NO312468B1 - Alkalisk detergent med höyt innhold av ikke-ionisk surfaktant og kompleksdanner, og bruk av en amfot¶r forbindelse somopplösningsmiddel - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et alkalisk detergentkonsentrat med høyt innhold av ikke-ionisk surfaktant og en kompleksdanner og i form av en klar vandig løsning som etter fortynning med vann er velegnet til bruk som detergent for harde overflater, oppvask og tekstilvask. Som oppløsningsmiddel inneholder konsentratet en amfotær forbindelse.

Det er generelt ønsket at konsentratet av alkaliske detergentsammensetninger kan bli produsert i form av klare væsker med høyt innhold av surfaktanter og kompleksdannere og/eller alkali. Således er det kjent fra WO 93/23158 å løse opp alkaliske detergentkonsentrater inneholdende 5 vekt% av en ikke-ionisk surfaktant ved å bruke en blanding av dimere og oligomere fettsyrer og en C6-Ci2 fettsyre som oppløsningsmiddel. EP-A-105,063 bringer for dagen alkaliske detergentsammensetninger for harde overflater hvor sammensetningene har høye innhold av surfaktant og kompleksdanner. Som oppløsningsmiddel brukes vannløslige salter av lavmolekylære organiske syrer slik som natrium- eller kaliumsalter av toluen, benzen, kumensulfonsyre og natrium-og kaliumsalter av sulfonravsyre. I tillegg til opp-løsningsmiddelet brukes også konvensjonelle organiske løsningsmidler. US 3,956,161 bringer for dagen bruk av salter av en C2i dikarboksylsyre som oppløsningsmiddel for en alkalisk ikke-ionisk detergentkonsentrat. US 5,051,212 viser en detergent sammensetning for harde overflater inneholdende 6-10 % surfaktant og 16-24% av en binær blanding av løsningmiddel og kompleksdanner. Løsningmiddelet er vanligvis en Ci-C3 alkohol, et C6-C9 alkylaromatisk hydrokarbon eller en diol med 6-16 karbonatomer. I alle eksemplene er størsteparten av surfaktanten en anionisk surfaktant. Det er ingen tilfeller hvor en ikke-ionisk surfaktant utgjør mer enn 2% av konsentratet. Andre vanlig benyttede oppløsningsmidler i detergentkomposisjoner er alkylfosfatforbindelser, amfotære forbindelser eller fett-alkylaminoetoksylat med 8-14 karbonatomer i alkylgruppen. Publikasjonen 3. Ceiso International Surfactants - a World Market; Proceedings Section D, Applications, side 312-313, beskriver således at amfotære forbindelser har en opp-løsningseffekt på ikke-ioniske systemer i konsentrater med moderat innhold av både ikke-ioniske surfaktanter og kompleksdannere.

Dessuten er et stort antall rengjøringsammensetninger som inneholder ikke-ioniske tensider kjent fra tidligere. Eksempelvis kan nevnes EP 668 901, som beskriver en skummende oppvaskmiddelsammensetning, spesielt egnet for håndvasking. Sammensetningen inneholder to ulike typer amfotære tensider, en alkoksilert fettalkohol og et anionisk tensid. Også EP 508 507 beskriver en skummende oppvaskmiddelsammensetning, spesielt tilpasset for håndvasking. Sammensetningen inneholder foruten et anionisk tensid og et alkylpolyglykosid også en kombinasjon av amfotære tensider.

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å være i stand til å formulere et alkalisk detergentkonsentrat i form av en klar løsning i vann. Konsentratet bør inneholde et svært høyt innhold av ikke-ionisk surfaktant og kompleksdanner, og bør, etter fortynning med vann, være egnet til bruk som detergent for blandt andre ting, harde overflater, oppvask og tekstilvasking. En videre hensikt er at konsentratet har form av en løsning innenfor et vidt temp-eraturområde. Siden konsentrater med høye innhold av ikke-ioniske surfaktanter har omvendt løslighet, d.v.s. at løsligheten avtar når temperaturen øker, bør konsentratene ha form av en klar løsning, minst opp til 40°C, fortrinnsvis opp til 50°C, mer fordelaktig opp til 80°C.

