ES2923862T3 - Composición detergente alcalina que contiene un terpolímero de ácido carboxílico para el control de incrustaciones en aguas dura - Google Patents

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Abstract

Se describe un detergente altamente alcalino que incluye el uso de un terpolímero de ácido carboxílico en combinación con un hidróxido de metal alcalino. El detergente mantiene las funciones de limpieza y también evita la formación de incrustaciones de agua dura a las temperaturas de aplicación, por ejemplo, a temperaturas de entre aproximadamente 145 y 180 grados Fahrenheit y, por ejemplo, a un pH de 9,5 a aproximadamente 13. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composición detergente alcalina que contiene un terpolímero de ácido carboxílico para el control de incrustaciones en aguas dura
Campo técnico
La presente invención se refiere al campo de las composiciones detergentes alcalinas. En particular, la presente invención se refiere a composiciones detergentes alcalinas bajas en fósforo que incluyen un terpolímero de ácido carboxílico para el control de incrustaciones en agua.
Antecedentes de la invención
El nivel de dureza en el agua puede tener un efecto nocivo en muchos sistemas. Por ejemplo, cuando el agua dura sola o junto con las composiciones de limpieza, entra en contacto con una superficie, puede causar la precipitación de incrustaciones en agua dura en la superficie en contacto. La formación de incrustaciones es la precipitación de una sal de una solución que está sobresaturada con respecto a la sal. En general, agua dura se refiere a agua que tiene un nivel total de iones calcio y magnesio en exceso de 1 0 0 ppm expresados en unidades de ppm de carbonato de calcio. A menudo, la relación molar de calcio a magnesio en agua dura es de 2:1 o 3:1. Aunque la mayoría de los lugares tienen agua dura, la dureza del agua tiende a variar de un lugar a otro.
También se sabe que el agua dura reduce la eficacia de los detergentes alcalinos convencionales usados en aplicaciones de cuidado de vehículos, lavado de vajilla, para ropa, aplicaciones para limpieza de alimentos y bebidas y superficies duras. Un método para contrarrestar esto incluye la adición de agentes quelantes o secuestrantes en composiciones detergentes que están destinadas a mezclarse con agua dura en una cantidad suficiente para manejar la dureza. Sin embargo, en muchos casos la dureza del agua supera la capacidad quelante de la composición. Como resultado, los iones calcio libres pueden estar disponibles para provocar la precipitación, o para atacar los componentes activos de la composición que causa otros efectos nocivos, tales como poca efectividad de la limpieza o acumulación de incrustaciones de cal.
Los detergentes alcalinos, particularmente aquellos destinados a uso institucional y comercial, contienen generalmente fosfatos, ácido nitrilotriacético (NTA) o ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) como agente secuestrante para secuestrar los iones metálicos asociados con el agua dura tales como calcio, magnesio y hierro y también para eliminar residuos.
En particular, NTA, EDTA o polifosfatos tales como tripolifosfato de sodio y sus sales se usan en detergentes debido a su capacidad para solubilizar sales y/o residuos inorgánicos preexistentes. Cuando las sales de calcio y magnesio precipitan, los cristales pueden adherirse a la superficie que se está limpiando y causar efectos indeseables. Por ejemplo, la precipitación del carbonato de calcio en la superficie de los utensilios puede afectar negativamente la apariencia estética de los utensilios, lo que da un aspecto sucio. La capacidad del NTA, EDTA y polifosfatos para eliminar iones metálicos facilita la detergencia de la solución al evitar la precipitación de la dureza, ayudar a eliminar los residuos y/o prevenir la redeposición de residuos durante el proceso de lavado.
Si bien son efectivos, los fosfatos y el NTA están sujetos a las regulaciones gubernamentales debido a preocupaciones ambientales y sanitarias. Aunque el EDTA no está regulado actualmente, se cree que las regulaciones gubernamentales pueden implementarse debido a la persistencia ambiental. Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica de una composición de limpieza alternativa, y preferentemente amigable con el medio ambiente, que pueda reducir el contenido de compuestos que contienen fósforo tales como fosfatos, fosfonatos, fosfitos, y polímeros de fosfinato acrílico, así como también aminocarboxilatos persistentes tales como NTA y EDTA. El documento WO 2010/024468 A1 describe un detergente para ropa o una composición de limpieza que comprende un copolímero que contiene grupos sulfonato que contienen de 1 a 50 por ciento en masa de unidades estructurales (a) derivadas de 1 o más tipos de monómeros (A) seleccionados de monómeros que contienen enlaces éter representados por las Fórmulas (1) y (2), 50 % en masa o más y menos de 98 % en masa de unidades estructurales (b) derivadas de un monómero que contiene un grupo carboxilo (B), y 1 % en masa o más y menos de 50 % en masa de unidades estructurales (c) derivadas de un monómero que contiene un grupo sulfonato (C).
El documento US 2013/037491 A1 se refiere a una mezcla de polímeros en forma sólida o acuosa que incluye un contenido de 5 a 95 % por peso de un primer polímero y un contenido de 5 a 95 % por peso de un segundo polímero. El primer polímero es un polímero soluble en agua o dispersable en agua que tiene un peso molecular promedio en peso de 1000 a 20 000 g/mol. El segundo polímero es un polímero soluble en agua o dispersable en agua que tiene un peso molecular promedio en peso de 1000 a 50000 g/mol. Otras composiciones detergentes que no están de acuerdo con la actual invención se describen en el documento de patente CA2817174A1.
En consecuencia, es un objeto en la presente memoria proporcionar un proceso mejorado para la prevención de incrustaciones en la limpieza alcalina, tal como se usa en el lavado de utensilios, limpieza de superficies duras o CIP, lavado de automóviles, limpieza de instrumentos, limpieza de calderas o torres de enfriamiento, limpieza de ropa.
Otro objeto es proporcionar composiciones para el control de incrustaciones que puedan usarse junto con una composición de limpieza para prevenir depósitos de las incrustaciones no solo en las superficies a limpiar, sino también en los propios componentes de la máquina de limpieza
Otros objetivos, aspectos y ventajas de esta invención serán evidentes para un experto en la técnica en vista de la siguiente descripción, los dibujos y las reivindicaciones adjuntas.
Resumen de la invención
La presente invención proporciona
Una composición detergente para el control de incrustaciones en agua dura que comprende al menos 50 % en peso de hidróxido metálico alcalino; y al menos un terpolímero de ácido carboxílico que comprende en forma copolimerizada de 30 a 90 % por peso de al menos un ácido carboxílico C3-C8 monoetilénicamente insaturado, o un anhídrido o sal del mismo, de 3 a 60 % por peso de al menos un monómero que comprende un grupo sulfo, y de 3 a 2 0 % por peso de al menos un monómero no iónico de la fórmula I
H2C=C(R1)(CH2)xO[R2-O]y-R3 (I)
en que R1 es hidrógeno o metilo, R2 son alquilenos C2-C6 lineales o ramificados, idénticos o diferentes, en donde R2-O puede estar dispuesto en bloques o al azar, y R3 es hidrógeno o un alquilo C1-C4 de cadena lineal o ramificada, x es 0 o 1, e y es un número de 8 a 40; y en donde la composición detergente está libre de fosfato, el terpolímero que tiene un valor K de 15 a 30 medido a pH 7 en una solución acuosa al 1 % por peso a 25 °C, como se describe más adelante en la presente memoria.
La presente invención también se refiere a una solución de limpieza alcalina que comprende: de 1 a 1500 ppm de un hidróxido metálico alcalino; y de 5 a 500 ppm de un terpolímero de ácido carboxílico que comprende en forma copolimerizada de 30 a 90 % por peso de al menos un ácido carboxílico C3-C8 monoetilénicamente insaturado, o un anhídrido o sal del mismo, de 3 a 60 % por peso de al menos un monómero que comprende un grupo sulfo, y de 3 a 20 % por peso de al menos un monómero no iónico de la fórmula I
H2C=C(R1)(CH2)xO[R2-O]y-R3 (I)
en que R1 es hidrógeno o metilo, R2 son alquilenos C2-C6 lineales o ramificados, idénticos o diferentes, en donde R2-O puede estar dispuesto en bloques o al azar, y R3 es hidrógeno o un alquilo C1-C4 de cadena lineal o ramificada, x es 0 o 1, e y es un número de 8 a 40; el terpolímero que tiene un valor K de 15 a 30 medido a pH 7 en una solución acuosa al 1 % por peso a 25 °C, como se describe más adelante en la presente memoria.
La presente invención también se refiere a un método de uso de un detergente alcalino con agua dura para proporcionar un control de incrustaciones, que comprende: generar una solución de uso de un detergente alcalino libre de fosfato que comprende al menos 50 % en peso de hidróxido metálico alcalino y al menos un terpolímero de ácido carboxílico que comprende en forma copolimerizada de 30 a 90 % por peso de al menos un ácido carboxílico C3-C8 monoetilénicamente insaturado o sal del mismo, de 3 a 60 % por peso de al menos un monómero que comprende un grupo sulfo, y de 3 a 20 % por peso de al menos un monómero no iónico de la fórmula I H2C=C(R1)(CH2)xO[R2-O]y-R3 (I)
en que R1 es hidrógeno o metilo, R2 son alquilenos C2-C6 lineales o ramificados, idénticos o diferentes, en donde R2-O puede estar dispuesto en bloques o al azar, y R3 es hidrógeno o un alquilo C1-C4 de cadena lineal o ramificada, x es 0 o 1, e y es un número de 8 a 40, el terpolímero que tiene un valor K de 15 a 30 medido a pH 7 en una solución acuosa al 1 % por peso a 25 °C, como se describe más adelante en la presente memoria; al aplicar dicha solución de uso a un artículo o superficie; y prevenir la formación de incrustaciones en agua dura en dicho artículo o superficie.
La composición detergente de acuerdo con la invención puede contener uno o más polímeros adicionales y/o un fosfonato. Los ejemplos de polímeros adicionales adecuados incluyen ácido poliacrílico, ácido polimetacrílico, homopolímeros de ácido polimaleico, copolímeros de ácido acrílico, metacrílico o maleico (y combinaciones de los mismos). Otros polímeros adicionales que pueden incluirse son copolímeros o terpolímeros de ácido acrílico, ácido metacrílico, y/o ácido maleico. Tales polímeros adicionales pueden modificarse hidrofóbicamente. Estos y otros polímeros adecuados para su uso de acuerdo con las composiciones detergentes de la invención se exponen en la descripción de la invención. Los dibujos y la descripción detallada deben considerarse de naturaleza ilustrativa y no restrictiva.
Descripción detallada de la invención
Las composiciones detergentes de la presente invención incluyen un hidróxido metálico alcalino y un agente de control de incrustaciones de terpolímero de ácido carboxílico, el terpolímero que tiene un valor K de 15 a 30 medido a pH 7 en una solución acuosa al 1 % por peso a 25 °C. Además, las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención están libres de fosfato, y preferentemente también están libres de NTA para cumplir con ciertos estándares regulatorios. Las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención pueden usarse para el lavado de vajilla a máquina y manual, prelavados, la limpieza y desteñido de la ropa y textiles, la limpieza y desteñido de alfombras, aplicaciones para la limpieza y el cuidado de vehículos, la limpieza y desteñido de superficies, la limpieza y desteñido de cocinas y baños, la limpieza y desteñido de suelos, las operaciones de limpieza en su lugar, la limpieza y desteñido de uso general, y/o los limpiadores industriales o domésticos. La composición puede estar en forma de producto concentrado líquido, solución de uso, bloque sólido, gránulos o un polvo.
Para que la presente invención pueda entenderse más fácilmente, primero se definen ciertos términos. Al describir y reivindicar las realizaciones de la presente invención, se usará la siguiente terminología de acuerdo con las definiciones que se exponen más abajo.
El término "limpieza", como se usa en la presente memoria, se refiere a realizar o ayudar a la eliminación de suciedad, blanqueo, reducción de la población microbiana, o una combinación de los mismos.
Como se usa en la presente memoria, "terpolímero" se refiere a un polímero formado de tres o más unidades monoméricas.
El término "por ciento en peso", "% en peso," "porciento por peso", "% por peso" y variaciones de los mismos, como se usa en la presente memoria, se refieren a la concentración de una sustancia como el peso de esa sustancia dividido por el peso total de la composición y multiplicado por 100. Se entiende que, tal y como se usa en la presente memoria, «por ciento», «%», son sinónimos de «por ciento en peso», «% en peso», etc.
Los métodos y composiciones de la presente invención pueden comprender, consistir esencialmente en, o consistir en los componentes e ingredientes de la presente invención, así como también otros ingredientes descritos en la presente memoria.
Terpolímeros de ácido carboxílico como agentes de control de incrustaciones
Las composiciones detergentes de acuerdo con la invención incluyen un hidróxido metálico alcalino y al menos un terpolímero de ácido carboxílico para controlar las incrustaciones en agua dura. En el contexto de la presente invención, los terpolímeros de ácido carboxílico también se denominan terpolímeros (A).
Los terpolímeros (A) son polímeros que comprenden, en forma copolimerizada,
a1) 30 a 90 % por peso de al menos un ácido carboxílico C3-C8 monoetilénicamente insaturado, o un anhídrido o sal del mismo,
a2) 3 a 60 % por peso de al menos un monómero que comprende un grupo sulfo,
a3) 3 a 60 % por peso, y preferentemente hasta 20 % por peso de al menos un monómero no iónico de la fórmula (I)
H2C=C(R1)(CH2)xO[R2-O]y-R3 (I)
en que R1 es hidrógeno o metilo, R2 son alquilenos C2-C6 lineales o ramificados, idénticos o diferentes, en donde R2-O puede estar dispuesto en bloques o al azar, y R3 es hidrógeno o un alquilo C1-C4 de cadena lineal o ramificada, x es 0 o 1, e y es un número de 8 a 40,
a4) 0 a 30 % por peso de uno o más monómeros etilénicamente insaturados que son polimerizables con a1), a2) y a3),
donde la suma de a1), a2), a3) y a4) suma hasta 100 % por peso.
Como componente a1), el terpolímero (A) comprende de 30 a 90 % por peso de al menos un ácido carboxílico C3-C8 monoetilénicamente insaturado, o un anhídrido o una sal del mismo.
Los ácidos carboxílicos C3-C8 monoetilénicamente insaturados adecuados son especialmente ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido vinilacético, ácido alilacético, ácido crotónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido mesacónico y ácido itacónico, y las sales solubles en agua de los mismos. Cuando los ácidos carboxílicos C3-C8 monoetilénicamente insaturados mencionados pueden formar anhídridos, estos últimos también son adecuados como monómeros a1 ), por ejemplo anhídrido maleico y anhídrido itacónico.
Los ácidos carboxílicos C3-C8 monoetilénicamente insaturados preferidos son el ácido acrílico y el ácido metacrílico, y las sales solubles en agua de los mismos. Las sales solubles en agua son especialmente las sales de sodio y potasio de los ácidos carboxílicos C3-C8 monoetilénicamente insaturados.
Como componente a2), el terpolímero (A) comprende 3 a 60 % por peso de al menos un monómero que comprende un grupo sulfo.
