NO800843L

NO800843L - PHOSPHATE-FREE DETERGENT COMPOSITION.

Info

Publication number: NO800843L
Application number: NO800843A
Authority: NO
Inventors: Giorgio Franzolin; Guiuseppe Toninelli
Original assignee: Mira Lanza Spa
Priority date: 1979-03-23
Filing date: 1980-03-24
Publication date: 1980-09-24
Also published as: FI800526A7; BR8001652A; PT70983A; DK122880A; BE882316A; DE3010590A1; AR222072A1; GB2047264A; IE800313L; FR2451940A1; GR67212B; JPS568500A; SE8002189L; NL8001680A; IT7912524A0; LU82283A1; CA1138294A; IT1124027B

Description

Oppfinnelsen angår tørkede, findelte vaskemiddelsammensetninger, særlig pulverformede vaskemiddelsammensetninger til bruk ved vasking for hånd eller i automatiske vaskemaskiner for vasking av en hvilken som helst type tøy. The invention relates to dried, finely divided detergent compositions, in particular powdered detergent compositions for use in washing by hand or in automatic washing machines for washing any type of laundry.

Det er kjent at en vaskemiddelsammensetning for å gi en tilfredsstillende effekt må være dannet av minst: It is known that a detergent composition to provide a satisfactory effect must be formed from at least:

a) et eller flere overflateaktive midler, a) one or more surfactants,

b) et eller flere midler til fjerning av hardhetsioner for å redusere hardheten av vaskevannet, b) one or more means for removing hardness ions to reduce the hardness of the washing water,

c) midler som utfører en alkaliserende funksjon c) agents that perform an alkalizing function

d) optiske hvitemidler eller kjemiske blekemidler for å øke hvitheten av de behandlede fibre. d) optical brighteners or chemical bleaches to increase the whiteness of the treated fibres.

Sammensetningen kompletteres vanligvis med tilsetningsstoffer som foreligger i små mengder, og som utøver forskjellige hjelpevirkninger, samt inerte fyllstoffer. The composition is usually supplemented with additives which are present in small quantities and which exert various auxiliary effects, as well as inert fillers.

Sekvestreringsmidlene for hardhetsionene betegnes vanligvis som tilsetningsstoffer ("builders"), og er dessuten ansvarlige for forskjellige ønskede virkninger som utøves samtidig med deres sekvestrerende virkning, f.eks. peptisering, dispergering og anti-gjenavsetning. The sequestering agents for the hardness ions are usually referred to as builders, and are also responsible for various desired effects that are exerted simultaneously with their sequestering action, e.g. peptization, dispersing and anti-redeposition.

Den klasse stoffer som i dag fortsatt utfører disse funk-sjoner på den mest tilfredsstillende måte, er polyfosfåtene. Polyfosfåtene er imidlertid blitt beskyldt for under spesielle forhold å fremme en ukontrollert økning av alger i overflatevann (eutrofiseringsfaktor), hvilket fører til en ugunstig utvikling som skyldes forandring i miljøforholdene med en medfølgende reduksjon av oksygeninnholdet i vannet forårsaket av de gjærings-prosesser som er forbundet med det siste stadium av algenes livs-cyklus. Reduksjonen av oksygeninnholdet i vannet har også en ugunstig innvirkning på livscyklusen til den akvatiske fauna. The class of substances which today still perform these functions in the most satisfactory way are the polyphosphates. The polyphosphates have, however, been accused of promoting an uncontrolled increase of algae in surface water (eutrophication factor) under special conditions, which leads to an unfavorable development due to changes in environmental conditions with an accompanying reduction of the oxygen content in the water caused by the fermentation processes associated with with the last stage of the algae's life cycle. The reduction of the oxygen content in the water also has an adverse effect on the life cycle of the aquatic fauna.

Det er ikke'lett å erstatte polyfosfater i vaskemidler, da der for tiden ikke er tilgjengelig andre stoffer som med like stor grad av sikkerhet er ufarlige med hensyn til miljøforurens-ning, og som oppfyller de krav som stilles til et typisk godt tilsetningsstoff. It is not easy to replace polyphosphates in detergents, as there are currently no other substances available which are harmless with an equal degree of safety in terms of environmental pollution, and which meet the requirements of a typical good additive.

