Концентрат поверхностно-активного вещества

Концентрат поверхностно-активного вещества

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области концентратов поверхностно-активных веществ, способам их изготовления и содержащим их композициям моющих средств.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Производители моющих средств постоянно стремятся к улучшению характеристик своей продукции, повышению гибкости технологий и в последнее время к улучшению экологического воздействия или устойчивости своих продуктов. Поэтому с некоторого времени существует желание производить и продавать продукты с концентрированными рецептурами, которые используют меньшее количество воды и требуют меньшей упаковки, при сохранении и предпочтительно, улучшении характеристик продукта.

Анионные поверхностно-активные вещества, особенно сульфатированные поверхностно-активные вещества, подвергаются предварительной обработке перед включением в композицию продукта для получения пригодного для переработки концентрата поверхностно-активного вещества. Типично для регулирования вязкости концентрата используется вода. Однако это создает проблему при составлении рецептур концентрированных формул, как описано выше, поскольку общей целью является уменьшение содержания воды в композиции продукта. Эта проблема особенно существенна, когда композиция продукта предназначена для продажи в виде унифицированных доз жидкой композиции в водорастворимом или диспергируемом пакетике. В последнем случае продукт будет нестабильным, если композиция содержит более 20% воды. Потому целью разработчика рецептур является снижение уровня содержания воды, попадающей в готовый продукт из сырьевых материалов.

Кроме того, при производстве концентратов сульфатированных поверхностно-активных веществ важно, чтобы концентрат поверхностно-активного вещества мог подвергаться переработке, транспортировке, хранению, перекачиванию и в конечном счете использованию по его предполагаемому назначению, на протяжении срока годности концентрата. Типичными возникающими проблемами являются или вязкость концентрата, слишком высокая для эффективной переработки, или нестабильность во времени его ключевого активного компонента - анионного сульфатированного поверхностно-активного вещества. Без стабилизации сульфатированное анионное поверхностно-активное вещество физически или химически разлагается на составляющие или другие продукты деградации. Поэтому важно, чтобы концентрат в первую очередь обеспечивал достаточную стабильность во времени от момента приготовления до момента его использования. Такая стабильность должна обеспечиваться при любых температурах, при которых осуществляется переработка, транспортировка, хранение, перекачивание и использование концентрата поверхностно-активного вещества. Во-вторых, концентрат поверхностно-активного вещества должен также иметь пригодную для перекачивания насосом вязкость на протяжении его срока годности.

ЕР 507402 (Unilever) относится к непрерывному процессу приготовления жидкой композиции моющего средства, содержащего анионное поверхностно-активное вещество и неионное поверхностно-активное вещество. Композиция моющего средства имеет низкое содержание воды. В этом процессе эквимолярные количества нейтрализующего агента и жидкого кислотного прекурсора анионного поверхностно-активного вещества смешиваются одновременно в присутствии неионного поверхностно-активного вещества. ЕР 507402 описывает присутствие жирной кислоты, но требует, чтобы жирная кислота находилась в форме свободной кислоты.

ЕР 1272605 (Unilever) относится к непрерывному процессу получения жидкой композиции моющего средства, содержащего анионное поверхностно-активное вещество. Указанный процесс включает перемешивание, в первом смесителе, прекурсора анионного поверхностно-активного вещества с достаточным количеством агента нейтрализации для достижения 25-75% нейтрализации прекурсора анионного поверхностно-активного вещества, затем перемешивание полученного материала с достаточный количеством дополнительного агента нейтрализации во втором смесителе для достижения 100% нейтрализации. В ЕР 1272605 упоминается про присутствие мыла, подразумевая его соль, и описываются в этом контексте полезные эффекты использования соли.