Los ejemplos de monómeros que contienen grupos sulfo son preferentemente aquellos de las fórmulas (IIa) y (IIb) H2C=CH-X-SO3H (IIa)
H2C=C(CH3)-X-SO3H (IIb)
en que X es un grupo separador opcionalmente presente que puede seleccionarse de --(CH2V donde n=0 a 4, --C6H4--, --CH2--O-- C6H4--, -C(O)--NH--C(CH3)2--, -C(O)--NH-CH(CH2CH3)--, -C(O)NH--CH(CH3) CH2- --C(O)NH— C(CH3)2CH2--, --C(O)NH-CH2CH(OH) CH2--, --C(O)NH--CH2--, --C(O)NH--CH2CH2-- and --C(O)NH-CH2CH2CH2--. Los monómeros que contienen sulfo particularmente preferidos son ácido acrilamido-1-propanosulfónico (X=-C(O)NH-CH(CH2CH3)- en la fórmula IIa), ácido 2-acrilamido-2-propanosulfónico (X=--C(O)n H--Ch (CH3)CH2-- en la fórmula IIa), ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico (AMPS, X=--C(O)NH--C(CH3)2 CH2-- en la fórmula IIa), ácido 2- metacrilamido-2-metil-propanosulfónico (X=--C(O)NH—C(CH3)2 CH2-- en la fórmula IIb), ácido 3-metacrilamido-2-hidroxipropanosulfónico (X=--C(O)NH--CH2CH(OH)CH2- en la fórmula IIb), ácido alilsulfónico (X= CH2 en la fórmula IIa), ácido metalilsulfónico (X= CH2 en la fórmula IIb), ácido aliloxibencenosulfónico (X=-- CH2--O--C6H4-- en la fórmula IIa), ácido metaliloxibencenosulfónico (X— -CH2--O--C6H4-- en la fórmula IIb), ácido 2-hidroxi-3-(2-propeniloxi)propanosulfónico, ácido 2-metil-2-propeno-1-sulfónico (X=CH2 en la fórmula IIb), ácido estirenosulfónico (X= C6H4 en la fórmula IIa), ácido vinilsulfónico (X ausente en la fórmula IIa), acrilato de 3-sulfopropilo (X=--C(O)O--CH2CH2CH2-- en la fórmula IIa), metacrilato de 2-sulfoetilo (X=--C(O)O-- CH2CH2-- en la fórmula IIb), metacrilato de 3- sulfopropilo (X=-C(O)O-- CH2CH2CH2-- en la fórmula IIb), sulfometacrilamida (X=--C(O)NH-- en la fórmula IIb), sulfometilmetacrilamida (X=--C(O)NH--CH2-- en la fórmula IIb) y sales de los ácidos mencionados. Las sales adecuadas son generalmente sales solubles en agua, preferentemente las sales de sodio, potasio y amonio de los ácidos mencionados.
Son especialmente preferidos el ácido 1-acrilamidopropanosulfónico, el ácido 2-acrilamido-2-propanosulfónico, el ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico (AMPS), el ácido 2-metacrilamido-2-metilpropanosulfónico, el ácido 3-metacrilamido-2-hidroxipropanosulfónico, ácido 2-hidroxi-3-(2-propeniloxi)propanosulfónico, metacrilato de 2-sulfoetilo, ácido estirenosulfónico, ácido vinilsulfónico, ácido alilsulfónico (ALS) y ácido metalilsulfónico, y sales de los ácidos mencionados.
Los monómeros que contienen sulfo muy particularmente preferidos son ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico (AMPS) y ácido alilsulfónico, y las sales solubles en agua de los mismos, especialmente las sales de sodio, potasio y amonio de los mismos.
Como monómero a3), el terpolímero (A) comprende 3 a 60 % por peso, preferentemente hasta 20 % por peso de al menos un monómero no iónico de la fórmula (I)
H2C=C(R1)(CH2)xO[R2-O]yR3 (I)
en que R1 es hidrógeno o metilo, R2 es alquileno C2-C6 idéntico o diferente que puede ser lineal o ramificado y en donde R2-O está dispuesto en bloques o al azar, y R3 es hidrógeno o un alquilo C1-C4 de cadena lineal o ramificada, x es 0 o 1, e y es de 8 a 40.
Los grupos R2-O pueden estar dispuestos en bloques y al azar, es decir, en uno o más bloques de óxido de alquileno idéntico y adicionalmente al azar en uno o más bloques de dos o más óxidos de alquileno diferentes. Esto también está incluido en la redacción "dispuestos en bloques o al azar".
Los monómeros no iónicos a3) preferidos son aquellos en base al alcohol alílico (R1 = H; x = 1) e isoprenol (R1 = metilo; x = 2).
El monómero no iónico a3) comprende preferentemente un promedio de 8 a 40, con mayor preferencia 10 a 30, especialmente 10 a 25 unidades de óxido de alquileno. El índice y en la fórmula (I) se basa en el número medio de unidades de óxido de alquileno.
Las unidades de óxido de alquileno R2-O preferidas son óxido de etileno, óxido de 1,2-propileno y óxido de 1,2-butileno, se prefiere especialmente el óxido de etileno y el óxido de 1,2-propileno.
En una realización específica, los monómeros no iónicos a3) comprenden únicamente unidades de óxido de etileno. En una realización específica adicional, los monómeros no iónicos a3) comprenden unidades de óxido de etileno y óxido de 1 ,2 -propileno, que pueden estar dispuestas en bloques o al azar.
R3 es preferentemente hidrógeno o metilo.
Como monómero a4), el terpolímero (A) puede comprender 0 a 30 % por peso de uno o más monómeros etilénicamente insaturados polimerizables con a1), a2) y a3).
Otros monómeros etilénicamente insaturados a4) útiles incluyen, por ejemplo, acrilamida, t-butilacrilamida, acetato de vinilo, vinilmetiléter, hidroxibutilviniléter, 1 -vinilpirrolidona, 1-vinilcaprolactama, 1-vinilimidazol, 2-vinilpiridina, 4-vinilpiridina, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, isobuteno, diisobuteno, isoprenol, 1 -alquenos tal como 1 -octeno, N,N-dimetilacrilamida y estireno.
La proporción de monómeros copolimerizados a1), especialmente de ácido acrílico copolimerizado, ácido metacrílico o de una sal soluble en agua de estos ácidos, es preferentemente 40 a 90 % por peso, con mayor preferencia 45 a 85 % por peso y de manera especialmente preferida de 50 a 85 % por peso. La proporción de monómeros copolimerizados a2 ), especialmente de ácido 2 -acrilamido-2 -metilpropanosulfónico copolimerizado, es preferentemente 4 a 40 % por peso, con mayor preferencia 6 a 35 % por peso y de manera especialmente preferida de 8 a 32 % por peso. La proporción a3) de unidades de monómero de la fórmula (I) es preferentemente 4 a 40 % por peso, con mayor preferencia 4 a 35 % por peso y especialmente 4 a 20 % por peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Si los monómeros a4) están presentes en el terpolímero (A), la proporción de los mismos es preferentemente hasta 20 % por peso, con mayor preferencia hasta 15 % por peso y especialmente hasta 10 % por peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Los terpolímeros (A) tienen preferentemente un peso molecular medio Mw de 1000 a 200000 g/mol, preferentemente de 1000 a 100 000 g/mol, con mayor preferencia de 1000 a 50 000 g/mol, determinado mediante cromatografía de filtración en gel a temperatura ambiente con una solución tampón (valor de pH 7) como eluyente contra patrones de poliacrilato. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos de pesos moleculares mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Los valores K de los terpolímeros preferidos (A) están en el intervalo de 15 a 30, medidos a pH 7 en una solución acuosa al 1 % por peso a 25 °C de acuerdo con H. Fikentscher, Cellulose-Chemie volumen 13, páginas 58-64 y 71­ 74 (1932).
Los terpolímeros (A) pueden prepararse mediante polimerización por radicales libres de los monómeros. Es posible trabajar por cualquier proceso conocido de polimerización por radicales libres. Además de la polimerización en masa, deben mencionarse especialmente los procesos de polimerización en solución y polimerización en emulsión, se prefiere la polimerización en solución.
La polimerización se realiza preferentemente en agua como solvente. Sin embargo, también puede realizarse en solventes alcohólicos, especialmente alcoholes C1-C4, tales como metanol, etanol e isopropanol, o mezclas de estos solventes con agua.
Los iniciadores de polimerización adecuados son compuestos que se descomponen térmicamente, por un mecanismo redox o fotoquímicamente (fotoiniciadores) para formar radicales libres.
Entre los iniciadores de polimerización térmicamente activos, se da preferencia a los iniciadores que tienen una temperatura de descomposición en el intervalo de 20 a 180 °C, especialmente de 50 a 90 °C. Los ejemplos de iniciadores térmicos adecuados son peroxocompuestos inorgánicos tales como peroxodisulfatos (peroxodisulfato de amonio y preferentemente peroxodisulfato de sodio), peroxosulfatos, percarbonatos y peróxido de hidrógeno; peroxocompuestos orgánicos tales como peróxido de diacetilo, peróxido de di-terc-butilo, peróxido de diamilo, peróxido de dioctanoilo, peróxido de didecanoilo, peróxido de dilauroilo, peróxido de dibenzoilo, peróxido de bis(otolilo), peróxido de succinilo, perneodecanoato de terc-butilo, perbenzoato de terc-butilo, perisobutirato de terc-butilo, perpivalato de terc-butilo, peroctoato de terc-butilo, perneodecanoato de terc-butilo, perbenzoato de terc-butilo, peróxido de terc-butilo, hidroperóxido de terc-butilo, hidroperóxido de cumeno, peroxi-2 -etilhexanoato de terc-butilo y peroxidicarbamato de diisopropilo; compuestos azo tales como 2 ,2 '-azobisisobutironitrilo, 2 ,2 '-azobis(2 -metilbutironitrilo) y dihidrocloruro de azobis(2 -amidopropano).
Cualquiera de los iniciadores anteriores puede usarse en combinación con compuestos reductores como sistemas de iniciador/regulador. Los ejemplos de tales compuestos reductores incluyen compuestos de fósforo tales como ácido fosforoso, hipofosfitos y fosfinatos, compuestos de azufre tales como hidrogenosulfito de sodio, sulfito de sodio y formaldehído-sulfoxilato de sodio, e hidrazina.
También se usan frecuentemente sistemas iniciadores redox que consisten en un peroxocompuesto, una sal metálica y un agente reductor. Los ejemplos de peroxocompuestos adecuados son peróxido de hidrógeno, peroxodisulfato (como la sal de amonio, sodio o potasio), peroxosulfatos, y peroxocompuestos orgánicos tales como hidroperóxido de terc-butilo, hidroperóxido de cumeno o peróxido de dibenzoilo. Las sales metálicas adecuadas son en particular sales de hierro (II) tal como sulfato de hierro (II) heptahidratado. Los agentes reductores adecuados son sulfito de sodio, la sal disódica del ácido 2 -hidroxi-2 -sulfinatoacético, la sal disódica del ácido 2 -hidroxi-2 -sulfonatoacético, el hidroximetanosulfinato de sodio, ácido ascórbico, ácido isoascórbico o mezclas de los mismos. Los ejemplos de fotoiniciadores adecuados son benzofenona, acetofenona, bencil dialquilcetonas y derivados de los mismos.
Se da preferencia al uso de iniciadores térmicos, se prefiere a los peroxocompuestos inorgánicos, especialmente peroxodisulfato de sodio. Los peroxocompuestos se usan de manera especialmente ventajosa en combinación con agentes reductores que contienen azufre, especialmente hidrogenosulfito de sodio, como sistema iniciador redox. En el caso del uso de este sistema iniciador/regulador, se obtienen copolímeros que comprenden -SO3'Na+ y/o -SO4' Na+ como grupos terminales, que destacan por un excepcional energía de limpieza y acción inhibidora de incrustaciones.
Alternativamente, también es posible usar sistemas iniciador/regulador que contienen fósforo, por ejemplo, hipofosfitos/fosfinatos.
Las cantidades de fotoiniciador y del sistema iniciador/regulador deben adecuarse a las sustancias usadas en cada caso. Si, por ejemplo, se usa el sistema preferido de peroxodisulfato/hidrogenosulfito, típicamente 2 a 6 % por peso, preferentemente 3 a 5 % por peso, de peroxodisulfato y generalmente 5 a 30 % por peso, preferentemente 5 a 10 % por peso, de hidrogenosulfito, en base a cada caso en los monómeros a1), a2), a3) y opcionalmente a4).
Si se desea, también es posible usar reguladores de polimerización. Los ejemplos adecuados son compuestos de azufre tales como mercaptoetanol, 2-etilhexiltioglicolato, ácido tioglicólico y dodecilmercaptano. Cuando se usan reguladores de polimerización, la cantidad usada de los mismos es generalmente 0,1 a 15 % por peso, preferentemente 0,1 a 5 % por peso y con mayor preferencia 0,1 a 2,5 % por peso, en base a los monómeros a1), a2), a3) y opcionalmente a4).
La temperatura de polimerización es generalmente 20 a 200 °C, preferentemente 20 a 150 °C, y con mayor preferencia 20 a 120 °C.
La polimerización puede realizarse bajo presión atmosférica, pero preferentemente se lleva a cabo en un sistema cerrado bajo la presión autógena que se desarrolla.
Los terpolímeros (A) pueden obtenerse en estado ácido, pero también, si se desea para la solicitud, pueden neutralizarse o neutralizarse parcialmente mediante la adición de bases, especialmente de solución de hidróxido de sodio, ya durante la polimerización o después de que la polimerización haya terminado. El pH preferido de las soluciones acuosas está en el intervalo de 3 a 8,5.
Los terpolímeros (A) usados pueden usarse directamente en forma de soluciones acuosas obtenidas en el curso de la preparación por medio de la polimerización con solvente en agua, o en forma seca (obtenida, por ejemplo, mediante secado por pulverización, granulación por pulverización, secado por pulverización fluidizado, secado por rodillos o secado por congelación).
En un aspecto adicional de la invención, los terpolímeros (A) pueden incluir unidades de monómero adicionales, además de aquellas unidades a1), a2), a3) y a4) descritas en la presente memoria, en la medida en que la(s) unidad(es) de monómero(s) adicional(es) no interferir con la solidificación y/o el control de incrustaciones que proporcionan las composiciones detergentes y/o los beneficios de rendimiento adicionales descritos en la presente memoria. En un aspecto preferido, los terpolímeros (A) no incluyen unidades de monómero adicionales.
En una realización, una composición detergente de acuerdo con la invención puede contener menos de 60 % por peso (cantidad activa) del terpolímero (A), más particularmente, menos de 55 % por peso del terpolímero (A). En otra realización, una composición detergente de acuerdo con la invención puede contener entre 5 % y 50 % por peso de terpolímero (A), más particularmente entre 10 % y 40 % por peso de terpolímero (A).
Fuente de alcalinidad
Las composiciones detergentes de acuerdo con la invención incluyen al menos 50 % de hidróxido metálico alcalino para potenciar la limpieza y mejorar el rendimiento de eliminación de suciedad. En general, se espera que una composición detergente concentrada incluya la fuente alcalina en una cantidad de al menos 50 % por peso de hidróxido metálico alcalino. Con el fin de proporcionar espacio suficiente para otros componentes en el producto concentrado, el hidróxido metálico alcalino puede proporcionarse en una cantidad de menos de 95 % por peso, menos de 90 % por peso, o menos de 85 % por peso.
Una cantidad efectiva de una o más fuentes alcalinas debe considerarse como una cantidad que proporciona una composición de uso que tiene un pH de al menos 8 y generalmente entre 9,5 y 14. Cuando la composición de uso tiene un pH entre 8 y 10, puede considerarse ligeramente alcalina, y cuando el pH es mayor que 13, la composición de uso puede considerarse cáustica. En algunas circunstancias, la composición detergente puede proporcionar una composición de uso que sea útil a niveles de pH más abajo de 8. En tales composiciones, puede omitirse la fuente alcalina, y pueden usarse agentes de ajuste de pH adicionales para proporcionar la composición de uso con el pH deseado.
Los ejemplos de fuentes alcalinas adecuadas de la composición detergente incluyen, pero no se limitan a, carbonatos metálicos alcalinos e hidróxidos metálicos alcalinos. En un aspecto preferido, la fuente de alcalinidad es un hidróxido metálico alcalino. Los carbonatos de metales alcalinos ilustrativos que pueden usarse incluyen, pero no se limitan a: carbonato de sodio o potasio, bicarbonato, sesquicarbonato y mezclas de los mismos.
Los hidróxidos metálicos alcalinos ilustrativos que pueden usarse incluyen, pero no se limitan a, hidróxido de sodio, litio o potasio, se da preferencia a hidróxido de sodio. El hidróxido metálico alcalino puede añadirse a la composición detergente en cualquier forma conocida en la técnica, que incluye como un sólido en perlas, disueltas en una solución acuosa, o una combinación de las mismas. Los hidróxidos metálicos alcalinos están disponibles comercialmente como un sólido en la forma de sólidos en perlas o granulado que tienen una mezcla de tamaños de partículas que varían de 12-100 malla U.S., o como una solución acuosa, como por ejemplo, como una solución al 45 % y a 50 % por peso. En una realización, el hidróxido metálico alcalino se añade en la forma de una solución acuosa, particularmente una solución de hidróxido al 50 % por peso, para reducir la cantidad de calor generado en la composición debido a la hidratación del material alcalino sólido.