Det har nå overraskende blitt funnet at det ovenfornevnte kan oppnås ved å bruke som oppløsningsmiddel en amfotær forbindelse som løslighetsmediator. Det alkaliske konsentrat i henhold til oppfinnelse, som er i en form av en klar vanndig løsning og som, etter fortynning med vann, er egnet til bruk som detergent, inneholder minst 4 vekt% av en ikke-ionisk alkoksylatsurfaktant inneholdende 2-12, fortrinnsvis 3-10 alkylenoksygrupper med 2-4 karbonatomer, idet minst 50% av alkylenoksygruppene er etylenoksygrupper, minst 13 vekt% av en kompleksdanner, den totale mengden av den ikke-ioniske alkoksylatsurfaktanten og kompleksdanneren er minst 24%, og 1-15 vekt% av en amfotær forbindelse med formel

hvori Ri er en hydrokarbongruppe med 4-20 karbonatomer, Z er gruppen CO, en gruppe (B) n0CH2CH (OH) CH2, hvor B er en oksyalkylengruppe med 2-4 karbonatomer og n er et tall fra 0 til 5, eller gruppen CH(OH)CH2, z er 0 eller 1, R2 er gruppen -C2H4-, eller gruppen -C3H6-, Y er hydrogen eller en gruppe R3COOM, y er et tall 0-3, med det forbehold at når z er 1 og Z er gruppen CO, er y et tall 1-3, R3 er -CH2-eller -C2H4- og M er hydrogen eller et kation, som opp-løsningsmiddel. Den amfotære forbindelsen med formel (II) har en forbausende god løselighet og gjør det mulig å lage konsentrater i form av en klar løsning ved temperaturer i området 40-80°C og som inneholder ca. 5% av en ikke-ionisk surfaktant og 4 0 vekt% av en kompleksdanner eller ca. 10% av en ikke-ionisk surfaktant og 30% av en kompleksdanner, mens det brukes en relativt liten mengde av oppløsnings-middelet. Fortrinnsvis utgjør mengden av ikke-ionisk alkylatsurfaktant og kompleksdanner minst 24 vekt% av konsentratet. Følgelig kan det aktive innholdet i konsentratet økes betydelig sammenlignet med tidligere tek-nikk. Det er også blitt funnet at ved tilstedeværelsen av den amfotære forbindelsen har konsentratet en renseeffekt som er betydelig bedre enn det som kan forventes på basis

av den inkluderte ikke-ioniske alkoksylatsurfaktanten og den inkluderte kompleksdanneren.

Den ikke-ioniske alkoksylatsurf aktanten kan bestå av forbindelser med formel

hvor R er et hydrokarbon med 8-18 karbonatomer, x er et tall fra 2 til 12, fortrinnsvis 3-10, og A er en alkylenok-sygruppe med 2-4 karbonatomer, antall etylenoksygrupper utgjør minimum 50% av det totale antall alkylenoksygrupper.

Den hydrofobe gruppen R kan derfor være aromatisk så vel som alifatisk, og den kan være forgrenet eller rett, mettet eller umettet. Eksempler på passende hydrokarbongrupper er 2-etylheksyl, oktyl, desyl, kokosalkyl, lauryl, oleyl, rapsalkyl, talgalkyl, oktylfenol og nonylfenol. Fortrinnsvis er alle alkylenoksygruppene etylenoksygrupper. Den ikke-ioniske surfaktanten med formel (Ia) kan lages ved å reagere 2-12, fortrinnsvis 3-10 mol etylenoksid med 1 mol alkohol. Alkoksyleringen kan utføres med etylenoksyd eller med en blanding av etylenoksyd og høyere alkylenoksyder eller ved å reagere etylenoksyd og høyere alkylenoksyder i blokker.

Surfaktanten med formel (Ia) er fortrinnsvis en forbindelse hvor en alifatisk alkohol med 8-14 karbonatomer blir etok-sylert med 3-6 mol etylenoksyd per mol alkohol, hensikts-messig i nærvær av en katalysator, slik som Ca(0H)2, Ba(OH)2, Sr(OH)2 og hydrotalsitt, som gir en smal distri-busjon av etylenoksyd og lavt innhold av ureagert alkohol. Hvis ønskelig, er det mulig, i den hensikt å oppnå mindre skumdannelse, å reagere for eksempel 1 eller 2 mol pro-pylenoksyd eller butylenoksyd per mol etoksylat etter etok-syleringen. Den alifatiske alkohol med 8-14 karbonatomer består fortrinnsvis av oksoalkoholer, Guerbetalkoholer, metylsubstituerte alkoholer med 2-4 grupper med formelen - CH(CH3)- inkludert i alkylkjeden og rette alkoholer.