Det er nå overraskende funnet at det er mulig vesentlig å redusere eller til og med å eliminere polyfosfatinnholdet i vaskemiddel sammensetninger uten at det virker inn på deres vaske-effektivitet, ved helt eller delvis å erstatte polyfosfåtene i vaskemiddelsammensetningen med en synergistisk kombinasjon av en såpe og et oppløselig salt av citronsyre. It has now surprisingly been found that it is possible to significantly reduce or even eliminate the polyphosphate content in detergent compositions without affecting their washing efficiency, by completely or partially replacing the polyphosphates in the detergent composition with a synergistic combination of a soap and a soluble salt of citric acid.

Ifølge en side ved oppfinnelsen er slike vaskemiddelsammensetningerkarakterisert vedat de inneholder 10 - 50% av et vann-oppløselig salt, fortrinnsvis et alkalimetallsalt, av citronsyre og 5 - 60% av et vannoppløselig salt, fortrinnsvis et alkalimetallsalt, av naturlige eller syntetiske fettsyrer med en kjedelengde på 6 - 24 karbonatomer. According to one aspect of the invention, such detergent compositions are characterized in that they contain 10-50% of a water-soluble salt, preferably an alkali metal salt, of citric acid and 5-60% of a water-soluble salt, preferably an alkali metal salt, of natural or synthetic fatty acids with a chain length of 6 - 24 carbon atoms.

Denne type fettsyresalter av alkalimetaller blir vanligvis betegnet som "såper", og denne betegnelse vil bli brukt nedenfor. These types of alkali metal fatty acid salts are commonly referred to as "soaps" and this term will be used below.

Det er påkrevet at de to ovenfor nevnte forbindelser foreligger samtidig i vaskemiddelsammensetningen, da ingen av dem alene er i stand til å virke som tilsetningsstoff, noe som er nødvendig dersom en vesentlig reduksjon eller fullstendig erstat-ning av polyfosfåtene ønskes i vaskemiddelsammensetningen. It is required that the two above-mentioned compounds are present simultaneously in the detergent composition, as neither of them alone is capable of acting as an additive, which is necessary if a significant reduction or complete replacement of the polyphosphates is desired in the detergent composition.

Den synergistiske virkning av citratet og såpen ifølge oppfinnelsen fremgår best når vaskingen utføres ved høye tempera-turer hvor den reduserte kompleksdannende virkning av citratet oppveies av såpens avherdingsvirkning som bevirker utfelling av de hardhetsioner som foreligger i vannet, i form av vannuoppløse-lige såper. Den utfelling som således dannes i vaskeoppløsningen, oppviser ingen vesentlig téndens til å hefte ved vaskemaskinen eller tøyet. The synergistic effect of the citrate and the soap according to the invention is best seen when washing is carried out at high temperatures, where the reduced complex-forming effect of the citrate is offset by the softening effect of the soap, which causes precipitation of the hardness ions present in the water, in the form of water-insoluble soaps. The precipitate thus formed in the washing solution shows no significant tendency to adhere to the washing machine or the laundry.