Además de la primera fuente de alcalinidad, la composición detergente puede comprender una fuente de alcalinidad secundaria. Los ejemplos de fuentes alcalinas secundarias útiles incluyen, pero no se limitan a: silicatos metálicos tales como silicato o metasilicato de sodio o potasio; carbonatos metálicos, tales como carbonato, bicarbonato, sesquicarbonato de sodio o potasio y las mezclas de los mismos; boratos metálicos tales como borato de sodio o potasio, y etanolaminas y aminas. Tales agentes de alcalinidad son comúnmente comercializados, o bien, en forma acuosa o en polvo, o bien, cualquiera de los cuales es útil para formular las presentes composiciones detergentes. Los silicatos ilustrativos incluyen, por ejemplo, silicatos de tipo lámina cristalina con la fórmula general NaMSiaO2a+1 bH2O, donde M es sodio o hidrógeno, a es de 1,9 a 22, preferentemente de 1,9 a 4, particularmente valores preferidos para b siendo 2, 3 o 4, e y es de 0 a 33, preferentemente de 0 a 20. Además, pueden usarse silicatos de sodio amorfos con una relación SiO2:Na2O de 1 a 3,5, preferentemente de 1,6 a 3 y especialmente de 2 a 2,8.
Las composiciones detergentes de acuerdo con la invención son libres de fosfatos. La expresión libre de fosfatos (también denominada "libre de fosfatos") significa una composición detergente de acuerdo con la presente invención que contiene menos de aproximadamente 0,5 % en peso, más particularmente, menos de aproximadamente 0,1 % en peso, e incluso más particularmente menos de aproximadamente 0,01 % en peso de fosfato en base al contenido total de sólidos de dicha composición detergente. En otras realizaciones de la invención, las composiciones detergentes son composiciones bajas en fosfato que contienen más abajo al menos de 20 % en peso de fosfato, más abajo al menos de 10 % en peso, más abajo al menos de 5 % en peso, o más abajo al menos de 1 % en peso. Las composiciones detergentes de acuerdo con la invención pueden además estar libres de NTA (también denominadas "libres de NTA"), lo que significa una composición concentrada que tiene menos de aproximadamente 0,5 % en peso, menos de aproximadamente 0,1 % en peso y, a menudo, menos de aproximadamente 0,01 % en peso de NTA en base al contenido total de sólidos de dicha composición detergente.
Polímero/fosfonato adicional opcional
Las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención pueden contener uno o más polímeros adicionales y/o un fosfonato además del terpolímero (A). Los ejemplos de polímeros adicionales adecuados incluyen ácido poliacrílico, ácido polimetacrílico, homopolímeros de ácido polimaleico, copolímeros de ácido acrílico, metacrílico o maleico (y combinaciones de los mismos). Otros polímeros que pueden incluirse son polímeros, copolímeros o terpolímeros de ácido acrílico, ácido metacrílico y/o ácido maleico. Cualquiera de los polímeros adicionales puede modificarse hidrofóbicamente. El polímero adicional, si está presente, generalmente está presente en una cantidad de 0-20 % en peso; preferentemente de 0-15 % en peso y con mayor preferencia de 0-10 % en peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
En un aspecto, las composiciones detergentes pueden incluir, además del terpolímero (A), policarboxilatos, que pueden modificarse hidrófila o hidrófobamente. En un aspecto, los polímeros de policarboxilato adicionales pueden estar presentes en cantidades de hasta el 20 % por peso.
Los ejemplos adecuados son sales metálicas alcalinas de homo- y copolímeros de ácido acrílico o de ácido metacrílico. Son adecuados para la copolimerización ácidos dicarboxílicos monoetilénicamente insaturados tales como ácido maleico, ácido fumárico, anhídrido maleico, ácido itacónico y ácido citracónico. Un policarboxilato adecuado es especialmente ácido poliacrílico, que preferentemente tiene una masa molar (Mw) de 1000 a 40 000 g/mol. Debido a su solubilidad superior, entre este grupo, puede darse preferencia al ácido poliacrílico de cadena corta que tiene una masa molar (Mw) de 1000 a 10000 g/mol, especialmente de 1000 a 8000 g/mol. También son adecuados los policarboxilatos copoliméricos, especialmente aquellos del ácido acrílico con ácido metacrílico y de ácido acrílico o ácido metacrílico con ácido maleico y/o ácido fumárico.
También es posible usar copolímeros de al menos un monómero del grupo que consiste en ácidos mono- o dicarboxílicos C3-C10 monoetilénicamente insaturados o anhídridos de los mismos, tales como ácido maleico, anhídrido maleico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido fumárico, ácido itacónico y ácido citracónico con al menos un monómero modificado hidrófilo o hidrófobamente, como se enumera a continuación.
Los monómeros hidrófobo adecuados son, por ejemplo, isobuteno, diisobuteno, buteno, penteno, hexeno y estireno, olefinas que tienen 10 o más átomos de carbono o mezclas de las mismas, por ejemplo, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1-hexadeceno, 1-octadeceno, 1-eicoseno, 1-docoseno, 1-tetracoseno y 1-hexacoseno, alfa-olefina-C22, una mezcla de alfaolefinas C20-C24 y poliisobuteno con un promedio de 12 a 100 átomos de carbono.
Los monómeros hidrófilos adecuados son monómeros con grupos sulfonato o fosfonato, y monómeros no iónicos con función hidroxilo o grupos óxido de alquileno. Los ejemplos incluyen: alcohol alílico, isoprenol, (met)acrilato de metoxi polietilenglicol, (met)acrilato de metoxi polipropilenglicol, (met)acrilato de metoxipolibutilenglicol, (met)acrilato de metoxipoli(óxido de propileno-co-óxido de etileno), (met)acrilato de glicol etoxipolietileno, (met)acrilato de etoxipolipropilenglicol, (met)acrilato de etoxipolibutilenglicol y (met)acrilato de etoxipoli(óxido de propileno-co-óxido de etileno). Los polialquilenglicoles comprenden 3 a 50, especialmente 5 a 40 y en particular 10 a 30 unidades de óxido de alquileno.
Los monómeros que contienen sulfo particularmente preferidos son ácido 1-acrilamido-1-propanosulfónico, ácido 2-acrilamido-2-propanosulfónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, ácido 2-metacrilamido-2-metilpropanosulfónico, ácido 3-metacrilamido-2-hidroxipropanosulfónico, ácido alilsulfónico, ácido metalilsulfónico, ácido aliloxibencenosulfónico, ácido metaliloxibencenosulfónico, ácido 2-hidroxi-3-(2-propeniloxi)propanosulfónico, ácido 2-metil-2-propeno-1-sulfónico, ácido estirenosulfónico, ácido vinilsulfónico, acrilato de 3-sulfopropilo, metacrilato de 2-sulfoetilo, metacrilato de 3-sulfopropilo, sulfometacrilamida, sulfometilmetacrilamida, y sales de los ácidos mencionados, tales como sales de sodio, potasio o amonio de los mismos.
Los monómeros que contienen grupos fosfonato particularmente preferidos son el ácido vinilfosfónico y sales del mismo.
Además, también es posible usar adicionalmente polímeros anfóteros y catiónicos.
Agua
Las composiciones detergentes de acuerdo con la invención pueden comprender agua en cantidades que varían en dependencia de las técnicas para procesar la composición.
El agua proporciona un medio que disuelve, suspende o porta los otros componentes de la composición. El agua también puede funcionar para suministrar y humedecer la composición de la invención sobre un objeto.
En algunas realizaciones, el agua constituye una gran porción de las composiciones detergentes de la invención y puede ser el equilibrio de la composición detergente además de la fuente de alcalinidad, el terpolímero (A), los ingredientes adicionales. La cantidad y el tipo de agua dependerán de la naturaleza de la composición en conjunto, el almacenamiento ambiental y el método de aplicación, que incluye la concentración de la composición, la forma de la composición, y el método de suministro previsto, entre otros factores. En particular, el portador debe elegirse y usarse a una concentración que no inhiba la eficacia de los componentes funcionales en la composición de la invención para el uso previsto, por ejemplo, blanqueo, desinfección, limpieza.
En ciertas realizaciones, la presente composición incluye 1 a 90 % en peso de agua, 10 a 80 % en peso de agua, 20 a 60 % en peso de agua, o 30 a 40 % en peso de agua. Debe entenderse que todos los valores e intervalos entre estos valores e intervalos están abarcados por la presente invención.
Cuando se prepara una composición detergente sólida, el agua puede estar presente en el intervalo de entre 15 % y 50 % por peso, particularmente entre 20 % y 45 % por peso, y más particularmente entre 22 % y 40 % por peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Materiales funcionales adicionales
Los componentes de la composición detergente de acuerdo con la presente invención pueden combinarse con varios componentes funcionales adicionales. En algunas realizaciones, el hidróxido metálico alcalino y el terpolímero (A) y el agua constituyen una gran cantidad, o incluso sustancialmente todo el peso total de la composición detergente, por ejemplo, en realizaciones que tienen pocos o ningún material funcional adicional dispuesto en la misma. En estas realizaciones, los intervalos de concentración de componentes proporcionados anteriormente para la composición detergente son representativos de los intervalos de aquellos mismos componentes en la composición detergente.
Para el fin de esta solicitud, el término "materiales funcionales" incluye un material que, cuando se dispersa o se disuelve en un uso y/o producto concentrado, tal como una solución acuosa, proporciona una propiedad beneficiosa en un uso particular. Algunos ejemplos particulares de materiales funcionales se analizan en mayor detalle a continuación, aunque los materiales particulares que se analizan se proporcionan solo a modo de ejemplo, y puede usarse una amplia variedad de otros materiales funcionales. Por ejemplo, muchos de los materiales funcionales que se analizan a continuación se refieren a materiales usados en aplicaciones de limpieza y/o desteñido. Sin embargo, otras realizaciones pueden incluir materiales funcionales para su uso en otras aplicaciones.
Tensioactivo
La composición detergente de acuerdo con la presente invención puede incluir al menos un agente de limpieza que comprende un tensioactivo o un sistema tensioactivo. Pueden usarse una variedad de tensioactivos en composiciones detergentes de la invención, que incluyen, pero no se limitan a: tensioactivos aniónicos, no iónicos, catiónicos y zwiteriónicos. En un aspecto preferido, los tensioactivos no iónicos se incluyen en las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención. Los tensioactivos son un componente opcional de las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención y pueden excluirse del producto concentrado. Los tensioactivos ilustrativos que pueden usarse están disponibles comercialmente de varias fuentes. Para una discusión de los tensioactivos, vea Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, tercera edición, volumen 8, páginas 900-912. Cuando la composición detergente incluye un agente de limpieza, el agente de limpieza se proporciona en una cantidad efectiva para proporcionar el nivel de limpieza deseado. La composición detergente, cuando se proporciona como un producto concentrado, puede incluir el agente de limpieza en un intervalo de 0,05 % a 20 % por peso, 0,5 % a 15 % por peso, 1 % a 15 % por peso, 1,5 % a 10 % por peso, y 2 % a 8 % por peso. Los intervalos adicionales ilustrativos de tensioactivo en un producto concentrado incluyen 0,5 % a 8 % por peso y 1 % a 5 % por peso.
Los ejemplos de tensioactivos aniónicos útiles en composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a; carboxilatos tales como alquilcarboxilatos y polialcoxicarboxilatos, carboxilatos de etoxilato de alcohol, carboxilatos de etoxilato de nonilfenol; sulfonatos tales como alquilsulfonatos, alquilbencenosulfonatos, alquilarilsulfonatos, ésteres de ácidos grasos sulfonados; sulfatos tales como alcoholes sulfatados, etoxilatos de alcohol sulfatado, alquilfenoles sulfatados, alquilsulfatos, sulfosuccinatos y sulfatos de alquiléter. Los tensioactivos aniónicos ilustrativos incluyen, pero no se limitan a: alquilarilsulfonato de sodio, alfaolefinsulfonato, y sulfatos de alcohol graso.
Los ejemplos de tensioactivos no iónicos útiles en composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aquellos que tienen un polímero de óxido de polialquileno como una porción de la molécula de tensioactivo. Tales tensioactivos no iónicos incluyen, pero no se limitan a: éteres de polietilenglicol con extremo estabilizado con cloro, bencilo, metilo, etilo, propilo, butilo y otros alquilos similares de alcoholes grasos; no iónicos que carecen de óxido de polialquileno tales como poliglicósidos de alquilo; ésteres de sorbitán y sacarosa y sus etoxilatos; aminas alcoxiladas tales como etilendiamina alcoxilada; alcoxilatos de alcoholes tales como propoxilatos de etoxilato de alcohol, propoxilatos de alcohol, propoxilatos de etoxilato de propoxilato de alcohol, butoxilatos de etoxilato de alcohol; etoxilato de nonilfenil, éter de polioxietilen glicol; ésteres de ácido carboxílico tales como ésteres de glicerol, ésteres de polioxietileno, ésteres etoxilados y glicólicos de ácidos grasos; amidas carboxílicas tales como condensados de dietanolamina, condensados de monoalcanolamina, amidas de ácido graso de polioxietileno; y copolímeros en bloque de óxido de polialquileno. Un ejemplo de un copolímero en bloque de óxido de etileno/óxido de propileno disponible comercialmente incluye, pero no se limita a, PLURONIC®, comercializado por BASF Corporation, Florham Park, N.J. Un ejemplo de un tensioactivo de silicona disponible comercialmente incluye, pero no se limita a, ABIL® B8852, comercializado por Goldschmidt Chemical Corporation, Hopewell, Va.
Los ejemplos de tensioactivos no iónicos adecuados adicionales para su uso con composiciones detergentes de acuerdo con la invención son tensioactivos de fórmula general
R18-O-(CH2CH2O)p-(CHR17CH2O)m-R19
en que R18 es un radical alquilo lineal o ramificado que tiene de 8 a 22 átomos de carbono, R17 y R19 son cada uno independientemente hidrógeno o un radical alquilo lineal o ramificado que tiene de 1-10 átomos de carbono o H, donde R17 es preferentemente metilo, p y m son cada uno independientemente de 0 a 300. Preferentemente, p=1-100 y m=0-30. Los tensioactivos pueden ser, o bien, copolímeros al azar o copolímeros en bloque, preferentemente copolímeros en bloque.
Los ejemplos de tensioactivos catiónicos que pueden usarse en las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a: aminas tales como monoaminas primarias, secundarias y terciarias con cadenas C18 de alquilo o alquenilo, alquilaminas etoxiladas, alcoxilatos de etilendiamina, imidazoles tales como una 1-(2-hidroxietil)-2-imidazolina, una 2-alquil-1-(2-hidroxietil)-2-imidazolina; y sales de amonio cuaternario, como por ejemplo, tensioactivos de cloruro de alquilamonio cuaternario, tales como cloruro de n-alquil(C12-C18)dimetilbencil amonio, cloruro de n-tetradecildimetilbencilamonio monohidratado, y un cloruro de amonio cuaternario sustituido con naftileno, tal como cloruro de dimetil-1-naftilmetilamonio. El tensioactivo catiónico puede usarse para proporcionar propiedades desinfectantes.
Los ejemplos de tensioactivos zwiteriónicos que pueden usarse en las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a: betaínas, imidazolinas y propionatos.
Para composiciones detergentes destinadas a usarse en una máquina lavaplatos o lavavajillas automática, los tensioactivos seleccionados, si se usa cualquier tensioactivo, pueden ser aquellos que proporcionen un nivel aceptable de espuma cuando se usan dentro de una máquina lavaplatos o lavavajillas. Las composiciones detergentes para su uso en máquinas lavaplatos o lavavajillas automáticas generalmente se consideran composiciones de bajo poder espumante. Se entiende que los tensioactivos de bajo poder espumante que proporcionan el nivel deseado de actividad detersiva son ventajosos en un entorno tal como una máquina lavaplatos donde la presencia de grandes cantidades de espuma puede ser problemática. Además de seleccionar tensioactivos de bajo poder espumante, también pueden usarse agentes antiespumantes para reducir la generación de espuma. En consecuencia, pueden usarse tensioactivos que se consideran tensioactivos de bajo poder espumante. Además, pueden usarse otros tensioactivos junto con un agente antiespumante para controlar el nivel de espuma.