Целью настоящего изобретения является разработка концентрата анионного сульфатированного поверхностно-активного вещества, не требующего использования воды для обеспечения технологичности, и эффективного непрерывного процесса изготовления указанного концентрата. Другой целью настоящего изобретения является разработка высокоэффективного концентрата анионного сульфатированного поверхностно-активного вещества, где высокая эффективность поверхностно-активного вещества означает, что требуется меньшее количество поверхностно-активного вещества в готовом продукте. Такая высокоэффективная система поверхностно-активного вещества позволяет обеспечить гибкость рецептур, уменьшает воздействие на окружающую среду и раздражающее действие концентрата или композиции готового продукта.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением предусматривается концентрат поверхностно-активного вещества, содержащий по меньшей мере 75% по существу полностью нейтрализованного анионного сульфатированного поверхностно-активного вещества и от 5% до 25% карбоновой кислоты, где от 4% до 96% карбоновой кислоты находится в форме свободной кислоты.

В соответствии с настоящим изобретением также предусматривается способ изготовления концентрата, включающий объединение кислотного прекурсора анионного сульфатированного поверхностно-активного вещества с достаточным количеством нейтрализующего агента для по существу полной нейтрализации указанного анионного поверхностно-активного вещества и от 5% до 25% мас. концентрата карбоновой кислоты, где от 4% до 96% карбоновой кислоты находится в форме свободной кислоты.

В соответствии с другим вариантом исполнения настоящего изобретения также предусматривается композиция моющего средства, содержащая концентрат поверхностно-активного вещества и менее 20% воды.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вес в соответствии с настоящим изобретением обозначается в % мас.

Концентрат предпочтительно имеет рН в интервале значений от 5 до 7,5, более предпочтительно концентрат имеет рН от 5,5 до 7,5 и наиболее предпочтительно от 5,8 до 7,5. Однако выбор рН будет зависеть от pka (показателя кислотности) используемой карбоновой кислоты. Пригодные способы измерения рН известны специалистам. В соответствии с настоящим изобретением, измерения рН проводятся с использованием калиброванного рН-метра Knick типа 911. Измерение рН выполняют следующим образом: 5% мас. концентрата поверхностно-активного вещества прибавляют к 95% мас. дистиллированной и деионизированной воды и перемешивают с помощью погружной мешалки IKA с наклонной лопастью в течение не более 10 мин при 800 об/мин и 21°С. Величину рН полученной смеси измеряют путем погружения рН электрода калиброванного рН-метра в смесь. Значение рН считывают через 1 мин для стабилизации показаний рН.

"Пригодная для перекачивания насосом вязкость", как она определена в данном описании, представляет собой вязкость не более 10 Па·с при 20 с^-1 при температуре перекачивания насосом (20-60°С). Жидкости с более высокой вязкостью могут, в принципе, быть пригодными для перекачивания при более высоких температурах. Верхний предел, равный 10 Па·с при скорости сдвига 20 с^-1 при 60°С используется тут для обозначения легко перекачиваемого материала. Концентраты поверхностно-активных веществ, имеющие вязкость выше 10 Па·с при 20 с^-1 при любой температуре в интервале значений 20-60°С, не являются пригодными для перекачивания в соответствии с настоящим изобретением.

Способы измерения вязкости известны специалистам. В соответствии с настоящим изобретением измерения вязкости проводятся с использованием ротационного реометра, например AR550 фирмы ТА Instruments. Инструмент включает 40 мм стальную плоскопараллельную пластину и использует зазор величиной 500 мкм. Измерения проводятся с использованием последовательности процедур, которые включают стадию кондиционирования и стадию непрерывного повышения температуры. Стадия кондиционирования предусматривает задание температуры измерений и уравновешивание в течение минимум 10 секунд при выбраной температуре в интервале значений 20-60°С. Стадия непрерывного повышения температуры проводится при скорости сдвига от 0,04 до 50 с^-1 для получения полного профиля реологических характеристик. Если не указано иное, приводимые тут данные по вязкости относятся к показателям вязкости при 20 с^-1.

Анионное сульфатированное поверхностно-активное вещество

Концентрат в соответствии с настоящим изобретением содержит сульфатированное анионное поверхностно-активное вещество. Более предпочтительно сульфатированное поверхностно-активное вещество выбирают из линейных или разветвленных С_10-22 алкилсульфатных или С_10-22 алкилалкоксисульфатных поверхностно-активных веществ. Наиболее предпочтительно сульфатированное анионное поверхностно-активное вещество получают из природного сырья. Поверхностно-активные вещества из природного сырья являются предпочтительными по причинам доступности их поставок.

В предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения анионное поверхностно-активное вещество представляет собой алкилалкоксисульфат. Более предпочтительно поверхностно-активное вещество является алкилэтоксисульфатом. Наиболее предпочтительны алкилполиэтоксилатсульфаты, в которых алкильная группа содержит от 10 до 22, предпочтительно от 12 до 18 атомов углерода, и в которых полиэтоксилатная цепь содержит от 1 до 15, более предпочтительно от 1 до 6 этоксилатных фрагментов. Алкилэтоксисульфат (AES) является особенно предпочтительным вследствие его способности обеспечивать белизну после стирки и высокой эффективности. Такие полезные эффекты обеспечивают преимущество, заключающееся в том, что композиция требует использования меньшего количества поверхностно-активного вещества для достижения такого же эффекта, как и для более традиционных систем алкилбензолсульфонат/неионное поверхностно-активное вещество. Таким образом, или могут быть улучшены показатели белизны, или рецептура может быть сконцентрирована без каких-либо потерь потребительских характеристик. AES дополнительно является предпочтительным потому, что обладает эффективностью, позволяющей достичь равных рабочих характеристик даже в условиях стирки в холодной воде. Хотя это не влияет на концентрат per se, это означает, что пользователь композиции моющего средства может выбрать более низкую температуру стирки, тем самым экономя энергию.

Анионное сульфатированное поверхностно-активное вещество в концентрате является по существу полностью нейтрализованным. Это означает, что анионное поверхностно-активное вещество является нейтрализованным на 98-100%. Поверхностно-активное вещество, нейтрализованное менее чем на 98%, не является стабильным. Нейтрализующий агент может, в принципе, быть любым пригодным щелочным веществом. Нейтрализующий агент может быть выбран из группы, состоящей из гидроксида, карбоната, бикарбоната, силиката щелочного, щелочноземельного металла или замещенного аммония или их смеси. Альтернативно, нейтрализующий агент может быть амином или амидом. Более предпочтительно нейтрализующий агент является алканоламином, выбранным из моноэтаноламина, диэтаноламина, триэтаноламина, 2-аминопропанола, моноизопропаноламина (MIPA), или их смеси. Наиболее предпочтительно нейтрализующий агент является моноэтаноламином (МЕА).

Сульфатированное анионное поверхностно-активное вещество присутствует в концентрате в количестве, составляющем по меньшей мере 75%, более предпочтительно 80%, наиболее предпочтительно 85%, от веса концентрата.

Однако известно, что сульфатированные анионные поверхностно-активные вещества сложны в переработке, поскольку высокая их концентрация также приводит к высокой вязкости. Чем выше вязкость, тем труднее перерабатывать поверхностно-активное вещество. В соответствии с настоящим изобретением карбоновая кислота по-новаторски используется в качестве растворителя для регулирования вязкости концентрата анионного поверхностно-активного вещества. Однако заявители также обнаружили, что алкил(алкокси)сульфаты являются нестабильными в кислотных условиях, проявляя тенденцию возвращения со временем к составным элементам. По этой причине поверхностно-активные вещества, нейтрализованные менее чем на 98%, являются нестабильными. Обратная реакция дополнительно ускоряется в кислотных условиях. Таким образом, реакция является автокаталитической, поскольку один из продуктов обратной реакции - серная кислота - дополнительно стимулирует обратную реакцию, приводя к более быстрому обратному превращению поверхностно-активного вещества. Присутствие карбоновой кислоты в соответствии с изобретением стабилизирует анионное поверхностно-активное вещество. Считается, что анион жирной кислоты реагирует со свободным атомом водорода, образуя жирную кислоту и оставляя ион соли, стабилизируя тем самым анионное поверхностно-активное вещество, поскольку анион карбоновой кислоты выполняет функцию поглотителя протона.