Vaskemiddel sammensetningene ifølge oppfinnelsen er viderekarakterisert vedet fosforinnhold på 0 - 2,5 vektprosent regnet på hele vaskemiddelsammensetningen, hvilket er betydelig lavere enn i de vanlige vaskemidler som anvendes til vasking av tøy, og hvor fosforinnholdet generelt ligger meget høyere, f.eks. på 6 - 8% eller mer. Vaskemiddelsammensetningene ifølge oppfinnelsen har derfor en lav eutrofiserende virkning, da den prosentuelle mengde av fosfor er liten eller lik null. Det citrat som foreligger i disse sammensetninger, er lite giftig overfor eventuelle alger, hvirvelløse dyr, fisker og pattedyr. Dessuten har det god biolo-gisk nedbrytbarhet både i vann og i jord under aerobiske såvel som anaerobiske betingelser. Såpen har også meget lav giftighet, og den kan hurtig nedbrytes fullstendig til CC^og vann. Den for-urensende virkning av citratet og såpen er derfor samlet meget liten, samtidig som graden av deres økologiske forenlighet synes å være høy. The detergent compositions according to the invention are further characterized by a phosphorus content of 0 - 2.5 percent by weight calculated on the entire detergent composition, which is significantly lower than in the usual detergents used for washing clothes, and where the phosphorus content is generally much higher, e.g. of 6 - 8% or more. The detergent compositions according to the invention therefore have a low eutrophication effect, as the percentage amount of phosphorus is small or equal to zero. The citrate present in these compositions is slightly toxic to any algae, invertebrates, fish and mammals. Furthermore, it has good biological degradability both in water and in soil under aerobic as well as anaerobic conditions. The soap also has very low toxicity, and it can quickly break down completely into CC^ and water. The contaminating effect of the citrate and the soap is therefore overall very small, while the degree of their ecological compatibility seems to be high.

Forskjellige overflateaktive midler, alkaliseringsmidler, hjelpemidler, flekkfjerningsmidler, blekemidler, optiske hvitemidler, anti-gjenavsetningsmidler og inerte fyllstoffer kan settes til sammensetningen ifølge oppfinnelsen. De nevnte midler er velkjente i faget, og skal ikke beskrives nærmere. Various surfactants, alkalizing agents, auxiliary agents, stain removers, bleaching agents, optical brighteners, anti-redeposition agents and inert fillers can be added to the composition according to the invention. The means mentioned are well known in the art, and shall not be described in more detail.

I sammensetningen ifølge oppfinnelsen kan der også anvendes andre sekvestreringsmidler enn polyfosfater og citrat for oppnåelse av ytterligere virkninger foruten de allerede fullt ut tilfredsstillende virkninger som kan oppnås med vaskemidlene ifølge oppfinnelsen. In the composition according to the invention, sequestering agents other than polyphosphates and citrate can also be used to achieve additional effects in addition to the already fully satisfactory effects that can be achieved with the detergents according to the invention.

Blant de mange sekvestreringsmidler som kan anvendes i kombinasjon med sammensetningen ifølge oppfinnelsen, kan nevnes de følgende organiske syrer og disses salter: poly-karboksylsyrer (foruten citronsyre), hydroksy-karboksylsyrer, amino-karboksylsyrer, karboksyl-alkyl-etere, karboksyl- og fosfonsyrer (med mak-simum 2,5 vektprosent fosfor regnet på den samlede vekt av sammensetningen) og polyanioniske polymerer. Among the many sequestering agents that can be used in combination with the composition according to the invention, the following organic acids and their salts can be mentioned: polycarboxylic acids (apart from citric acid), hydroxycarboxylic acids, aminocarboxylic acids, carboxyl alkyl ethers, carboxylic and phosphonic acids (with a maximum of 2.5% phosphorus by weight based on the total weight of the composition) and polyanionic polymers.

Som et eksempel på uorganiske midler med kompleksdannende virkning kan nevnes de forbindelser som har den generelle formel: As an example of inorganic agents with a complexing effect, the compounds with the general formula can be mentioned:

(KAT2/n0)x* Me2°3(Si°2)y (KAT2/n0)x* Me2°3(Si°2)y

hvor Kat er et kation som har valensen n og er utbyttbart med kalsium, x er 0,7 - 1,5, Me er aluminium eller bor, og y er 0,8 - 6. where Kat is a cation that has the valence n and is exchangeable with calcium, x is 0.7 - 1.5, Me is aluminum or boron, and y is 0.8 - 6.

Sammensetningen ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ved en hvilken som helst prosess som er egnet til fremstilling av pulverformede vaskemidler. The composition according to the invention can be produced by any process suitable for the production of powdered detergents.