Coadyuvantes
La composición detergente de acuerdo con la presente invención puede incluir opcionalmente uno o más agentes coadyuvantes, también llamados agentes quelantes o secuestrantes (por ejemplo, coadyuvantes o agentes formadores de complejos), que incluyen, pero no se limitan a: un fosfonato, un ácido aminocarboxílico, o un poliacrilato. En general, un agente quelante es una molécula capaz de coordinar (es decir, unir) los iones metálicos que se encuentran comúnmente en el agua natural para evitar que los iones metálicos interfieran con la acción de los otros ingredientes detersivos de una composición de limpieza. Los niveles preferibles de adición para coadyuvantes que también pueden ser agentes quelantes o secuestrantes están entre el 0,1 % a 70 % por peso, 1 % a 60 % por peso, o 1,5 % a 50 % por peso. Si el detergente se proporciona como un producto concentrado, el producto concentrado puede incluir entre aproximadamente 1 % a aproximadamente 60 % por peso, entre aproximadamente 3 % a aproximadamente 50 % por peso, y entre aproximadamente 6 % a aproximadamente 45 % por peso de los coadyuvantes. Los intervalos adicionales de los coadyuvantes incluyen entre aproximadamente 3 % a aproximadamente 20 % por peso, entre aproximadamente 6 % a aproximadamente 15 % por peso, entre aproximadamente 25 % a aproximadamente 50 % por peso, y entre aproximadamente 35 % a aproximadamente 45 % por peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Los ejemplos de fosfonatos incluyen, pero no se limitan a: ácido 2-fosfinobutano-1,2,4-tricarboxílico (PBTC), ácido 1-hidroxietano-1,1-difosfónico, CH2C(OH)[PO(OH)2]2; ácido aminotri(metilenfosfónico), N[CH2PO(OH)2]3; sal de sodio de aminotri(metilenfosfonato) (At Mp ), N[CH2PO(ONa)2]3; ácido 2-hidroxietiliminobis(metilenfosfónico), HOCH2CH2 N[CH2PO(OH)2]2; ácido dietilentriaminapenta(metilenfosfónico), (HO)2POCH2 N[CH2 CH2 N[CH2 PO(OH)2]2]2 ; sal de sodio de dietilentriaminapenta(metilenfosfonato) (DTPMP), C9 H(28-x) N3 NaxO15 P5 (x=7); sal de potasio de hexametilendiamina (tetrametilenfosfonato), C1üH(28-x)N2Kx O12 P4 (x=6); ácido bis(hexametilen)triamina (pentametilenfosfónico), (HO2POCH2 N[(CH2)2N[c H2 PO(OH)2]2]2 ; y ácido fosforoso, H3PO3. Los fosfonatos preferidos son PBTC, HEDP, ATMP y DTPMP. Se prefiere un fosfonato neutralizado o alcalino, o una combinación de fosfonato con una fuente alcalina antes de añadirse a la mezcla, de manera que haya poco o ningún calor o gas generado por una reacción de neutralización cuando se añade el fosfonato. En otra realización, sin embargo, la composición detergente de acuerdo con la presente invención está libre de fosfonatos.
Las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención contienen preferentemente un coadyuvante no en base a fosfato. Aunque varios componentes pueden incluir cantidades trazas de fósforo, también son adecuados los carboxilatos tal como citrato, tartrato o gluconato. Los materiales útiles de ácido aminocarboxílico que contienen poco o nada de NTA incluyen, pero no se limitan a: ácido N-hidroxietilaminodiacético, ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), ácido hidroxietilendiaminotetraacético, ácido dietilentriaminopentaacético, ácido N-hidroxietiletilendiaminotriacético (HEDTA), ácido dietilentriaminopentaacético (DTPA), ácido hidroxietiletilendiaminotriacético y ácido metilglicinadiacético (MGDA), ácido glutámico-ácido diacético (GLDA), ácido iminodisuccínico (IDA), ácido hidroxiiminodisuccínico, ácido etilendiaminodisuccínico (EDDS), ácido aspártico-ácido diacético, y sales de los mismos. Los agentes coadyuvantes particularmente preferidos son MGDA y GLDA y sales de los mismos y/u otros ácidos similares que tienen un grupo amino con un sustituyente de ácido carboxílico.
En un aspecto, los agentes coadyuvantes preferidos se seleccionan del grupo que consiste en ácido etilendiaminotetraacético, ácido dietilentriaminopentaacético, ácido hidroxietiletilendiaminotriacético y ácido metilglicinadiacético, ácido glutámico-ácido diacético, ácido iminodisuccínico, ácido hidroxiiminodisuccínico, ácido etilendiaminodisuccínico, ácido aspártico-ácido diacético, y sales de los mismos. Los agentes coadyuvantes particularmente preferidos son el ácido metilglicinadiacético y sales del mismo.
Los polímeros acondicionadores de agua pueden usarse como coadyuvantes sin fosfato o que contienen fósforo. Los polímeros acondicionadores de agua ilustrativos incluyen, pero no se limitan a: policarboxilatos. Los policarboxilatos ilustrativos que pueden usarse como coadyuvantes y/o polímeros acondicionadores de agua incluyen, pero no se limitan a: aquellos que tienen grupos carboxilato (-CO2') laterales tales como ácido poliacrílico, ácido maleico, copolímero maleico/olefínico, copolímero o terpolímero sulfonado, copolímero acrílico/maleico, ácido polimetacrílico, copolímeros de ácido acrílico-ácido metacrílico, poliacrilamida hidrolizada, polimetacrilamida hidrolizada, copolímeros de poliamida-metacrilamida hidrolizados, poliacrilonitrilo hidrolizado, polimetacrilonitrilo hidrolizado, y copolímeros de acrilonitrilo-metacrilonitrilo hidrolizados. Para una discusión adicional sobre los agentes quelantes/secuestrantes, ver Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Tercera Edición, volumen 5, páginas 339-366 y volumen 23, páginas 319-320. Estos materiales también pueden usarse a niveles subestequiométricos para funcionar como modificadores de cristal
Los polímeros también pueden incluir sustancias solubles en agua o insolubles en agua, cuya tarea principal consiste en la unión de iones calcio y magnesio. Estos pueden ser ácidos carboxílicos de bajo peso molecular y sales de los mismos, tales como citratos metálicos alcalinos, especialmente citrato trisódico anhidro o citrato trisódico dihidrato, succinatos metálicos alcalinos, malonatos metálicos alcalinos, sulfonatos de ácidos grasos, oxidisuccinato, disuccinatos de alquilo o alquenilo, ácidos glucónicos, oxadiacetatos, carboximetiloxisuccinatos, monosuccinato de tartrato, disuccinato de tartrato, monoacetato de tartrato, diacetato de tartrato y ácido ahidroxipropiónico.
Agentes de endurecimiento
Las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención pueden incluir un agente de endurecimiento además de, o en la forma de, el coadyuvante. Un agente de endurecimiento es un compuesto o sistema de compuestos, orgánicos o inorgánicos, que contribuye significativamente a la solidificación uniforme de la composición. Preferentemente, los agentes de endurecimiento son compatibles con el agente de limpieza y otros ingredientes activos de la composición y son capaces de proporcionar una cantidad efectiva de dureza y/o solubilidad acuosa a la composición procesada. Los agentes de endurecimiento también deberían ser capaces de formar una matriz homogénea con el agente de limpieza y otros ingredientes cuando se mezclan y solidifican para proporcionar una disolución uniforme del agente de limpieza a partir de la composición detergente sólida durante su uso.
La cantidad de agente de endurecimiento incluida en la composición detergente de acuerdo con la presente invención variará de acuerdo con los factores que incluyen, pero no se limitan: al tipo de composición detergente que se prepara, los ingredientes de la composición detergente, el uso previsto de la composición, la cantidad de solución de dispensación aplicada a la composición detergente sólida a lo largo del tiempo durante su uso, la temperatura de la solución de dispensación, la dureza de la solución de dispensación, el tamaño físico de la composición detergente sólida, la concentración de los otros ingredientes, y la concentración del agente de limpieza en la composición. Se prefiere que la cantidad de agente de endurecimiento incluida en la composición detergente sólida de acuerdo con la presente invención sea efectiva para combinarse con el agente de limpieza y otros ingredientes de la composición para formar una mezcla homogénea bajo condiciones de mezclado continuo y una temperatura igual o más abajo a la temperatura de fusión del agente de endurecimiento.
También se prefiere que el agente de endurecimiento forme una matriz con el agente de limpieza y otros ingredientes que se endurecerán hasta una forma sólida bajo temperaturas ambiente de aproximadamente 30 °C a aproximadamente 50 °C, particularmente aproximadamente 35 °C a aproximadamente 45 °C, después de que cesa el mezclado y la mezcla se dispense desde el sistema de mezclado, dentro de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 3 horas, particularmente aproximadamente 2 minutos a aproximadamente 2 horas, y particularmente aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 1 hora. Puede aplicarse una cantidad mínima de calor de una fuente externa a la mezcla para facilitar el procesamiento de la mezcla. Se prefiere que la cantidad de agente de endurecimiento incluida en la composición detergente sólida sea efectiva para proporcionar una dureza deseada y una tasa deseada de solubilidad controlada de la composición procesada cuando se coloca en un medio acuoso para lograr una tasa deseada de dispensación del agente de limpieza desde la composición solidificada durante su uso.
El agente de endurecimiento puede ser un agente de endurecimiento orgánico o inorgánico. Un agente de endurecimiento orgánico preferido es un compuesto de polietilenglicol (PEG). La tasa de solidificación de las composiciones detergentes sólidas que comprenden un agente de endurecimiento de polietilenglicol variará, al menos en parte, de acuerdo con la cantidad y el peso molecular del polietilenglicol añadido a la composición. Los ejemplos de polietilenglicoles adecuados incluyen, pero no se limitan a: polietilenglicoles sólidos de la fórmula general H(OCH2CH2)nOH, en donde n es mayor de 15, más particularmente aproximadamente 30 a aproximadamente 1700. Típicamente, el polietilenglicol es un sólido en forma de polvo o escamas que fluyen libre, que tiene un peso molecular de aproximadamente 1000 a aproximadamente 100000, particularmente que tiene un peso molecular de al menos aproximadamente 1450 a aproximadamente 20 000, más particularmente entre aproximadamente 1450 a aproximadamente 8000. El polietilenglicol está presente en una concentración de aproximadamente 1 % a 75 % por peso y particularmente de aproximadamente 3 % a aproximadamente 15 % por peso. Los compuestos de polietilenglicol adecuados incluyen, pero no se limitan a: PEG 4000, PEG 1450, y PEG 8000 entre otros, con PEG 4000 y PEG 8000 son los más preferidos. Un ejemplo de polietilenglicol sólido disponible comercialmente incluye, pero no se limita a: CARBOWAX, disponible por Union Carbide Corporation, Houston, Tex. Los agentes de endurecimiento inorgánicos preferidos son sales inorgánicas hidratables, que incluyen, pero no se limitan a: sulfatos y bicarbonatos. Los agentes de endurecimiento inorgánicos están presentes en concentraciones de hasta aproximadamente 50 % por peso, particularmente aproximadamente 5 % a aproximadamente 25 % por peso, y más particularmente aproximadamente 5 % a aproximadamente 15 % por peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Las partículas de urea también pueden emplearse como endurecedores en las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención. La tasa de solidificación de las composiciones variará, al menos en parte, por factores que incluyen, pero no se limitan a: la cantidad, el tamaño de partícula, y la forma de la urea añadida a la composición. Por ejemplo, una forma de partículas de urea puede combinarse con un agente de limpieza y otros ingredientes, y preferentemente una cantidad menor pero efectiva de agua. La cantidad y el tamaño de partícula de la urea son efectivos para combinarse con el agente de limpieza y otros ingredientes para formar una mezcla homogénea sin la aplicación de calor desde una fuente externa para fundir la urea y otros ingredientes en un estado fundido. Se prefiere que la cantidad de urea incluida en la composición detergente sólida sea efectiva para proporcionar una dureza deseada y una tasa de solubilidad deseada de la composición cuando se coloca en un medio acuoso para lograr una tasa deseada de dispensación del agente de limpieza de la composición solidificada durante su uso. En algunas realizaciones, la composición incluye entre aproximadamente 5 % a aproximadamente 90 % por peso de urea, particularmente entre aproximadamente 8 % y aproximadamente 40 % por peso de urea, y más particularmente entre aproximadamente 10 % y aproximadamente 30 % por peso de urea. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
La urea puede estar en la forma de perlas granulados o polvo. La urea granulada está generalmente disponible de fuentes comerciales como una mezcla de tamaños de partículas que varían de 8-15 malla U.S. como, por ejemplo, Arcadian Sohio Company, Nitrogen Chemicals Division. Una forma granulada de urea se muele preferentemente para reducir el tamaño de partícula a 50 malla U.S. a 125 malla U.S., particularmente 75-100 malla U.S., preferentemente mediante el uso de un molino húmedo tal como un extrusor de simple o doble husillo, un mezclador Teledyne, un emulsionante Ross.
Agentes blanqueantes
Los agentes blanqueantes adecuados para su uso en la composición detergente de acuerdo con la presente invención para aclarar o blanquear un sustrato incluyen compuestos blanqueantes capaces de liberar una especie halógena activa, tal como Ch, Br2, -OCl' y/o -OBr, bajo condiciones que se encuentran típicamente durante el proceso de limpieza. Los agentes blanqueantes adecuados para su uso en las composiciones detergentes incluyen, pero no se limitan a: compuestos que contienen cloro, tales como cloros, hipocloritos, o cloraminas. Igualmente pueden usarse blanqueantes de cloro y la combinación de blanqueadores de cloro con blanqueadores peroxídicos. Los blanqueantes de cloro conocidos son, por ejemplo, 1,3-dicloro-5,5-dimetilhidantoína, N-clorosulfamida, cloramina T, dicloramina T, cloramina B, N,N'-diclorobenzoilurea, dicloro-p-toluenosulfonamida o tricloroetilamina. Los blanqueantes de cloro preferidos son hipoclorito de sodio, hipoclorito de calcio, hipoclorito de potasio, hipoclorito de magnesio, dicloroisocianurato de potasio o dicloroisocianurato de sodio.
Los compuestos liberadores de halógeno ilustrativos incluyen, pero no se limitan a: los dicloroisocianuratos metálicos alcalinos, fosfato de trisodio clorado, los hipocloritos metálicos alcalinos, monocloramina, y dicloroamina. Las fuentes de cloro encapsuladas también pueden usarse para mejorar la estabilidad de la fuente de cloro en la composición (vea, por ejemplo, las patentes de Estados Unidos núms. 4,618,914 y 4,830,773).
Un agente blanqueante también puede ser un peroxígeno o fuente de oxígeno activo tal como peróxido de hidrógeno, perboratos, persulfato, peroxihidrato de carbonato de sodio, permonosulfato de potasio, y perborato de sodio mono y tetrahidrato, con y sin activadores tales como tetraacetiletilen diamina. Los blanqueantes de oxígeno típicos también son perácidos orgánicos, por ejemplo, ácido perbenzoico, ácido peroxi-alfa-naftoico, ácido peroxiláurico, ácido peroxiesteárico, ácido ftalimidoperoxicaproico, ácido 1,12-diperoxidodecanodioico, ácido 1,9-diperoxiazelaico, ácido diperoxoisoftálico o ácido 2-decildiperoxibutano-1,4-dioico. Además, los siguientes blanqueantes de oxígeno también pueden encontrar uso en la formulación del detergente: Los peroxiácidos catiónicos descritos en las solicitudes de patente de Estados Unidos núm. 5,422,028, patente de Estados Unidos Núm. 5,294,362 y patente de Estados Unidos núm. 5,292,447, y peroxiácidos de sulfonilo descritos en la solicitud de patente de Estados Unidos núm. 5,039,447.