Карбоновая кислота

Концентрат по настоящему изобретению содержит карбоновую кислоту. Карбоновая кислота присутствует в концентрате в количестве от 5% до 25% от веса концентрата. Более предпочтительно карбоновая кислота присутствует в количестве от 10% до 25%, еще более предпочтительно от 17% до 23%, от веса концентрата. Для настоящего изобретения существенно, чтобы от 4% до 96% от общего количества карбоновой кислоты находилось в форме свободной кислоты. Таким образом, от 96% до 4% от общего количества карбоновой кислоты находится в форме аниона карбоновой кислоты или мыла. Для создания условий, наиболее благоприятных для обеспечения стабильности анионного поверхностно-активного вещества, предпочтительно, чтобы от 40% до 60% карбоновой кислоты находилось в форме свободной жирной кислоты. Однако для наилучших общих условий, обеспечивающих как достаточную стабильность, так и достаточную растворяющую способность, предпочтительно, чтобы от 60% до 90%, более предпочтительно, 75% до 90% карбоновой кислоты, находилось в форме свободной кислоты. Наиболее предпочтительно от 80% до 87% карбоновой кислоты присутствует в форме свободной кислоты, и, таким образом, от 13% до 20% карбоновой кислоты присутствует в форме мыла.

Существенно, чтобы указанное соотношение свободной кислоты к форме мыла карбоновой кислоты соблюдалось, поскольку карбоновая кислота выполняет две разные функции. В тех случаях, когда карбоновая кислота находится в форме кислоты, она действует как растворитель. Общий эффект растворителя заключается в снижении вязкости концентрата. Влияние свободной кислоты на вязкость концентрата можно увидеть в Таблице 1. С понижением рН большее количество жирной кислоты присутствует в виде свободной жирной кислоты, увеличивая уровень содержания растворителя и вследствие этого снижая вязкость концентрата поверхностно-активного вещества. Таким образом, существенным элементом настоящего изобретения является то, что значительная часть жирной кислоты присутствует в виде свободной жирной кислоты в концентрате поверхностно-активного вещества.

Таблица 1
Зависимость вязкости концентратов поверхностно-активных веществ, состоящих из 78% MEA/C12-14 алкилэтоксисульфата с 3 молями этоксилирования, 20% жирных кислот DTPK и 2% МЕА и второстепенных добавок от рН и температуры
рН концентрата	4,6	5,2	5,9	6,1	7,0	7,2	7,6
20°С	13,82	13,50	14,14	14,22	13,80	15,09	20,81
40°С	2,21*	6,10*	6,79*	6,71*	7,04*	7,87*	11,04
60°С	0,44*	0,47*	0,49*	0,48*	1,70*	3,99*	6,44*

Вязкость в Па·с измеряют при 20 с^-1 при указанной температуре. Образцы, соответствующие критериям вязкости, определенным в данном описании, помечены звездочкой. Таблица не содержит информации о стабильности указанных концентратов поверхностно-активных веществ.

Процентное содержание свободной жирной кислоты и процентное содержание аниона жирной кислоты (мыла) могут быть получены путем расчетов с использованием уравнения, известного специалистам как уравнение буфера Хендерсона-Хассельбаха (Henderson-Hasselbalch):

рН=pKa+log₁₀ ([анион жирной кислоты]/[свободная жирная кислота])

Стандартные значения pKa приведены, например, в US 6794347 В2 или в литературе. Таким образом, рН концентрата поверхностно-активного вещества также определяет для данного pKa жирной кислоты отношение свободной жирной кислоты к аниону жирной кислоты, присутствующих в концентрате поверхностно-активного вещества, и наоборот. Если не указано иное, то в данной заявке для простоты указывается процентное содержание свободной жирной кислоты, зная, что рН и процентное содержание аниона жирной кислоты могут быть рассчитаны по уравнению Хендерсона-Хассельбаха.

Находясь в анионной форме, карбоновая кислота выступает в роли поглотителя протона, стабилизируя поверхностно-активное вещество. Общий эффект аниона жирной кислоты заключается в протекании реакции возврата кислотного прекурсора поверхностно-активного вещества к анионному поверхностно-активному веществу.