Sammensetningene fremstilles fortrinnsvis ved en prosess hvor alkalimetallsaltet av citronsyren, såpen og andre varmebe-standige bestanddeler i sammensetningen overføres fra vandige, grøtaktige masser'til letthåndterlige pulvere, særlig perler, ved varmtørking, fortrinnsvis varmforstøvning. Til den således opp-nådde pulverformede sammensetning er det mulig å tilsette visse bestanddeler, f.eks. perborater, enzymer, parfymer o.l., som ikke kan utsettes for varmtørkingsprosessen. The compositions are preferably produced by a process where the alkali metal salt of the citric acid, the soap and other heat-resistant components in the composition are transferred from watery, mushy masses to easy-to-handle powders, especially pearls, by heat drying, preferably hot atomization. It is possible to add certain components to the powdery composition thus obtained, e.g. perborates, enzymes, perfumes etc., which cannot be exposed to the heat drying process.

Vaskemiddelsammensetningene ifølge oppfinnelsen er ikke be-heftet med de problemer som er spesielle for sammensetninger med lavt eller intet innhold av polyfosfater. The detergent compositions according to the invention are not affected by the problems that are particular to compositions with a low or no content of polyphosphates.

Et a<y>disse problemer består av en tendens til dannelse av belegg på metalldelene i vaskemaskinen, særlig på vaskemaskinens tank eller trommel, eller på de bevegelige deler av pumpen eller utløpsventilen, på trykkbryteren og særlig på varmeelementene i slike maskiner. Det er særlig i forbindelse med beleggdannelse eller avleiringer på varmeelementene at der kan oppstå visse ska-delige virkninger. Til å begynne med vil de således dannede avleiringer være tilbøyelige til å nedsette varmevekslingen mellom varmeelementene og badet av vaskevann. Dette medfører en fare for altfor stor temperaturøkning i varmeelementene, som derfor sannsynligvis vil ha kortere gjennomsnittslevetid. Dessuten vil vaskecyklusen vare lenger hvis vekslingen fra et trinn til det neste styres av en termostat. Resultatet er at der finner sted ikke bare en sløsing med tid, men også en sløsing med energi. I det tilfelle hvor veksling fra et trinn til det neste styres av et ur, vil resultatet bli at der oppnås en lavere temperatur enn den som er ønskelig i vasketrinnet. Dette vil ifølge statistisk materiale gi en reduksjon av vaskeeffektiviteten. One of these problems consists of a tendency to form coatings on the metal parts of the washing machine, especially on the washing machine's tank or drum, or on the moving parts of the pump or outlet valve, on the pressure switch and especially on the heating elements in such machines. It is particularly in connection with coating formation or deposits on the heating elements that certain harmful effects can occur. To begin with, the deposits thus formed will tend to reduce the heat exchange between the heating elements and the bath of washing water. This entails a risk of an excessively large temperature rise in the heating elements, which will therefore probably have a shorter average life. Also, the wash cycle will last longer if the change from one stage to the next is controlled by a thermostat. The result is that there is not only a waste of time, but also a waste of energy. In the case where switching from one stage to the next is controlled by a clock, the result will be that a lower temperature is achieved than that which is desirable in the washing stage. According to statistical material, this will result in a reduction in washing efficiency.

Alle de ovenfor nevnte faktorer har en ugunstig virkning på den gjennomsnittlige levetid av vaskemaskinen. All the factors mentioned above have an adverse effect on the average life of the washing machine.

Et annet problem i forbindelse med vaskemidler med lite eller intet polyfosfatinnhold er forbundet med innleggingen av tøyet som følge av at der avsettes salter på det vaskede tøy. Tøyet kan derfor bli grått og kjennes mer grovt, og disse faktorer er begge av fundamental betydning for kvaliteten av vaske-prosessen. Another problem in connection with detergents with little or no polyphosphate content is associated with the insertion of the laundry as a result of salts being deposited on the washed laundry. The clothes can therefore turn gray and feel rougher, and these factors are both of fundamental importance for the quality of the washing process.

Tøyets levetid blir også påvirket i ugunstig retning. The lifetime of the clothes is also adversely affected.

Tilslutt har man det problem som sannsynligvis er det mest alvorlige i vaskemiddelsammensetninger med lavt eller endog intet innhold av polyfosfater, nemlig den vaskevirkning som vaskemidde-let har. Finally, there is the problem which is probably the most serious in detergent compositions with a low or even no content of polyphosphates, namely the washing effect that the detergent has.