Andre egnede ikke-ioniske alkoksylatsurfaktanter er de med formel

hvor R<1> er en hydrokarbongruppe eller en alcylgruppe med 8-18 karbonatomer, A har betydningen forklart i formel (Ia), og Xi og x2 er, uavhengige av hverandre, et tall 0-12, summen av xx og x2 er 2-12, fortrinnsvis 3-10. Hydrokarbongruppen og akylgruppen kan være aromatisk eller alifatisk, eller forgrenet, mettet eller umettet. Eksempler på egnede grupper er 2-etylheksyl, oktyl, desyl, kokosalkyl, dodesyl, oleyl, rapsalkyl, talgalkyl, oktylfenol og nonylfenol og de tilsvarende alifatiske acylgruppene. Spesielt egnede hydrokarbongrupper og acylgrupper er de med 8-14 karbonatomer,

fremstilt fra oksoalkoholer, Guerbet-alkoholer, metylsubstituerte alkoholer med 2-4 grupper med formelen -CH(CH3)-inkludert i alkylkjeden og rette alkoholer så vel som de tilsvarende karboksyl syrer. Hvis R i formelen (Ia) er en acylgruppe, er fortrinnsvis en av x1 og x2 0, men hvis derimot R<1> i formelen (Ib) er en hydrokarbongruppe, det vil si når nitrogenatomet er et aminnitrogen, er både Xi og x2 fortrinnsvis forskjellige fra null.

Den amfotære forbindelsen som vanligvis utgjør 2-10 vekt% av konsentratet, består fortrinnsvis av forbindelser i hvilke antall R3COOM-grupper er minst 2, M er fortrinnsvis et monovalent kation, slik som et alkalisk ion eller et organisk ammoniumion. Benevnelsen y er fortrinnsvis et tall 0-2. Hydrokarbongruppen Ri er fortrinnsvis en alifatisk gruppe med 6-14 karbonatomer. Hvis Rx er en hydrokarbongruppe med mer enn 14 karbonatomer, er disse fortrinnsvis umettede, alifatiske hydrokarbongrupper. Spesifikke eksempler på egnede Ri-grupper eller RiCO-grupper er 2-etylheksyl, oktyl, 3-propylheptyl, desyl, dodesyl, oleyl, kokosalkyl og talgalkyl og tilsvarende acylgrupper. Eksem-pler på egnede amfotære forbindelser er forbindelser med formel

hvor R2, R3, M og Y har betydninger som vist i formel (II) og yi er et tall 0-2, fortrinnsvis 0 eller 1, og antall R3COOM-grupper er minst 2, hvor R2, R3 Y og M har betydninger som vist i formel (II) , og y2 er et tall 0 eller 1, idet antall R3C00M-gruppe r er minst 2, hvor R2, R3, Y og M har betydning som vist i formel (II) , og y3 er et tall 0-2, fortrinnsvis 0 eller 1, idet antall R3COOM-grupper er minst 2,

hvor R2, R3, B, Y, M og n har betydning som vist i formel (II) , og y4 er et tall 0-2, fortrinnsvis 0 eller 1, idet antall R3COOM-grupper er minst 2. B er fortrinnsvis en etylenoksygruppe, og n er fortrinnsvis 0 eller 1.

Kompleksdannerne i konsentratet kan være uorganiske så vel som organiske. De uorganiske kompleksdannerne er hovedsaklig alkaliske salter av silikater og fosfater, slik som natriumtripolyfosfat, natriumortofosfat, natriumpyrofosfat, natriumfosfat, polymere natriumfosfater og tilsvarende kaliumssalter. De organiske kompleksdannerne er hovedsaklig alkaliske aminopolyfosfonater, organiske fosfater, poly-karboksylater, slik som sitrater og aminokarboksylater. Eksempler på aminokarboksylater er natriumnitrilotriacetat (NTA), natriumetylendiamintertraacetat (EDTA), natriumdietylentriaminpentaacetat (DTPA), natrium l,3propylendiamintetraacetat (PDZ) og natriumhydroksyetyletylendi-amintriacetat (HEDTA) . Mengde av kompleksdannere i konsentratet kan være så høyt som 50%.