Adicionalmente, es posible añadir pequeñas cantidades de estabilizadores del blanqueo, por ejemplo, fosfonatos, boratos, metaboratos, metasilicatos o sales de magnesio. Los activadores de blanqueo son compuestos que, bajo condiciones de perhidrólisis, dan lugar a ácidos peroxocarboxílicos alifáticos que tienen preferentemente de 1 a 10 átomos de carbono, especialmente de 2 a 4 átomos de carbono, y/o ácido perbenzoico sustituido. Los compuestos adecuados son aquellos que comprenden uno o más grupos N- u O-acilo y/o grupos benzoilo opcionalmente sustituidos, por ejemplo sustancias de la clase de los anhídridos, ésteres, imidas, imidazoles acilados u oximas. Los ejemplos son tetraacetiletilendiamina (TAED), tetraacetilmetilendiamina (TAMD), tetraacetilglicolurilo (TAGU), tetraacetilhexilendiamina (TAHD), N-acilimidas, por ejemplo, N-nonanoilsuccinimida (NOSI), fenolsulfonatos acilados, por ejemplo, n-nonanoil- o isononanoiloxibencenosulfonatos (n- o iso-NOBS), pentaacetilglucosa (PAG), 1,5-diacetil-2,2-dioxohexahidro-1,3,5-triazina (DADHT) o anhídrido isatoico (ISA). Igualmente son adecuados como activadores del blanqueo los cuaternarios de nitrilo, por ejemplo sales de N-metil-morfolinioacetonitrilo (sales MMA) o sales de trimetilamonioacetonitrilo (sales TMAQ).
Preferentemente, los activadores de blanqueo adecuados son aquellos del grupo que consiste en alquilendiaminas poliaciladas, con mayor preferencia TAED, N-acilimidas, con mayor preferencia NOSI, fenolsulfonatos acilados, con mayor preferencia n- o iso-NOBS, MMA y TMAQ.
Los activadores de blanqueo se usan en cantidades de generalmente 0,1 a 10 % por peso, preferentemente de 1 a 9 % por peso, con mayor preferencia de 1,5 a 8 % por peso, en base a la formulación de detergente total.
Además de los activadores de blanqueo convencionales, también es posible que estén presentes los llamados catalizadores de blanqueo. Estas sustancias son sales metálicas de transición potenciadoras del blanqueo o complejos metálicos de transición, por ejemplo complejos de manganeso, hierro, cobalto, rutenio o molibdeno-saleno o complejos de carbonilo. Los catalizadores de blanqueo que pueden usarse también son complejos de manganeso, hierro, cobalto, rutenio, molibdeno, titanio, vanadio y cobre con ligandos trípodes que contienen nitrógeno, y complejos de cobalto, hierro, cobre y rutenio-amina.
Cuando el concentrado incluye un agente blanqueante, puede incluirse en una cantidad de entre aproximadamente 0,1 % y aproximadamente 60 % por peso, entre aproximadamente 1 % y aproximadamente 20 % por peso, entre aproximadamente 3 % y aproximadamente 8 % por peso, y entre aproximadamente 3 % y aproximadamente 6 % en peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Agentes de relleno
La composición detergente de acuerdo con la presente invención puede incluir opcionalmente una cantidad efectiva de agentes de relleno de detergente, que no funciona como un agente de limpieza propiamente dicho, pero que coopera con el agente de limpieza para mejorar la capacidad de limpieza general de la composición. Los ejemplos de agentes de relleno de detergentes adecuados para su uso en las presentes composiciones incluyen, pero no se limitan a: sulfato de sodio y cloruro de sodio. Cuando el concentrado incluye un agente de relleno, puede incluirse en una cantidad de hasta aproximadamente 50 % por peso, entre aproximadamente 1 % y aproximadamente 30 % por peso, o entre aproximadamente 1,5 % y aproximadamente 25 % por peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Agentes antiespumantes
En las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención puede incluirse un agente antiespumante para reducir la estabilidad de la espuma. Los ejemplos de agentes antiespumantes incluyen, pero no se limitan a: copolímeros en bloque de óxido de etileno/propileno, tales como aquellos disponibles con el nombre Pluronic N-3; compuestos de silicona tales como sílice dispersada en polidimetilsiloxano, polidimetilsiloxano, y polidimetilsiloxano funcionalizado, tales como aquellos disponibles con el nombre Abil B9952; amidas grasas, ceras de hidrocarburos, ácidos grasos, ésteres grasos, alcoholes grasos, jabones de ácidos grasos, etoxilatos, aceites minerales, ésteres de polietilenglicol, y ésteres de alquilfosfato tales como fosfato de monoestearilo. Puede encontrarse una discusión de agentes antiespumantes, por ejemplo, en la patente de Estados Unidos Núm. 3,048,548 de Martin y otros, la patente de Estados Unidos Núm. 3,334,147 de Brunelle y otros, y la patente de Estados Unidos Núm. 3,442,242 de Rue y otros.
Cuando el producto concentrado incluye un agente desespumante, el agente desespumante puede proporcionarse en una cantidad entre aproximadamente el 0,0001 % y aproximadamente el 10 % por peso, entre aproximadamente 0,001 % y aproximadamente 5 % por peso, o entre aproximadamente 0,01 % y aproximadamente 1,0 % por peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Agentes antirredeposición
Las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención pueden incluir un agente antirredeposición para facilitar la suspensión sostenida de suciedad en una solución de limpieza y evitar que la suciedad eliminada se vuelva a depositar sobre el sustrato que se limpia. Los ejemplos de agentes antirredeposición adecuados incluyen, pero no se limitan a: poliacrilatos, copolímeros de anhídrido maleico estireno, derivados celulósicos tales como hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa y carboximetilcelulosa. Cuando el producto concentrado incluye un agente antirredeposición, el agente antirredeposición puede incluirse en una cantidad de entre aproximadamente 0,5 % y aproximadamente 10 % por peso y entre aproximadamente 1 % y aproximadamente 5 % en peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Agentes estabilizantes
Las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención pueden incluir agentes estabilizantes. Los ejemplos de agentes estabilizantes adecuados incluyen, pero no se limitan a: borato, iones calcio/magnesio, propilenglicol y mezclas de los mismos. El producto concentrado no necesita incluir un agente estabilizante, pero cuando el producto concentrado incluye un agente estabilizante, puede incluirse en una cantidad que proporcione el nivel deseado de estabilidad del producto concentrado. Los intervalos ilustrativos del agente estabilizante incluyen hasta aproximadamente 20 % por peso, entre aproximadamente 0,5 % y aproximadamente 15 % por peso, y entre aproximadamente 2 % y aproximadamente 10 % en peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Dispersantes
Las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención pueden incluir uno o más dispersantes. Los ejemplos de dispersantes adecuados que pueden usarse en la composición detergente sólida incluyen, pero no se limitan a: copolímeros de ácido maleico/olefina, ácido poliacrílico, y mezclas de los mismos. El producto concentrado no necesita incluir un dispersante, pero cuando se incluye un dispersante, puede incluirse en una cantidad que proporcione las propiedades dispersantes deseadas. Los intervalos ilustrativos del dispersante en el producto concentrado pueden ser de hasta aproximadamente 20 % por peso, entre aproximadamente 0,5 % y aproximadamente 15 % por peso, y entre aproximadamente 2 % y aproximadamente 9 % por peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Enzimas
Las enzimas que pueden incluirse en las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención incluyen aquellas enzimas que ayudan en la eliminación de manchas de almidón y/o proteínas. Los tipos de enzimas ilustrativas incluyen, pero no se limitan a: proteasas, alfa-amilasas, y mezclas de las mismas. Las proteasas ilustrativas que pueden usarse incluyen, pero no se limitan a: aquellas derivadas de Bacillus licheniformix, Bacillus lenus, Bacillus alcalophilus y Bacillus amyloliquefacins. Las alfa-amilasas ilustrativas incluyen Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens y Bacillus licheniformis. No es necesario que el producto concentrado incluya una enzima, pero cuando el producto concentrado incluye una enzima, puede incluirse en una cantidad que proporcione la actividad enzimática deseada cuando la composición detergente se proporciona como una composición de uso. Los intervalos ilustrativos de la enzima en el producto concentrado incluyen hasta aproximadamente 15 % por peso, entre aproximadamente 0,5 % a aproximadamente 10 % por peso, y entre aproximadamente 1 % a aproximadamente 5 % en peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Inhibidores de la corrosión del vidrio y metales
Las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención pueden incluir un inhibidor de la corrosión de metales en una cantidad de hasta aproximadamente 50 % por peso, entre aproximadamente 1 % y aproximadamente 40 % por peso, o entre aproximadamente 3 % y aproximadamente 30 % por peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
El inhibidor de la corrosión incluido en una composición detergente de acuerdo con la presente invención en una cantidad suficiente para proporcionar una solución de uso que exhiba una tasa de corrosión y/o grabado del vidrio que sea menor que la tasa de corrosión y/o grabado del vidrio para una solución de uso de cualquier otra manera idéntica, excepto por la ausencia del inhibidor de la corrosión. Se espera que la solución de uso incluirá al menos aproximadamente 6 partes por millón (ppm) del inhibidor de la corrosión para proporcionar propiedades de inhibición de la corrosión deseado. Se espera que puedan usarse cantidades mayores de inhibidor de la corrosión en la solución de uso sin efectos nocivos. Se espera que en cierto punto, se pierda el efecto aditivo del aumento de la corrosión y/o la resistencia al grabado con el aumento de la concentración del inhibidor de la corrosión, y el inhibidor de la corrosión adicional simplemente aumentará el costo de usar la composición detergente. La solución de uso puede incluir entre aproximadamente 6 ppm y aproximadamente 300 ppm del inhibidor de la corrosión, y entre aproximadamente 20 ppm y aproximadamente 200 ppm del inhibidor de la corrosión. Los ejemplos de inhibidores de la corrosión adecuados incluyen, pero no se limitan a: una combinación de una fuente de iones aluminio y una fuente de iones zinc, así como también un silicato metálico alcalino o hidrato del mismo.
El inhibidor de la corrosión puede referirse a la combinación de una fuente de iones aluminio y una fuente de iones zinc. La fuente de iones aluminio y la fuente de iones zinc proporcionan iones aluminio e iones zinc, respectivamente, cuando la composición detergente se proporciona en la forma de una solución de uso. La cantidad del inhibidor de la corrosión se calcula en base a la cantidad combinada de la fuente de iones aluminio y la fuente de iones zinc. Cualquier producto que proporcione un ion aluminio en una solución de uso puede denominarse como una fuente de ion aluminio, y cualquier producto que proporcione un ion zinc cuando se proporciona en una solución de uso puede denominarse como una fuente de ion zinc. No es necesario que la fuente de iones aluminio y/o la fuente de iones zinc reaccionen para formar el ion aluminio y/o el ion zinc. Los iones aluminio pueden considerarse una fuente de iones aluminio, y los iones zinc pueden considerarse una fuente de iones zinc. La fuente de iones aluminio y la fuente de iones zinc pueden proporcionarse como sales orgánicas, sales inorgánicas, y mezclas de las mismas. Las fuentes ilustrativas de ion de aluminio incluyen, pero no se limitan a: sales de aluminio tales como aluminato de sodio, bromuro de aluminio, clorato de aluminio, cloruro de aluminio, yoduro de aluminio, nitrato de aluminio, sulfato de aluminio, acetato de aluminio, formato de aluminio, tartrato de aluminio, lactato de aluminio, oleato de aluminio, bromato de aluminio, borato de aluminio, sulfato de aluminio y potasio, sulfato de aluminio y zinc, y fosfato de aluminio. Las fuentes ilustrativas de ion zinc incluyen, pero no se limitan a: sales de zinc tales como cloruro de zinc, sulfato de zinc, nitrato de zinc, yoduro de zinc, tiocianato de zinc, fluorosilicato de zinc, dicromato de zinc, clorato de zinc, zincato de sodio, gluconato de zinc, acetato de zinc, benzoato de zinc, citrato de zinc, lactato de zinc, formiato de zinc, bromato de zinc, bromuro de zinc, fluoruro de zinc, fluorosilicato de zinc, y salicilato de zinc.
Puede emplearse una cantidad efectiva de un silicato o hidrato metálico alcalino del mismo para formar una composición detergente de acuerdo con la presente invención de una forma estable de la composición detergente que tiene capacidad de protección de los metales. Tales silicatos empleados en las composiciones de la invención son aquellos que se han usado convencionalmente en formulaciones detergentes. Por ejemplo, los silicatos metálicos alcalinos típicos son aquellos silicatos en polvo, en partículas o granulados que, o bien, son anhidros o preferentemente que contienen agua de hidratación (aproximadamente 5 % a aproximadamente 25 % por peso, particularmente de aproximadamente 15 % a aproximadamente 20 % por peso de agua de hidratación). Estos silicatos son preferentemente silicatos de sodio y tienen una relación Na2O:SiO2 de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 1:5, respectivamente, y típicamente contienen agua disponible en la cantidad de aproximadamente 5 % a aproximadamente 25 % por peso. En general, los silicatos tienen una relación Na2O:SiO2 de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 1:3,75, particularmente de aproximadamente 1:1,5 a aproximadamente 1:3,75 y más particularmente de aproximadamente 1:1,5 a aproximadamente 1:2,5. Se prefiere, un silicato con una relación de Na2O:SiO2 de aproximadamente 1:2 y de aproximadamente 16 % a aproximadamente 22 % por peso de agua de hidratación. Por ejemplo, tales silicatos están disponibles en forma de polvo como GD Silicato y en forma granular como Britesil H-20, disponible en PQ Corporation, Valley Forge, Pa. Estas relaciones pueden obtenerse con composiciones de silicato individuales o combinaciones de silicatos que, tras la combinación, resultan en la relación preferida. Se ha encontrado que los silicatos hidratados en relaciones preferidas, una relación de Na2O:SiO2 de aproximadamente 1:1,5 a aproximadamente 1:2,5, proporcionan la protección óptima a los metales. Se prefieren los silicatos hidratados.
Los silicatos pueden incluirse en la composición detergente de acuerdo con la presente invención para proporcionar protección a los metales, pero adicionalmente se conoce que proporcionan alcalinidad y funcionan adicionalmente como agentes antirredeposición. Los silicatos ilustrativos incluyen, pero no se limitan a: silicato de sodio y silicato de potasio. La composición detergente puede proporcionarse sin silicatos, pero cuando se incluyen silicatos, pueden incluirse en cantidades que proporcionen protección deseada a los metales. El producto concentrado puede incluir silicatos en cantidades de al menos aproximadamente 1 % en peso, al menos aproximadamente 5 % por peso, al menos aproximadamente 10 % por peso y al menos aproximadamente 15 % por peso. Además, con el fin de proporcionar espacio suficiente para otros componentes en el producto concentrado, el componente de silicato puede proporcionarse a un nivel de menos de aproximadamente 35 % por peso, menos de aproximadamente 25 % por peso, menos de aproximadamente 20 % por peso, y menos de aproximadamente 15 % por peso. Sin limitar el alcance de la invención, se entiende que los intervalos numéricos mencionados incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Los inhibidores de la corrosión adecuados usados pueden ser anticorrosivos de plata del grupo de los triazoles, los benzotriazoles, los bisbenzotriazoles, los aminotriazoles, los alquilaminotriazoles y las sales o complejos metálicos de transición.
Fragancias y tintes
Pueden incluirse en la composición diversos tintes, odorizantes, que incluye perfumes, y otros agentes mejoradores de la estética. Los tintes adecuados que pueden incluirse para alterar la apariencia de la composición detergente de acuerdo con la presente invención, incluyen, pero no se limitan a:Direct Blue 86, disponible en Mac Dye-Chem Industries, Ahmedabad, India; azul Fastusol, disponible en Mobay Chemical Corporation, Pittsburgh, Pa.; Naranja ácido 7, disponible en American Cyanamid Company, Wayne, N.J.; Violeta básico 10 y Azul Sandolan/Azul ácido 182, disponible en Sandoz, Princeton, N.J.; Amarillo ácido 23, disponible en Chemos GmbH, Regenstauf, Alemania; Amarillo ácido 17, disponible en Sigma Chemical, St. Louis, Mo.; Verde sabia y amarillo de metanilo, disponible en Keyston Analine y Chemical, Chicago, I11.; Azul ácido 9, disponible en Emerald Hilton Davis, LLC, Cincinnati, Ohio; Rojo resistente Hisol y Fluoresceína, disponible en Capitol Color and Chemical Company, Newark, N.J.; y verde ácido 25, Ciba Specialty Chemicals Corporation, Greenboro, N.C.