Brukerne er" for tiden vant til å anvende vaskemidler av høy standard som tillater oppnåelse av fullt ut tilfredsstillende resultater. Dette skyldes også den betydelige virkning av polyfosfater i de for tiden anvendte vaskemidler. Users are currently accustomed to using detergents of a high standard which allow the achievement of fully satisfactory results. This is also due to the significant effect of polyphosphates in the currently used detergents.

Vaskemidlene ifølge oppfinnelsen tillater opprettholdelse av en god standard med hensyn til vasking av tøyet uten å skade komponentene i en vaskemaskin ved mekanisk vasking. Ved bruk av vaskemidlene ifølge oppfinnelsen blir beleggdannelsen på maskin-trommelen, på tankflåtene og på varmeelementene eliminert eller redusert til et minimum, og også beleggdannelser på det vaskede tøy blir vesentlig redusert, samtidig som graden av rengjøring er god. Sammensetningene ifølge oppfinnelsen tillater derfor opprettholdelse av en så godt som uforandret levetid for både vaskemaskiner som tøy. The detergents according to the invention allow maintaining a good standard with regard to washing the laundry without damaging the components of a washing machine during mechanical washing. When using the detergents according to the invention, coating formation on the machine drum, on the tank floats and on the heating elements is eliminated or reduced to a minimum, and coating formation on the washed laundry is also significantly reduced, while the degree of cleaning is good. The compositions according to the invention therefore allow the maintenance of an almost unchanged lifetime for both washing machines and clothes.

De følgende spesielle utførelser er ment som en illustra-sjon på oppfinnelsen, som ikke er begrenset til disse utførelser. I de etterfølgende eksempler er der foretatt en sammenligning mellom noen sammensetninger fremstilt ifølge oppfinnelsen og noen i handelen tilgjengelige vaskemidler med høyt P-innhold, for å sammenligne deres virkningsfullhet. The following particular embodiments are intended as an illustration of the invention, which is not limited to these embodiments. In the following examples, a comparison has been made between some compositions produced according to the invention and some commercially available detergents with a high P content, in order to compare their effectiveness.

EKSEMPEL I EXAMPLE I

Forsøkene ble utført i en vaskemaskin av trommeltypen under følgende betingelser: - vaskemiddelkonsentrasjon: 7,5 g/1 i vann - vannets hardhet: 25°F (french degrees) - vekten av vask med naturlig smuss: 4,5 kg - vasketemperatur: fra værelsetemperatur opp til 90°C - antall vaskinger: 14 The tests were carried out in a drum-type washing machine under the following conditions: - detergent concentration: 7.5 g/1 in water - water hardness: 25°F (french degrees) - weight of washing with natural dirt: 4.5 kg - washing temperature: from room temperature up to 90°C - number of washes: 14

Resultatene av disse forsøk var som følger: Vaskeegenskap For tøy med naturlig smuss virket det som om denne egenskap stort sett var den samme for sammensetning I, dvs. sammensetningen ifølge oppfinnelsen, som for sammensetninger A og B. For C var den betydelig lavere. The results of these tests were as follows: Washing properties For laundry with natural dirt, it seemed that this property was largely the same for composition I, i.e. the composition according to the invention, as for compositions A and B. For C it was significantly lower.

Hvithetsgrad Degree of whiteness

Sammensetningene I og A syntes å være de beste i henhold til den nedenfor angitte klassifikasjon: Compositions I and A appeared to be the best according to the classification given below:

Avleiringer på tøyet: Deposits on the laundry:

Disse ble bedømt etter 14 vaskinger og er angitt som den totale prosentandel aske på et tekstilstoff. Resultatene er som følger: These were assessed after 14 washings and are indicated as the total percentage of ash on a textile fabric. The results are as follows:

Avleiringer på varmeelementene: Deposits on the heating elements:

Ved bedømmelse etter 14 vaskinger og uttrykt som øking i vekt ble de følgende resultater oppnådd: When judged after 14 washings and expressed as an increase in weight, the following results were obtained:

EKSEMPEL II EXAMPLE II

Bedømmelse av virkningsgraden ble utført på samme måte som for eksempel I. Assessment of the efficiency was carried out in the same way as, for example, I.