I tillegg til den ikke-ioniske alkoksylatsurfaktanten, kompleksdanneren og det amfotære oppløsningsmiddelet, kan konsentratet ha flere forskjellige supplerende tilsetnings-stoffer, slik som anioniske surfaktanter, for eksempel C9-Cie-alkylbenzensul f onater, C9-Ci8-paraf insulf onater, Ci2-C18-olefinsulfonater, Ci0-Ci8-alkylsulfonater og såper, amfotære og zwitterioniske surfaktanter, kationiske surfaktanter og ikke-ioniske surfaktanter forskjellige fra alkoksylatene beskrevet over.

Andre additiver er tyknere slik som polyakrylater, karbo-ksymetylcellulose, metylhydroksyetylcellulose, metylcellu-lose, hydroksyetylcellulose, etylhydroksyetylcellulose og metyletylhydroksyetylcellulose, parfymer, fargestoffer, represipitasjons-hemmende forbindelser, awisningsstabi-lisatorer, løsningsmidler, konserveringsmidler, pestisider etc.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer i detalj ved hjelp av eksemplene under.

Eksempel 1

Forskjellige mengder av oppløsningsmidler i henhold til tabell 1, ble tilsatt til alkaliske vaskemiddelsammenset-ninger inneholdende 5 alternativt 10 vekt% av en ikke-ionisk surfaktant, basert på en tridecylalkohol med hvilket 10 mol etylenoksid per mol alkohol hadde blitt reagert i nærvær av KOH som katalysator, ulike mengder av tetrakaliu-mfosfat, trinatriummitrilotriacetat og tetranatriumetylen-diamintetraacetat, som derved bestemmer klarheten av de forskjellige sammensetningene. Resultatene som ble oppnådd er vist i tabell 2 og 3. De oppfinneriske oppløsningsmidlene viste en økt evne til å løse opp store mengder av ikke-ionisk surfaktant i kombinasjon med en kompleksdanner sammenlignet med aminetoksylat og kumensulfonatene.

Eksempel 2

Ulike mengder av oppløsningsmiddel i henhold til tabell (I) ble tilsatt til alkaliske detergentsammensetninger inneholdende 5 alternativt 10 vekt% av en ikke-ionisk surfaktant, basert på en syntetisk primær C9-n alkohol med en line-æritet på ca. 80 vekt% med hvilken 5 mol eytlenoksid per mol alkohol hadde blit reagert i nærvær av Ca(OH)2, det vil si en smalområdekatalysator, ulike mengder av tetrakalium-fosfat, trinatriumnitrilotriacetat og tetranatriumetylen-diamintetraacetat, som derved bestemmer klarheten på de ulike sammensetningene. Resultatet som ble oppnådd er vist tabell 4 og 5.

Det er åpenbart fra resultatene at de amfotære forbindelse-ne, uten unntak var minst likeverdige med eller bedre enn referanseproduktene som oppløsningsmidler.

Eksempel 3

Hvitlakkerte metallplater ble tilsølt med en svart olje-blanding fremskaffet fra dieselmotorer. Reflektanten på metallplatene ble målt ved hjelp av et fargereflektometer "Minolta Chroma Meters CR-200" før og etter vasking med to ulike alkaliske vaskemidler av følgende sammensetning

En vektdel av komposisjonene ble fortynnet med 20 vektdeler av vann, og de fortynnede løsningene ble påført metallplatene og vasket vekk med springvann etter 40 sekunder. Den bortvaskede skitten ble beregnet med datamaskin-programmet integrert i måleinstrumentet, hvorved for kompo-sisjon I i henhold til oppfinnelsen ble ca. 69% skitt vasket vekk og for referanseproduktet ble ca. 57% oppnådd, selv om mengden av kumensulfonat i sammensetning II var 6,8% sammenlignet med 3,2% amfotær forbindelse i sammensetning I.