Las fragancias o perfumes que pueden incluirse en las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a: terpenoides tales como citronelol, aldehídos tales como amil cinamaldehído, un jazmín tal como C1S-jazmín o jasmal, y vainillina.
Espesantes
Las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención pueden incluir un modificador de la reología o un espesante. El modificador de la reología puede proporcionar las siguientes funciones: aumentar la viscosidad de las composiciones; aumentar el tamaño de partícula de las soluciones de uso líquido cuando se dispensa a través de una boquilla de pulverización; proporcionar soluciones de uso con adherencia vertical a las superficies; proporcionar suspensión de partículas dentro de las soluciones de uso; o reducir la velocidad de evaporación de las soluciones de uso.
El modificador de la reología puede proporcionar una composición de uso que es pseudoplástica, en otras palabras, la composición o el material de uso cuando se deja sin alterar (en un modo de cizallamiento), conserva una alta viscosidad. Sin embargo, cuando se somete a cizallamiento, la viscosidad del material se reduce sustancialmente pero reversiblemente. Después de eliminar la acción de cizallamiento, la viscosidad regresa. Estas propiedades permiten la aplicación del material a través de un cabezal pulverizador. Cuando se pulveriza a través de una boquilla, el material se somete a cizallamiento al aproximarse a un tubo de alimentación en un cabezal pulverizador bajo la influencia de la presión y se somete a cizallamiento por la acción de una bomba en un pulverizador accionado por una bomba. En cualquier caso, la viscosidad puede caer hasta un punto de manera que puedan aplicarse cantidades sustanciales del material mediante el uso de los dispositivos de pulverización usados para aplicar el material a una superficie sucia. Sin embargo, una vez que el material descansa sobre una superficie sucia, los materiales pueden recuperar una alta viscosidad para garantizar que el material permanezca en su lugar en el los residuos. Preferentemente, el material puede aplicarse a una superficie dando como resultado un recubrimiento sustancial del material que proporciona los componentes de limpieza en una concentración suficiente como para resultar la elevación y eliminación de los residuos endurecidos o quemados. Mientras están en contacto con el residuo en superficies verticales o inclinadas, los espesantes, junto con los otros componentes del limpiador, minimizan el goteo, descolgamiento, la caída u otro movimiento del material bajo los efectos de la gravedad. El material debe formularse de manera que la viscosidad del material sea adecuada para mantener el contacto entre cantidades sustanciales de la película del material con el residuo durante al menos un minuto, particularmente cinco minutos o más.
Los ejemplos de espesantes o modificadores de la reología adecuados son los espesantes poliméricos que incluyen, pero no se limitan a: polímeros o polímeros naturales o gomas derivadas de fuentes vegetales o animales. Tales materiales pueden ser polisacáridos tales como moléculas de polisacárido grandes que tienen una capacidad sustancial como espesante. Los espesantes o modificadores de la reología también incluyen arcillas.
Puede usarse un espesante polimérico sustancialmente soluble para proporcionar a las composiciones de uso, una viscosidad incrementada o conductividad incrementada. Los ejemplos de espesantes poliméricos para las composiciones acuosas de la invención incluyen, pero no se limita a: polímeros de vinilo carboxilados tales como ácidos poliacrílicos y sales de sodio de los mismos, celulosa etoxilada, espesantes de poliacrilamida, composiciones reticuladas de xantano, alginato de sodio y productos de algina, hidroxipropilcelulosa, hidroxietilcelulosa, y otros espesantes acuosos similares que tengan alguna proporción sustancial de solubilidad en agua. Los ejemplos de espesantes adecuados disponibles comercialmente incluyen, pero no se limitan a: Acusol, disponible en Rohm & Haas Company, Filadelfia, Pa.; y Carbopol, disponible en Bf Goodrich, Charlotte, N.C.
Los ejemplos adicionales de espesantes poliméricos adecuados incluyen, pero no se limitan a: polisacáridos. Un ejemplo de un polisacárido adecuado disponible comercialmente incluye, pero no se limita a, Diutan, disponible en Kelco División of Merck, San Diego, Calif. Los espesantes para su uso en las composiciones detergentes incluyen además espesantes de alcohol polivinílico, tales como, completamente hidrolizados (más de 98,5 moles de acetato reemplazado con la función -OH).
Un ejemplo de un polisacárido particularmente adecuado incluye, pero no se limita a, xantanos. Tales polímeros de xantano se prefieren debido a su alta solubilidad en agua, y gran poder espesante. El xantano es un polisacárido extracelular de xanthomonas campestris. El xantano se prepara mediante la fermentación a base de azúcar de maíz u otros subproductos edulcorantes del maíz. El xantano comprende una cadena principal de poli beta-(1-4)-D-glucopiranosilo, similar a la que se encuentra en la celulosa. Las dispersiones acuosas de goma de xantano y sus derivados exhiben propiedades reológicas novedosas y notables. Las bajas concentraciones de la goma tienen viscosidades relativamente altas lo que permiten económicamente su uso. Las soluciones de goma de xantano exhiben una pseudo plasticidad alta, es decir, en un amplio intervalo de concentraciones, se produce un rápido adelgazamiento por cizallamiento que generalmente se entiende que es instantáneamente reversible. Los materiales sin cizallamiento tienen viscosidades que parecen ser independientes del pH e independientes de la temperatura en amplios intervalos. Los materiales de xantano preferidos incluyen materiales de xantano reticulados. Los polímeros de xantano pueden reticularse con una variedad de agentes de reticulación de reacción covalente conocidos que reaccionan con la funcionalidad hidroxilo de moléculas de polisacáridos grandes y también pueden reticularse mediante el uso de iones metálicos divalentes, trivalentes o polivalentes. Tales geles de xantano reticulados se describen en la patente de Estados Unidos Núm. 4,782,901. Los agentes de reticulación adecuados para los materiales de goma xantana incluyen, pero no se limitan a: cationes metálicos tales como Al+3, Fe+3, Sb+3, Zr+4 y otros metales de transición. Los ejemplos de xantanos adecuados disponibles comercialmente incluyen, pero no se limitan a: KELTROL®, KELZAN® AR, KELZAN® D35, KELZAN® S, KELZAN ®XZ, disponibles en Kelco Division of Merck, San Diego, Calif. También pueden usarse agentes de reticulación orgánicos conocidos. Un xantano reticulado preferido es KELZAN® AR, que proporciona una solución de uso pseudoplástica que puede producir una niebla o aerosol de gran tamaño de partículas cuando se pulveriza.
Métodos de uso de las composiciones detergentes de la invención
Las composiciones detergentes de la invención son además adecuadas para su uso en diversas aplicaciones y métodos, que incluye cualquier aplicación adecuada para un detergente alcalino en donde se desee evitar la acumulación de incrustaciones en agua dura en las superficies. La presente invención se refiere a un método de uso de un detergente alcalino con agua dura para proporcionar el control de incrustaciones, que comprende: generar una solución de uso de un detergente alcalino libre de fosfato que comprende al menos un 50 % en peso de hidróxido metálico alcalino, y al menos un terpolímero de ácido carboxílico que comprende en forma copolimerizada de 30 a 90 % por peso de al menos un ácido carboxílico C3-C8 monoetilénicamente insaturado o sal del mismo, de 3 a 60 % por peso de al menos un monómero que comprende un grupo sulfo, y de 3 a 20 % por peso de al menos un monómero no iónico de la fórmula I
H2C=C(R1)(CH2)xO[R2-O]y-R3 (I)
en que R1 es hidrógeno o metilo, R2 son alquilenos C2-C6 lineales o ramificados, idénticos o diferentes, en donde R2-O puede estar dispuesto en bloques o al azar, y R3 es hidrógeno o un alquilo C1-C4 de cadena lineal o ramificada, x es 0 o 1, e y es un número de 8 a 40, el terpolímero que tiene un valor K de 15 a 30 medido a pH 7 en solución acuosa al 1 % por peso a 25 °C; aplicar dicha solución de uso a un artículo o superficie; y evitar la formación de incrustaciones en agua dura en dicho artículo o superficie. El método de la invención es muy adecuado para controlar la acumulación de dureza del agua en una pluralidad de superficies. El método de la invención previene la acumulación de dureza de moderada a fuerte y/o la redeposición de suciedad en superficies de sustrato tratadas, lo que mejora beneficiosamente el aspecto estético de la superficie. En ciertas realizaciones, las superficies que necesitan prevención de la acumulación de incrustaciones en agua dura incluyen, por ejemplo, superficies de plástico, metal y/o vidrio.
En un aspecto beneficioso de la invención, el método de la invención reduce la formación, precipitación y/o deposición de incrustaciones en agua dura, tal como carbonato de calcio, sobre superficies duras en contacto con las composiciones detergentes. En una realización, las composiciones detergentes se emplean para prevenir la formación, precipitación y/o deposición de incrustaciones en agua dura en artículos tal como vasos, platos, cubiertos, etc. Las composiciones detergentes sólidas de acuerdo con la invención proporcionan beneficiosamente tal prevención de la formación, precipitación y/o deposición de incrustaciones en agua dura a pesar de la alta alcalinidad de las soluciones de uso de la composición detergente en presencia de agua dura. Las composiciones detergentes son efectivas para prevenir la acumulación de incrustaciones en agua dura y/o prevenir la redeposición de suciedad en aplicaciones de lavado de vajilla mediante el uso de una variedad de fuentes de agua, que incluye agua dura. Además, las composiciones detergentes son adecuadas para su uso en los intervalos de temperatura que se usan típicamente en aplicaciones de lavado de vajilla industrial, que incluyen, por ejemplo, de 66 °C (150 °F) a 74 °C (165 °F) durante las etapas de lavado y de 77 °C (170 °F) a 85 °C (185 °F) durante las etapas de enjuague.
Además, los métodos de uso de las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención también son adecuados para los procesos CIP y/o c Op para reemplazar el uso de detergentes a granel que dejan residuos del agua dura en las superficies tratadas. El uso puede ser conveniente en aplicaciones adicionales donde los estándares industriales se centran en la calidad de la superficie tratada, de manera que es deseable la prevención de la acumulación de incrustaciones en agua dura que proporcionan las composiciones detergentes de la invención son convenientes. Tales aplicaciones pueden incluir, pero no se limitan a, cuidado de vehículos, cuidado industrial, hospitalario y textil.
Los ejemplos adicionales de aplicaciones de uso para las composiciones detergentes incluyen, por ejemplo, detergentes alcalinos efectivos como limpiadores de parrillas y hornos, detergentes para lavado de vajilla, detergentes para ropa, pre-remojos para ropa, limpiadores de drenaje, limpiadores de superficies duras, limpiadores de instrumentos quirúrgicos, limpieza de vehículos de transporte, vehículos limpiadores, pre-remojos para lavavajillas, detergentes para lavavajillas, limpiadores de máquinas de bebidas, limpiadores de hormigón, limpiadores para exteriores de edificios, limpiadores de metales, decapantes para pisos, desengrasantes, y eliminadores de suciedad quemadas. En una variedad de estas aplicaciones, las composiciones de limpieza que tienen una alcalinidad muy alta son las más conveniente y eficaces, sin embargo, el daño causado por la acumulación de incrustaciones en agua dura es indeseable.
Composiciones de uso
Las composiciones detergentes de la presente invención incluyen composiciones concentradas y composiciones de uso. Por ejemplo, una composición concentrada puede diluirse, por ejemplo, con agua para formar una composición de uso. En una realización, una composición concentrada puede diluirse a una solución de uso antes de la aplicación a un objeto. Por razones económicas, el producto concentrado puede comercializarse y un usuario final puede diluir el producto concentrado con agua o un diluyente acuoso en una solución de uso.
El nivel de componentes activos en la composición concentrada depende del factor de dilución previsto y la actividad deseada de la composición de control de la dureza. Generalmente, se usa una dilución de 30 mL (1 onza fluida) a 38 L (10 galones) de agua a 296 mL (10 onzas fluidas) a 0,95 L (1 galón) de agua para las composiciones acuosas de la presente invención. En algunas realizaciones, pueden emplearse diluciones de uso más altas si puede emplearse una temperatura de uso elevada (mayor que 25 °C) o un tiempo de exposición prolongado (mayor que 30 segundos). En el lugar de uso típico, el producto concentrado se diluye con una proporción importante de agua mediante el uso de agua corriente o del servicio normalmente disponible, al mezclar los materiales en una relación de dilución de 89 a 1183 mL (3 a 40 onzas) de producto concentrado por 94 L (100 galones) de agua.
En algunas realizaciones, cuando se usan en una aplicación de lavado, las composiciones concentradas pueden diluirse en una relación de dilución de 0,1 g/L a 100 g/L de producto concentrado a diluyente, 0,5 g/L a 10,0 g/L de producto concentrado a diluyente, 1,0 g/L a 4,0 g/L de producto concentrado a diluyente, o 1,0 g/L a 2,0 g/L de producto concentrado a diluyente.
En otras realizaciones, una composición de uso puede incluir 0,01 a 10 % en peso de una composición concentrada y 90 a 99,99 % en peso de diluyente; o 0,1 a 1 % en peso de una composición concentrada y 99 a 99,9 % en peso de diluyente.
Las cantidades de un ingrediente en una composición de uso pueden calcularse a partir de las cantidades enumeradas anteriormente para las composiciones concentradas y estos factores de dilución.
Aplicaciones de lavandería
En algunos aspectos, las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención pueden emplearse en aplicaciones de lavado de ropa donde interviene agua dura. Los artículos se ponen en contacto con una composición detergente de la invención a temperaturas de uso en el intervalo de 4 °C a 80 °C, durante un período de tiempo efectivo para limpiar los artículos. Por ejemplo, en algunas realizaciones, una composición detergente de la presente invención puede inyectarse en el agua de lavado o enjuague de una lavadora. En algunas realizaciones, el tejido sucio se pone en contacto con una composición detergente de la presente invención durante 5 a 30 minutos. El exceso de líquido puede eliminarse mediante aclaramiento o centrifugación de la tela.
Las composiciones detergentes de la presente invención pueden usarse para lavar cualquier tejido convencional, que incluye, pero no se limita a algodón, mezclas de polialgodón, lana, y poliésteres.
Las composiciones detergentes de la presente invención pueden usarse solas para tratar los artículos, por ejemplo, textiles, o pueden usarse junto con detergentes convencionales adecuados para los artículos a tratar. Las composiciones de la invención pueden usarse con detergentes convencionales en una variedad de formas, por ejemplo, las composiciones de la invención pueden formularse con un detergente convencional. En otras realizaciones, las composiciones de la invención pueden usarse para tratar el artículo como un aditivo separado de un detergente convencional. Cuando se usa como un aditivo separado, las composiciones de la presente invención pueden ponerse en contacto con el artículo a tratar, o bien, antes o simultáneamente con el detergente.
Limpiar en el lugar
Otras aplicaciones de limpieza para las composiciones detergentes de la presente invención incluyen cualquier proceso donde pueda estar involucrada agua dura, tal como sistemas de limpieza en el lugar (CIP), sistemas de limpieza fuera del lugar (COP), lavadoras textiles, sistemas de ultra y nanofiltración y filtros de aire interior. Los sistemas de COP pueden incluir sistemas de fácil acceso que incluyen tanques de lavado, cubas de remojo, cubos de fregona, tanques de retención, fregaderos, lavadoras de piezas de vehículos, lavadoras y sistemas de lotes no continuos. Los sistemas de CIP incluyen los componentes internos de tanques, tuberías, bombas y otros equipos de proceso usados para procesar típicamente corrientes de productos líquidos tales como bebidas, leche, zumos. Generalmente, la limpieza del sistema en el lugar u otra superficie (es decir, la eliminación de los despojos no deseados en el mismo) puede lograrse con un material diferente, tal como un detergente alcalino formulado que se introduce con agua caliente. Las composiciones de la invención pueden introducirse durante, antes de la etapa de limpieza y se aplican o se introducen en el sistema a una concentración de solución de uso en agua sin calentar, a temperatura ambiente. El CIP típicamente emplea tasas de flujo del orden de 40 a 600 litros por minuto, temperaturas de ambiente hasta 70 °C, y tiempos de contacto de al menos 10 segundos, por ejemplo, de 30 a 120 segundos. La presente composición puede permanecer en solución en agua fría (por ejemplo, 4 °C (40 °F)) y agua caliente (por ejemplo, 60 °C (140 °F)). Aunque normalmente no es necesario calentar la solución de uso acuosa de la presente composición, bajo algunas circunstancias el calentamiento puede ser conveniente para mejorar aún más su actividad. Estos materiales son útiles a cualquier temperatura concebible.