De følgende resultater ble oppnådd: The following results were obtained:

Vaskeegenskap Washing properties

Der ble ikke registrert noen vesentlige forskjeller mellom de fire vaskemidler som ble undersøkt. No significant differences were recorded between the four detergents examined.

Hvithetsgrad: Degree of whiteness:

Avleiringer på tøyet: Deposits on the laundry:

Avleiringer på varmeelementene: Deposits on the heating elements:

EKSEMPEL III EXAMPLE III

Vaskemidlene A og F er de samme som i eksemplene I og II. Også i dette tilfelle var fremgangsmåtene og forholdene ved bedømmelsen de samme som de som er beskrevet i eksempel I. Vaskeegenskap: Der ble ikke registrert noen vesentlig forskjell i effekten. Hvithetsgrad: Detergents A and F are the same as in examples I and II. In this case too, the methods and conditions of the evaluation were the same as those described in example I. Washing properties: No significant difference in the effect was recorded. Degree of whiteness:

Avleiringer på tøyet: Deposits on the laundry:

Avleiringer på varmeelementene: Deposits on the heating elements:

En serie på 5 0 etter hverandre følgende vaskinger ble også utført med sammensetningene ifølge eksempel I, II og III for å avsløre eventuelle skader som kunne være blitt påført vaskema-skinenes automatikk. Ikke i noe tilfelle ble det funnet at situa-sjonen var verre enn den som oppstår med de vanlige solgte vaskemidler A, C og F som tidligere er beskrevet i eksemplene. A series of 50 consecutive washes was also carried out with the compositions according to examples I, II and III to reveal any damage that could have been caused to the washing machines' automatics. In no case was it found that the situation was worse than that which occurs with the usual sold detergents A, C and F previously described in the examples.

De ovenfor angitte utførelsesformer er bare ment som en il-lustrasjon av oppfinnelsen. Det skal imidlertid forstås at andre midler som er kjent av fagfolk, kan anvendes uten at der avvikes fra oppfinnelsens-idé eller omfang. The above-mentioned embodiments are only intended as an illustration of the invention. However, it should be understood that other means known to those skilled in the art can be used without deviating from the idea or scope of the invention.

Claims

1. Dried, finely divided detergent composition comprising surface-active agents, alkalizing agents, bleaching agents, fillers and complexing agents for hardness ions and with a total phosphorus content of 0 - 2.5% by weight calculated on the weight of the entire composition, characterized in that the most important complexing agent for hardness ions contains 10 - 50 weight percent water-soluble salt of citric acid, calculated on the weight of the entire composition, and 5 - 60 weight percent water-soluble salt of a fatty acid with a chain length of 6 - 24 carbon atoms, calculated on the weight of the entire composition.

2. Composition as stated in claim 1, characterized in that the fatty acid is selected from natural or synthetic fatty acids.

3. Composition as stated in one of the preceding claims, characterized in that the fatty acid has a chain length of 10 - 12 carbon atoms.

4. Composition as stated in one of the preceding claims, characterized in that the salt of citron syphen is an alkali metal salt.

5. Composition as stated in one of the preceding claims, characterized in that the salt of the fatty acid is an alkali metal salt.

6. Composition as stated in one of the preceding claims, characterized in that the salt of the citric acid is present in an amount of 20-40% by weight, preferably 15-35% by weight, calculated on the weight of the composition.

7. Composition as stated in claim 4, characterized in that the soluble salt of the citric acid is tri-sodium citrate.

8. Composition as stated in claim 5, characterized in that the soluble salt of the fatty acid is a sodium salt of natural fatty acids.

9. Composition as stated in claim 2, characterized in that the fatty acids are saturated by hydrogenation.

10. Composition as stated in claim 1, characterized in that the surfactants are anionic, non-anionic, cationic or amphoteric surfactants.