Claims (11)

1. Et alkalisk konsentrat i form av en klar vandig løs-ning som, etter fortynning med vann, er egnet til bruk som detergent, karakterisert ved at det inneholder minst 4 vekt% av en ikke-ionisk alkoksylatsurfaktant, som inneholder 2-12, fortrinnsvis 3-10 alkylenoksygrupper med 2-4 karbonatomer, idet minst 50% av alkylenoksygruppene er etylenoksygrupper, minst 13 vekt% av en kompleksdanner og, den totale mengden av den ikke-ioniske alkoksylatsurf aktanten og kompleksdanneren er minst 24 vekt%, og 1-15 vekt% av en amfotær forbindelse med formel hvori Ri er en hydrokarbongruppe med 4-20 karbonatomer, Z er gruppen CO, en gruppe (B)nOCH2CH(OH) CH2, hvor B er en oksyalkylengruppe med 2-4 karbonatomer og n er et tall fra 0 til 5, eller gruppen CH(OH)CH2, z er 0 eller 1, R2 er gruppen -C2H4-, eller gruppen -C3H6-, Y er hydrogen eller en gruppe R3C00M, y er et tall 0-3, med det forbehold at når z er 1 og Z er gruppen CO, er y et tall 1-3, R3 er -CH2-eller -C2H4- og M er hydrogen eller et kation, som opp-løsningsmiddel .

2. Konsentratet ifølge krav 1, karakterisert ved at den ikke-ioniske alkoksylatsurfaktanten består av forbindelser med formel hvor R er et hydrokarbon med 8-18 karbonatomer, x er et tall fra 2 til 12, fortrinnsvis 3-10, og A er en alky-lenoksygruppe med 2-4 karbonatomer, idet antallet etylenoksygrupper er minst 50% av det totale antall alkylenoksygrupper.

3. Konsentratet ifølge krav 1, karakterisert ved at den ikke-ioniske alkoksylatsurf aktanten har formelen hvor R<1> er en hydrokarbongruppe eller en acylgruppe med 8-18 karbonatomer, betydningen av A er å se i formel (Ia) , og Xi og x2 er, uavhengige av hverandre, et tall 0-12, og summen av Xi og x2 er 2-12, fortrinnsvis 3-10.

4. Konsentratet ifølge krav 3, karakterisert ved at R1 er acyl og én av xx og x2 er 0, eller at R<1> er en hydrokarbongruppe og Xi og x2 er begge forskjellige fra null.

5. Konsentratet ifølge kravene 1-4, karakterisert ved at den amfotære forbindelsen har formel hvor R2, R3, M og Y har betydning som beskrevet i formel (II) og yi er et tall 0-2, fortrinnsvis 0 eller 1, og antall av R3COOM grupper er minst 2.

6. Konsentratet ifølge kravene 1-4, karakterisert ved at den amfotære forbindelsen har formelen hvor R2, R3, Y og M har betydning som beskrevet i formel (II) og y2 er 0 eller 1, og antall R3COOM grupper er minst 2.

7. Konsentratet ifølge kravene 1-4, karakterisert ved at den amfotære forbindelsen har formel hvor R2, R3, Y og M har betydning som beskrevet i formel (II) , og y3 er et tall 0-2, fortrinnsvis 0 eller 1, og antall R3COOM grupper er minst 2.

8. Konsentratet ifølge kravene 1-4, karakterisert ved at den amfotære forbindelsen har formel hvor R2, R3, B, Y, M, og n har betydning som i formel (II) °9 y< er et tall 0-2, fortrinnsvis 0 eller 1, og antall R3COOM grupper er minst 2.

9. Konsentratet ifølge kravene 1-8, karakterisert ved at kompleksdannerne er uorganiske fosfater eller aminokarboksylater.

10. Konsentratet ifølge krav 9, karakterisert ved at kompleksdannerne er natriumnitrilotriacetat (NTA), natriumetylendiaminetetra-acetat (EDTA), natriumdietylentriaminpentaacetat (DTPA), natrium 1,3-propylendiamintetraacetat (PDZ) og natrium-hydroksyetyletylendiamintriacetat (HEDTA).

11. Anvendelse av en amfotær forbindelse med formel hvor Rx er en hydrokarbongruppe med 4-20 karbonatomer, Z er CO gruppen, en gruppe (B) nOCH2CH (OH) CH2, hvor B er en oksyalkylengruppe med 2-4 karbonatomer og n er et tall fra 0 til 5, eller gruppen CH(OH)CH2, z er 0 eller 1, R2 er gruppen -C2H4^, eller gruppen -C3H6-, Y er en gruppe R3COOM, y er et tall 0-3, med det forbehold at når z er 1 og Z er gruppen CO, er y et tall 1-3, R3 er -CH2- eller -C2H4- og M er hydrogen eller et kation, som oppløsningsmiddel for et alkalisk vandig detergentkonsentrat ifølge krav 1-10.