El proceso de lavado de vajillas
Las composiciones detergentes de la invención pueden utilizarse generalmente en cualquiera de los lavavajillas convencionales, domésticos e institucionales.
Los procesos típicos de lavado de vajillas institucional son, o bien, continuos o discontinuos y se llevan a cabo en una máquina de un solo tanque o de multitanques/tipo transportador.
En el sistema de tipo transportador, las zonas de prelavado, lavado, enjuague posterior al lavado y secado se establecen generalmente mediante el uso de tabiques. El agua de lavado se introduce en la zona de enjuague posterior al lavado y pasa en forma de cascada hacia la zona de prelavado mientras que la vajilla sucia se transporta en dirección contraria a la corriente. En un proceso alternativo (llamado "derivación"), esta agua de enjuague se introduce en la zona de prelavado. Puede ser atractivo combinar este proceso de "derivación" con el método de la presente invención, porque de esta forma se crea un gradiente de pH sobre los tanques de lavado, lo que probablemente conducirá a condiciones más óptimas para la eliminación de la suciedad. Por ejemplo, las enzimas, cuando están presentes en el primer componente, pueden volverse más activas en las condiciones de pH más neutrales resultantes de la introducción de la composición ácida de enjuague posterior al lavado en la zona de prelavado. Varios lavavajillas con varios tanques tienen la opción de enjuagar solo cuando los platos pasan por la sección de enjuague posterior al lavado. Puede ser atractivo combinar esta opción con el método de la presente invención, porque de esa manera se limita el volumen de la solución de enjuague ácido. Tal volumen de enjuague ácido limitado solo tendrá un efecto limitado en cuanto a su capacidad para reducir la alcalinidad de la solución de lavado principal.
Además, cada componente del sistema de limpieza de la invención se aplica en el lavavajillas mediante el uso de medios convencionales tales como boquillas de pulverización adecuadas o chorros dirigidos hacia arriba y/o hacia abajo hacia la vajilla.
Las composiciones de la invención pueden añadirse como componente del detergente alcalino, o como tratamiento de prelavado o incluso de poslavado.
Formulación de las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención
Las composiciones detergentes de acuerdo con la presente invención pueden formularse para manejar el nivel esperado de agua dura en un entorno dado. Es decir, la concentración de la composición en una composición de limpieza o usada solo puede ajustarse en dependencia de varios factores en el lugar de uso que incluyen, por ejemplo, el nivel de dureza del agua, la concentración de suciedad de los alimentos, la alcalinidad. En aplicaciones de lavavajillas, una concentración de suciedad de alimentos de 6,6 g/L (25 gramos por galón) o más se considera alta, una concentración de 4 a 6,3 g/L (15 a 24 gramos por galón) se considera media, y una concentración de 3,7 g/L (14 gramos por galón) o menos se considera bajo. La dureza del agua que muestra 0,26 g/L (15 granos por galón) o más se considera alta, 0,10 a 0,24 g/L (6 a 14 granos por galón) se considera media, y 0,09 g/L (5 granos por galón) o menos se considera bajo. En una composición de uso, una alcalinidad de más de 450 ppm o superior se considera alta, una alcalinidad de 300 ppm a 450 ppm se considera media, y una alcalinidad de 300 ppm o menos se considera baja.
Formar un producto concentrado
La composición detergente de acuerdo con la presente invención puede prepararse mediante el uso de un proceso de mezcla. El terpolímero (A) y el hidróxido metálico alcalino y, opcionalmente, uno o más de otros ingredientes funcionales se mezclan durante una cantidad de tiempo suficiente para formar una composición homogénea final. En una realización ilustrativa, los componentes de la composición de limpieza se mezclan durante aproximadamente 10 minutos.
Una composición de limpieza sólida como se usa en la presente descripción abarca una variedad de formas que incluyen, por ejemplo, sólidos, gránulos, bloques, comprimidos, y polvos. A modo de ejemplo, los gránulos pueden tener diámetros de entre 1 mm y 10 mm, los comprimidos pueden tener diámetros de entre 1 mm y 10 mm o entre 1 cm y 10 cm, y los bloques pueden tener un diámetro de al menos 10 cm. Debe entenderse que el término "sólido" se refiere al estado de la composición de limpieza bajo las condiciones esperadas de almacenamiento y uso de la composición de limpieza sólida. En general, se espera que la composición de limpieza permanecerá sólida cuando se proporciona a una temperatura de hasta 38 °C (100 °F) o menor que 49 °C (120 °F).
En determinadas realizaciones, la composición de limpieza sólida se proporciona en la forma de una dosis unitaria. Una dosis unitaria se refiere a una unidad de composición de limpieza sólida dimensionada de manera que toda la unidad se usa durante un único ciclo, por ejemplo un único ciclo de lavado de un lavavajillas. Cuando la composición de limpieza sólida se proporciona como una dosis unitaria, puede tener una masa de 1 g a 50 g. En otras realizaciones, la composición puede ser un sólido, un gránulo, o un comprimido que tiene un tamaño de 50 g a 250 g, de 100 g o mayor, o 40 g a 11000 g.
En otras realizaciones, la composición de limpieza sólida se proporciona en la forma de un sólido de uso múltiple, tal como, un bloque o una pluralidad de gránulos, y puede usarse repetidamente para generar composiciones de limpieza acuosas para múltiples ciclos de lavado. En ciertas realizaciones, la composición de limpieza sólida se proporciona como un sólido que tiene una masa de aproximadamente 5 g a 10 kg. En ciertas realizaciones, una forma de uso múltiple de la composición de limpieza sólida tiene una masa de 1 a 10 kg. En realizaciones adicionales, una forma de uso múltiple de la composición de limpieza sólida tiene una masa de 5 kg a 8 kg. En otras realizaciones, una forma de uso múltiple de la composición de limpieza sólida tiene una masa de 5 g a 1 kg, o 5 g a 500 g.
Los componentes pueden mezclarse y extruirse o moldearse para formar un sólido tal como gránulos, polvos o bloques. Puede aplicarse calor de una fuente externa para facilitar el procesamiento de la mezcla.
Un sistema de mezcla proporciona un mezclado continuo de los ingredientes a alto cizallamiento para formar una mezcla líquida o semisólida sustancialmente homogénea en que los ingredientes se distribuyen por toda su masa. El sistema de mezcla incluye medios para mezclar los ingredientes para proporcionar un cizallamiento efectivo para mantener la mezcla en una consistencia fluida, con una viscosidad durante el procesamiento de 1000-1 000000 cP, preferentemente 50 000-200 000 cP. El sistema de mezcla puede ser un mezclador de flujo continuo o un aparato extrusor de simple o doble husillo.
La mezcla puede procesarse a una temperatura para mantener la estabilidad física y química de los ingredientes, tal como a temperaturas ambiente de 20-80 °C, y 25-55 °C. Aunque puede aplicarse calor externo limitado a la mezcla, la temperatura alcanzada por la mezcla puede elevarse durante el procesamiento debido a la fricción, las variaciones en las condiciones ambientales y/o por una reacción exotérmica entre los ingredientes. Opcionalmente, la temperatura de la mezcla puede aumentarse, por ejemplo, en las entradas o salidas del sistema de mezcla.
Los ingredientes pueden estar en forma de un líquido o un sólido, tales como una partícula seca, y pueden añadirse a la mezcla por separado o como parte de una premezcla con otro ingrediente, como por ejemplo, el componente de control de incrustaciones puede separarse del resto del detergente para lavavajillas. Pueden añadirse una o más premezclas a la mezcla.
Los ingredientes se mezclan para formar una consistencia sustancialmente homogénea en donde los ingredientes se distribuyen de manera sustancialmente uniforme en toda la masa. La mezcla puede descargarse del sistema de mezcla a través de un troquel u otro medio de formación. El producto extruido perfilado puede dividirse después en tamaños útiles con una masa controlada. El sólido extruido puede envasarse en película. La temperatura de la mezcla cuando se descarga del sistema de mezcla puede ser lo suficientemente baja para permitir que la mezcla sea funda o extruya directamente en un sistema de envasado sin enfriar primero la mezcla. El tiempo entre la descarga de extrusión y el envasado puede ajustarse para permitir el endurecimiento del bloque detergente para un mejor manejo durante el procesamiento y envasado adicional. La mezcla en el punto de descarga puede estar a 20­ 90 °C, y 25-55 °C. Puede dejarse que la composición, se endurezca hasta una forma sólida que puede variar desde una consistencia de baja densidad, similar a una esponja, maleable y calafateada, a un bloque de alta densidad, sólido fundido, similar al hormigón.
Opcionalmente, los dispositivos de calentamiento y enfriamiento pueden montarse adyacentes al aparato de mezcla para aplicar o eliminar el calor con el fin de obtener un perfil de temperatura deseado en el mezclador. Por ejemplo, puede aplicarse una fuente externa de calor a una o más secciones cilíndricas del mezclador, tal como la sección de entrada del ingrediente, la sección de salida final, para aumentar la fluidez de la mezcla durante el procesamiento. Preferentemente, la temperatura de la mezcla durante el procesamiento, que incluye en el puerto de descarga, se mantiene preferentemente a 20-90 °C.
Cuando se completa el procesamiento de los ingredientes, la mezcla puede descargarse del mezclador a través de un troquel de descarga. El proceso de solidificación puede durar desde unos pocos minutos hasta seis horas, en dependencia, por ejemplo, del tamaño de la composición extruida o fundida, los ingredientes de la composición, la temperatura de la composición, y otros factores similares. Preferentemente, la composición fundida o extruida “fragua” o comienza a endurecerse hasta una forma sólida dentro de 1 minuto a 3 horas, preferentemente de 1 minuto a 2 horas, con la máxima preferencia de 1 minuto a 1,0 horas.
El producto concentrado puede proporcionarse en forma de líquido. Varias formas líquidas incluyen geles y pastas. Por supuesto, cuando el producto concentrado se proporciona en forma de líquido, no es necesario endurecer la composición para formar un sólido. De hecho, se espera que la cantidad de agua en la composición sea suficiente para impedir la solidificación. Además, pueden incorporarse dispersantes y otros componentes en el producto concentrado con el fin de mantener una distribución deseada de los componentes.
En aspectos de la invención que emplean composiciones detergentes sólidas envasadas, los productos pueden requerir primero la eliminación de cualquier envase aplicable (por ejemplo, película). Posteriormente, de acuerdo con ciertos métodos de uso, las composiciones pueden insertarse directamente en un aparato dispensador y/o proporcionarse a una fuente de agua para la limpieza de acuerdo con la invención. Los ejemplos de tales sistemas de dispensación incluyen, por ejemplo, las patentes de Estados Unidos Núms. 4,826,661, 4,690,305, 4,687,121, 4,426,362 y las patentes de Estados Unidos Núms. Re 32,763 y 32,818. Idealmente, una composición detergente sólida se configura o produce para ajustarse perfectamente a la(s) forma(s) particular(es) de un sistema de dispensación para evitar la introducción y dispensación de un producto sólido incorrecto en el aparato de la presente invención. El receptáculo o contenedor de envase puede ser rígido o flexible, y estar compuesto de cualquier material adecuado para contener las composiciones producidas de acuerdo con la invención, como por ejemplo vidrio, metal, película o lámina de plástico, cartón, compuestos de cartón, papel. La composición se procesa a alrededor de 66-77 °C (150-170 °F) y generalmente se enfría a 38-66 °C (100-150 °F) antes del envasado, de modo que la mezcla procesada puede fundirse o extruirse directamente en el contenedor u otro sistema de envasado sin dañar estructuralmente el material. Como resultado, puede usarse una variedad más amplia de materiales para fabricar el contenedor que los usados para las composiciones que se procesan y dispensan en condiciones fundidas.
El material de envase puede proporcionarse como material de envase soluble en agua, tal como una película de envase soluble en agua. Las películas de envase soluble en agua ilustrativas se describen en las patentes de Estados Unidos Núms. 6,503,879; 6,228,825; 6,303,553; 6,475,977; y 6,632,785. Un polímero soluble en agua ilustrativo que puede proporcionar un material de envasado que puede usarse para envasar el producto concentrado incluye alcohol polivinílico. El producto concentrado envasado puede proporcionarse como envases de dosis unitaria o envases de dosis múltiples. En el caso de envases de dosis unitarias, se espera que una sola unidad envasada se coloque en un lavaplatos, tal como el compartimento de detergente de la máquina lavaplatos, y se usará durante un solo ciclo de lavado. En el caso de un envase de dosis múltiples, se espera que la unidad se coloque en una tolva y un chorro de agua degradará una superficie del producto concentrado para proporcionar un producto concentrado líquido que se introducirá en la máquina lavaplatos.
En ciertas realizaciones, la composición detergente puede mezclarse con una fuente de agua antes o en el punto de uso. En otras realizaciones, las composiciones detergentes no requieren la formación de una solución de uso y/o dilución adicional y pueden usarse sin dilución adicional.
En aspectos de la invención que emplean composiciones detergentes sólidas, una fuente de agua entra en contacto con la composición detergente para convertir las composiciones detergentes sólidas, particularmente polvos, en soluciones de uso. También pueden usarse sistemas de dispensación adicionales que sean más adecuados para convertir composiciones detergentes sólidas alternativas en soluciones de uso. Los métodos de la presente invención incluyen el uso de una variedad de composiciones detergentes sólidas, que incluyen, por ejemplo, bloques extruidos o tipos de envase de "cápsulas".
En un aspecto, puede emplearse un dispensador para rociar agua (por ejemplo, en un patrón de rociado desde una boquilla) para formar una solución detergente de uso. Por ejemplo, puede rociar agua hacia un aparato u otro depósito de retención con la composición detergente, en donde el agua reacciona con la composición detergente sólida para formar la solución de uso. En ciertas realizaciones de los métodos de la invención, puede configurarse una solución de uso para que gotee hacia abajo debido a la gravedad hasta que se dispense la solución disuelta de la composición detergente para su uso de acuerdo con la invención. En un aspecto, la solución de uso puede dispensarse en una solución de lavado de una máquina de lavado de vajilla.
Formulaciones de la invención
Formulaciones de uso:
De acuerdo con la invención, las formulaciones de uso pueden hacerse de acuerdo con lo siguiente:
Figure imgf000023_0003
Formulaciones de productos concentrados:
De acuerdo con la invención, las composiciones concentradas pueden incluir las siguientes cantidades en por ciento en peso:
Figure imgf000023_0004
Ejemplos
La presente invención se describe más particularmente en los siguientes ejemplos que están destinados únicamente a ilustrar. A menos que se indique otra cosa, todas las partes, porcentajes y relaciones informadas en los siguientes ejemplos son en base al peso, y todos los reactivos usados en los ejemplos se obtuvieron, o están disponibles, de los proveedores químicos descritos a continuación, o pueden sintetizarse mediante técnicas convencionales.
Los Ejemplos 1-10 se formularon al combinar los materiales identificados en la Tabla más abajo.
Todos los detergentes anteriores se evaluaron mediante el uso de una concentración de 750 ppm.
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000023_0002
Control 1: el control negativo se ejecutó a 666 ppm de detergente
Control 2 - Solid Power XL disponible de Ecolab, Inc. - Se ejecutó a una concentración de 750 ppm Ejemplos 3-10 - Se ejecutó a 750 ppm de detergente
Formulación 1: solución acuosa al 44 % en peso de terpolímero (A.1) de 75:20:5 % en peso de monómeros polimerizados a1:a2:a3 (peso molecular Mw 5500 g/mol (determinado por GPC); valor K 19,5, determinado en solución acuosa al 1 % en peso).
