileno
C_{3}-C_{12}, dihidroxialquileno
C_{4}-C_{12}, dialquilarileno
C_{8}-C_{12}, lineales o ramificados,
y
en el que \mu y \nu están en el
intervalo de 0 a 4 y la suma de \mu y \nu está entre 1 y 4;
R_{1} se selecciona entre hidrógeno, alquilo
C_{1}-C_{4} lineal o ramificado, alquilarilo
C_{6}-C_{12}, alquileno
C_{2}-C_{12}, hidroxialquileno
C_{3}-C_{12}, dihidroxialquileno
C_{4}-C_{12} y dialquilarileno
C_{8}-C_{12};
R_{2} se selecciona entre R_{1} y óxido de
amina;
R' es un conector que conecta los átomos de
nitrógeno a la cadena principal y se selecciona entre alquileno
C_{2}-C_{12}, alquenileno
C_{4}-C_{12}, hidroxialquileno
C_{3}-C_{12}, en el que el resto hidroxilo
puede estar en cualquier posición en la cadena unitaria R' excepto
en los átomos de carbono conectados directamente al nitrógeno de la
cadena principal de poliamina; dihidroxialquileno
C_{4}-C_{12} en el que los restos hidroxilo
pueden ocupar cualesquiera dos de los átomos de carbono de la cadena
unitaria R' excepto los átomos de carbono conectados directamente
al nitrógeno de la cadena principal;
los valores \alpha, \beta y \gamma están
entre 0 y 10 y la suma de \alpha y \beta es mayor o igual que
1;
S^{-} es R_{3}-L^{-}
en el que R_{3} se selecciona entre alquilo
C_{6}-C_{22}, alquileno
C_{6}-C_{22}, polioxialquilenalquilo
C_{6}-C_{22}, polioxialquilenacilo
C_{6}-C_{22}, alquilarilo
C_{6}-C_{22}, derivados de resina de
trementina, N-acilalquilo
C_{6}-C_{22},; alquilo
C_{6}-C_{22} \alpha-sulfonado,
hidroxialquilo C_{6}-C_{22} e hidroxialquileno
C_{6}-C_{22};
en el que L^{-} se selecciona entre COO^{-},
SO_{3}^{-}, OSO_{3}^{-}, ácido fosfórico, ácido fosforoso,
aminoácidos, ácido carboxílico aromático, ácidos de base de azúcar
obtenidos de oxidación de monosacáridos y polisacáridos;
(b) de aproximadamente 0,05% a aproximadamente
20% de un solubilizante seleccionado del grupo que consiste en
tensioactivos aniónicos, no iónicos y anfóteros que tienen un HLB
mayor que aproximadamente 10;
(c) en la que la relación en peso de ácido
conjugado aniónico del tensioactivo monoaniónico de poliamina a
solubilizante, WR, es igual o mayor que R, que se define por la
ecuación 1:
(1)R =
0,22N^{2}-2,23N+6,07
en el que N es mayor o igual que 2
y es el número de grupos amina en la
poliamina.
\newpage
2. La composición de la reivindicación 1, en la
que el tensioactivo monoaniónico de poliamina se selecciona del
grupo que consiste en
poliamina-alquilbencenosulfonato,
poliamina-alquil-sulfato, sal de
poliamina-ácido graso,
poliamina-alquil-polioxi-sulfato,
y mezclas de los mismos.
3. Un procedimiento para mejorar la eliminación
de suciedad de prendas sucias, comprendiendo el procedimiento
añadir en una lavadora para lavar ropa la composición de la
reivindicación 1.
4. La composición de la reivindicación 1, en la
que la cantidad mínima de solubilizante, WS, es igual o mayor que S
definido en la ecuación 2:
(2)S = (0,06N
-
0,12)W
en la que N es mayor o igual que 2
y es el número de grupos amina en la poliamina y W es el peso del
tensioactivo monoaniónico de
poliamina.
5. La composición de la reivindicación 1, en la
que el valor de HLB del solubilizante es mayor que aproximadamente
13.
6. La composición de la reivindicación 1, en la
que la composición es una composición líquida de detergente para
lavar la ropa.
7. Un procedimiento para fabricar la composición
líquida de detergente para lavar la ropa de la reivindicación 6,
comprendiendo el procedimiento formar el tensioactivo monoaniónico
de poliamina mezclando un vehículo líquido con:
(1) de aproximadamente 0,03% a aproximadamente
85% en peso de la composición, de un ácido conjugado de un
tensioactivo aniónico; y
(2) una poliamina en una cantidad de
aproximadamente igual o mayor que la cantidad estequiométrica 1:1
del ácido conjugado,
(3) en el que la cantidad de bases distintas de
la poliamina es igual o menor que la cantidad estequiométrica 1:1
de los ácidos conjugados que forman las sales de mejorante y/o los
tensioactivos aniónicos, excluyendo el tensioactivo monoaniónico de
poliamina.
8. La composición de la reivindicación 1, en la
que la composición es una composición granular de detergente para
lavar la ropa.
9. Un procedimiento para preparar la composición
granular de detergente de la reivindicación 8, comprendiendo el
procedimiento las etapas de:
(a) cargar los ingredientes sólidos del
detergente en un granulador,
(b) añadir antes o durante la granulación un
aglutinante sustancialmente no acuoso que comprende:
- (1)
- de aproximadamente 5% a aproximadamente 80% en peso del aglutinante, de tensioactivo monoaniónico de poliamina;
- (2)
- de aproximadamente 95% a aproximadamente 20% en peso del aglutinante, de un solubilizante sustancialmente no acuoso para el tensioactivo monoaniónico de poliamina;
- (3)
- opcionalmente, de aproximadamente 0% a aproximadamente 20% en peso del aglutinante, de un aglutinante licuable que se puede disolver en agua/se puede dispersar en agua, para formar los gránulos de tensioactivo monoaniónico de poliamina,
- (4)
- opcionalmente, añadir un agente estratificante y/o otros ingredientes minoritarios después de dosificación.
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