Formulación 2: solución acuosa al 40 % en peso de terpolímero (A.2) de 75:20:5 % en peso de monómeros polimerizados a1:a2:a3 (peso molecular Mw 6500 g/mol (determinado por GPC); valor K 23,2, determinado en solución acuosa al 1 % en peso).
Formulación 3: solución acuosa al 40,6 % en peso de terpolímero (A.3) de 40:30:30 % en peso de monómeros polimerizados a1:a2:a3 (valor K 20,8, determinado en solución acuosa al 1 % en peso).
Formulación 4: solución acuosa al 41,6 % en peso de terpolímero (A.4) de 60:10:30 % en peso de monómeros polimerizados a1:a2:a3 (valor K 20,7, determinado en solución acuosa al 1 % en peso).
Formulación 5: solución acuosa al 39,5 % en peso de terpolímero (A.5) de 60:30:10 % en peso de monómeros polimerizados a1:a2:a3 (valor K 21,3, determinado en solución acuosa al 1 % en peso).
Formulación 6: solución acuosa al 36 % en peso de terpolímero (A.6) de 70:20:10 % en peso de monómeros polimerizados a1:a2:a3 (peso molecular aproximado 6000 g/mol (determinado por GPC)).
Formulación 7: solución acuosa al 36 % en peso de terpolímero (A.7) de 75:20:5 % en peso de monómeros polimerizados a1:a2:a3 (peso molecular aproximado 8000 g/mol (determinado por GPC)).
Formulación 8: solución acuosa al 36 % en peso de terpolímero (A.8) de 70:20:10 % en peso de monómeros polimerizados a1:a2:a3 (peso molecular aproximado 5500 g/mol (determinado por GPC)) Los pesos moleculares de varios terpolímeros (A) se midieron por GPC en soluciones acuosas tamponadas (valor de pH: 7) y/o se proporcionaron como se define en el valor K del respectivo terpolímero (A).
Composición de los terpolímeros (A.1) a (A.8), en donde (A.6) a (A.8) no están de acuerdo con la invención:
Figure imgf000024_0001
____ ____
Abreviaturas: ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico (AMPS), EO: CH2CH2O
Los respectivos terpolímeros (A.1) a (A.8) se usaron en forma parcialmente neutralizada, valor de pH 4,5.
Prueba de acumulación de película
Cada experimento de 100 ciclos se realizó mediante el uso de una lavadora industrial Hobart AM-IS. Los ejemplos 3­ 10 se probaron a una concentración de 750 ppm y una dureza del agua de 289 ppm (17 granos). El Control 1 se probó a 666 ppm de detergente. El Control 2 se probó a 750 ppm de detergente.
Procedimiento de prueba de 100 ciclos
La prueba de lavado de 100 ciclos se realizó mediante el uso de seis vasos Libbey de 296 mL (10 oz.) en un lavavajillas Hobart AM-14 o AM-15 y 289 ppm (17 granos) de agua (1 grano = 17 ppm). Las especificaciones del Lavavajillas Hobart AM-15 son las siguientes:
Volumen del baño de lavado: 58L (AM15), 60L (AM14)
Volumen de enjuague: 2,8 L (AM15), 4,5 L (Am 14)
Tiempo de lavado: 50 s.
Tiempo de enjuague: 9 s.
Limpieza de vasos de vidrios Libbey
Propósito: Preparar vasos Libbey de 296 mL (10 oz.) para procedimientos de lavado de laboratorio. Este procedimiento de limpieza está diseñado para eliminar todas las películas y materiales extraños de la superficie del vidrio.
Aparatos y materiales:
1. Papel de aluminio.
2. Baldes de acero inoxidable de 11 L (3 galones).
3. Grandes fogones.
4. Agua destilada.
5. Lavavajillas conectado a agua blanda caliente.
6. Vasos Libbey de 296 mL(10 oz.).
7. Toallas de papel o Cotes suaves.
8. Rejilla plana grande.
9. Lime-A-Way - 20 g.
10. Guardian Plus - 20 g.
11. Polifosfato RM 111104 o 111203 - 10 g.
12. Guantes aislantes.
13. Toalla limpia.
Preparación:
1. Llene el balde con agua destilada y colóquelo en una placa de cocción a temperatura alta. Recubrir con papel aluminio y llevar a ebullición. Esto toma de 1 a 1-1/2 horas
2. Llene la rejilla para vidrio con vasos sucios y cárguela en el lavaplatos
3. Llene el lavaplatos con agua blanda caliente (54 °C (130 °F) como mínimo).
4. Agregue Lime-A-Way. Cierre la puerta para iniciar el ciclo automático.
5. Cuando se complete el ciclo, drene y vuelva a llenar la máquina con agua caliente fresca.
6. Ejecutar ciclo automático. Drene y vuelva a llenar la máquina.
7. Añada Guardian Plus y ejecute el ciclo automático.
8. Drene y vuelva a llenar la máquina.
10. Ejecutar ciclo automático. Drene y vuelva a llenar la máquina.
11. Agregue polifosfato y ejecute el ciclo automático.
12. Drene y vuelva a llenar la máquina.
13. Ejecutar ciclo automático. Drene la máquina. Póngase los guantes aislantes.
14. Llene la máquina con agua destilada hirviendo.
15. Abra el panel de control en la parte superior de la máquina. Mueva el interruptor de palanca a eliminar cal.
16. Cierre la puerta de la máquina y déjela ejecutar con agua destilada durante 3 minutos.
17. Retire los vasos de vidrio y seque la parte superior con una toalla limpia y seca.
18. Permita que los vasos de vidrio se sequen en la rejilla. Si la rejilla está elevada por un lado, facilita el escurrido y el secado.
19. Almacene los vasos de vidrio limpios en gabinetes de acero inoxidable en el laboratorio de lavado.
20. Drene el agua de la máquina. Regrese el interruptor de palanca a la normalidad.
Procedimiento de prueba de lavado de 100 ciclos:
Propósito: Proporcionar un método genérico para evaluar la acumulación de película en vidrio y plástico en una máquina de lavado institucional. El procedimiento se usa para evaluar formulaciones de prueba, productos Ecolab y productos de la competencia.
Principio: Los vasos de vidrio de prueba se lavan en un lavavajillas institucional con una concentración predeterminada de detergente. Todos los vasos de vidrio se dejan sin tratar y se examinan en busca de acumulación de película.
Limpie 6 vasos de vidrio de acuerdo con el procedimiento anterior. Llene el lavaplatos con el agua adecuada. Prueba la dureza del agua. Registre el valor. Encienda los calentadores del tanque. Encienda el lavaplatos y ejecute ciclos de lavado/enjuague en la máquina hasta alcanzar una temperatura de lavado de 66-71 °C (150-160 °F) y una temperatura de enjuague de 79-88 °C (175-190 °F). Configure el controlador para dispensar la cantidad adecuada de detergente en el tanque de lavado. Titular para verificar la concentración de detergente.
Los experimentos de 100 ciclos se realizaron al colocar 6 vasos de vidrio limpios en una rejilla Raburn (ver la figura más abajo para ver la disposición) y colocar la rejilla dentro del lavaplatos.
Figure imgf000025_0001
Al comienzo de cada ciclo de lavado, la cantidad apropiada de composición detergente para lograr la concentración deseada se dispensó automáticamente en el lavavajillas para mantener la concentración inicial de detergente. Los vasos de vidrio se secaron durante toda la noche, y luego se asignaron los siguientes grados numéricos visuales para la acumulación de película mediante el uso de una fuente de luz intensa.
La acumulación de película sobre los vasos de vidrio se analizó mediante el uso de una prueba de la caja de luz. La prueba de la caja de luz estandariza la evaluación de los vasos de vidrio en la prueba de 100 ciclos mediante el uso de un método analítico. La prueba de la caja de luz se basa en el uso de un sistema óptico que incluye una cámara fotográfica, una caja de luz, una fuente de luz y un medidor de luz. El sistema está controlado por un programa de computadora (Spot Advance e Image Pro Plus).
Después de la prueba de 100 ciclos, cada vaso de vidrio se colocó de lado en la caja de luz, y la intensidad de la fuente de luz se ajustó a un valor predeterminado mediante el uso de un medidor de luz. Las condiciones de la prueba de 100 ciclos se ingresaron en la computadora. Se tomó una imagen del vaso de vidrio con la cámara y se guardó en la computadora para que el programa la analizara. La imagen se analizó mediante el uso de la mitad superior del vaso de vidrio para evitar el gradiente de oscuridad en la película desde la parte superior del vaso de vidrio hasta el fondo del vaso de vidrio, en base a la forma del vaso de vidrio.
Generalmente, una clasificación de caja de luz menor indica que más luz pudo pasar a través del vidrio. Por lo tanto, cuanto menor fue la clasificación de la caja de luz, más efectiva fue la composición para evitar la formación de incrustaciones en la superficie del vidrio. La evaluación de la caja de luz de un vidrio limpio y sin usar tiene una puntuación de la caja de luz de aproximadamente 12000 que corresponde a una puntuación de 72000 por la suma de seis vasos de vidrio.
Las tablas más abajo muestran los resultados de las pruebas de la caja de luz. Una puntuación de cuadro de luz que difiere en 10000 se considera significativa.
P n i n l l z H r AM14
Figure imgf000026_0001
P n i n l l z H r AM1
Figure imgf000026_0002
Los resultados indican que los Ejemplos 3-10 que contienen una combinación de los respectivos terpolímeros (A.1) a (A.8) y una fuente de alcalinidad habían mejorado significativamente o al menos tenían puntuaciones de la caja de luz sustancialmente similares en comparación con el control 1 y 2. Como se muestra en las tablas anteriores, en donde los ejemplos proporcionaron mediciones de luz total (suma de las mediciones del vaso de vidrio y plástico), o bien, menores que el control 1 y/o 2 o realizadas dentro del intervalo aceptable del control 1 y/o 2, las formulaciones de ejemplo demuestran en al menos una limpieza sustancialmente similar.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una composición detergente para el control de incrustaciones en agua dura que comprende:
al menos 50 % en peso de hidróxido metálico alcalino; y
al menos un terpolímero de ácido carboxílico que comprende en forma copolimerizada de 30 a 90 % por peso de al menos un ácido carboxílico C3-C8 monoetilénicamente insaturado, o un anhídrido o sal del mismo, de 3 a 60 % por peso de al menos un monómero que comprende un grupo sulfo, y de 3 a 20 % por peso de al menos un monómero no iónico de la fórmula I
H2C=C(R1)(CH2)xO[R2-O]y-R3 (I)
en que R1 es hidrógeno o metilo, R2 son alquilenos C2-C6 lineales o ramificados, idénticos o diferentes, en donde R2-O puede estar dispuesto en bloques o al azar, y R3 es hidrógeno o un alquilo C1-C4 de cadena lineal o ramificada, x es 0 o 1, e y es un número de 8 a 40; y
en donde la composición detergente está libre de fosfato,
el terpolímero que tiene un valor K de 15 a 30 medido a pH 7 en una solución acuosa al 1 % por peso a 25 °C como se describió en la memoria descriptiva.
2. La composición detergente de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende además un polímero adicional seleccionado del grupo que consiste en: ácido poliacrílico, ácido polimetacrílico, homopolímeros de ácido polimaleico, copolímeros de ácido acrílico, ácido metacrílico o ácido maleico, terpolímeros de ácido acrílico, ácido metacrílico y ácido maleico, y combinaciones de los mismos.
3. La composición detergente de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende de 50 % en peso a 90 % en peso de hidróxido metálico alcalino, y de 11 % en peso a 25 % en peso de terpolímero de ácido carboxílico.
4. La composición detergente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde x en la fórmula (I) es 1, y R1 en la fórmula (I) es H.
5. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde x en la fórmula (I) es 2, y R1 en la fórmula (I) es metilo.
6. La composición detergente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el terpolímero de ácido carboxílico comprende de 40 a 90 % por peso del monómero de ácido carboxílico C3-C8 monoetilénicamente insaturado, anhídrido o sal del mismo, de 4 a 40 % por peso del monómero que comprende un grupo sulfo, y de 4 a 40 % por peso del monómero no iónico de la fórmula (I).
7. La composición detergente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el R2 se selecciona de CH2CH2 y CH2CH(CH3), en donde el monómero que comprende un grupo sulfo es ácido alilsulfónico o ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, y/o en donde el monómero de ácido carboxílico, anhídrido o sal del mismo se selecciona del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico y sales de los mismos.
8. La composición detergente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición detergente es un sólido.
9. Una solución de limpieza alcalina que comprende:
de 1 a 1500 ppm de un hidróxido metálico alcalino; y
de 5 a 500 ppm de un terpolímero de ácido carboxílico que comprende en
forma copolimerizada de 30 a 90 % por peso de al menos un ácido carboxílico C3-C8 monoetilénicamente insaturado, o un anhídrido o sal del mismo, de 3 a 60 % por peso de al menos un monómero que comprende un grupo sulfo, y de 3 a 20 % por peso de al menos un monómero no iónico de la fórmula I H2C=C(R1)(CH2)xO[R2-O]y-R3 (I)
en que R1 es hidrógeno o metilo, R2 son alquilenos C2-C6 lineales o ramificados, idénticos o diferentes, en donde R2-O puede estar dispuesto en bloques o al azar, y R3 es hidrógeno o un alquilo C1-C4 de cadena lineal o ramificada, x es 0 o 1, e y es un número de 8 a 40,
el terpolímero que tiene un valor K de 15 a 30 medido a pH 7 en una solución acuosa al 1 % por peso a 25 °C como se describió en la memoria descriptiva.
10. La solución de limpieza alcalina de acuerdo con la reivindicación 9 que comprende además un fosfonato.
11. La solución de limpieza alcalina de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende además 5-250 ppm de un polímero adicional seleccionado de uno o más de los siguientes: ácido poliacrílico, ácido polimetacrílico, homopolímeros de ácido polimaleico, copolímeros de ácido acrílico, ácido metacrílico y/o maleico, terpolímeros de ácido acrílico, ácido metacrílico y ácido maleico, y combinaciones de los mismos.
12. La solución de limpieza alcalina de acuerdo con la reivindicación 9, en donde
x en la fórmula (I) es 1, y R1 en la fórmula (I) es H, o en donde x en la fórmula (I) es 2, y R1 en la fórmula (I) es metilo.
13. La solución de limpieza alcalina de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el terpolímero de ácido carboxílico comprende de 40 a 90 % por peso del monómero de ácido carboxílico, anhídrido o la sal del mismo, de 4 a 40 % por peso del monómero que comprende un grupo sulfo, y de 4 a 40 % por peso del monómero no iónico de la fórmula (I).
14. La solución de limpieza alcalina de acuerdo con la reivindicación 9, en donde R2 se selecciona de CH2CH2 y CH2CH(CH3), y/o en donde el monómero de ácido carboxílico, o anhídrido o la sal del mismo se selecciona del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico y las sales del mismo.
15. Un método de uso de un detergente alcalino con agua dura para proporcionar un control de incrustaciones, que comprende:
generar una solución de uso de un detergente alcalino, libre de fosfatos que comprende al menos 50 % en peso de hidróxido metálico alcalino, y al menos un terpolímero de ácido carboxílico que comprende en forma copolimerizada de 30 a 90 % por peso de al menos un ácido carboxílico C3-C8-monoetilénicamente insaturado o la sal del mismo, de 3 a 60 % por peso de al menos un monómero que comprende un grupo sulfo, y de 3 a 20 % por peso de al menos un monómero no iónico de la fórmula I H2C=C(R1)(CH2)xO[R2-O]y-R3 (I)
en que R1 es hidrógeno o metilo, R2 son alquilenos C2-C6 lineales o ramificados, idénticos o diferentes, en donde R2-O puede estar dispuesto en bloques o al azar, y R3 es hidrógeno o un alquilo C1-C4 de cadena lineal o ramificada, x es 0 o 1, e y es un número de 8 a 40,
el terpolímero que tiene un valor K de 15 a 30 medido a pH 7 en una solución acuosa al 1 % por peso a 25 °C como se describió en la memoria descriptiva;
aplicar dicha solución de uso a un artículo o superficie; y
prevenir la formación de incrustaciones de agua dura en dicho artículo o superficie.
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