Способы измерения активности анионного поверхностно-активного вещества известны специалистам. В соответствии с настоящим изобретением активность анионного поверхностно-активного вещества измеряют с использованием процедур ISO 2271-1989 и ISO 2870-1986. В соответствии с этими процедурами общее содержание анионного поверхностно-активного вещества определяют с использованием принципа двухфазного титрования. Образец, содержащий анионное поверхностно-активное вещество (вещества), и смешанный индикатор (состоящий из катионного и анионного красителей) перемешивают в системе вода-хлороформ. Комплекс анионного поверхностно-активного вещества (веществ) и катионного красителя окрашен в красный цвет и растворим в хлороформе. При титровании Hyamine 1622 (четвертичное катионное соединение) красный комплекс краситель-поверхностно-активное вещество разрушается и замещается на бесцветный комплекс анионное поверхностно-активное вещество-катионный титрант. Изменение окраски хлороформенного слоя с красной на серую указывает на достижение конечной точки. При добавлении избытка Hyamine он образует комплекс с анионным красителем, окрашивая хлороформенный слой в синий цвет. Для оценки стабильности анионного поверхностно-активного вещества измеряют активность свежего анионного поверхностно-активного вещества немедленно после приготовления концентрата поверхностно-активного вещества и позднее, после хранения образца в течение максимум 4 недель при заданной температуре в интервале температур 20-60°С. Потерю активности рассчитывают путем вычитания последнего значения активности из значения активности в свежем состоянии. Для удобства значение в свежем состоянии может быть принято за 100%, так чтобы любые потери активности могли быть выражены в процентах потери активности. "Достаточная стабильность", как она определена тут, относится к стабильности анионного поверхностно-активного вещества на протяжения периода времени в 4 недели в температурном интервале 20-60°С. Концентрат поверхностно-активного вещества считается стабильным, если измерения активности анионного поверхностно-активного вещество показывают потерю активности менее 2%. Указанные 2% потери активности охватывают область стандартных отклонений измерений активности.

Как показано в Таблице 2, присутствие аниона жирной кислоты стабилизирует анионное поверхностно-активное вещество, поскольку при увеличении рН в общем наблюдается меньшая потеря активности. Таким образом, существенным элементом настоящего изобретения является то, что достаточная часть жирной кислоты присутствует в виде аниона жирной кислоты, или мыла, в концентрате поверхностно-активного вещества.

Таблица 2
Зависимость потери активности в % после 4 недель хранения концентрата поверхностно-активного вещества, состоящего из 78% MEA/C12-14 алкилэтоксисульфата с 3 молями этоксилирования, 20% жирных кислот DTPK и 2% МЕА и второстепенных добавок, от рН и температуры
рН концентрата	4.6	5,2	5,9	6,1	7,0	7,2	7,6
20°С	2,1%	1,4%*	1,1%*	1,4%*	1,6%*	1,4%*	1,4%*
40°С	3,3%	2,6%	1,6%*	1,9%*	1,0%*	0,9%*	1,3%*
60°С	99,8%	99,7%	9,4%	4,1%*	0,9%*	1,6%*	0,9%*

Образцы, соответствующие критерию стабильности, составляющему менее 2%, как определено в данном описании, помечены звездочкой. Таблица не содержит информации о вязкости указанных концентратов поверхностно-активных веществ.

Несоответствие критериям процентного содержания свободной жирной кислоты или критериям процентного содержания аниона жирной кислоты приводит к получению непригодных для перекачивания или нестабильных концентратов анионных поверхностно-активных веществ. Это показано в Таблице 3, которая объединяет Таблицы 1 и 2.

Таблица 3
Зависимость общей оценки концентратов поверхностно-активных веществ, состоящих из 78% MEA/C12-14 алкилэтоксисульфата с 3 молями этоксилирования, 20% жирных кислот DTPK и 2% МЕА и второстепенных добавок, хранившихся в течение 4 недель, от рН и температуры. Ok означает, что образец соответствует обоим критериям вязкости и стабильности. Nok означает, что образец не удовлетворяет по меньшей мере одному из двух критериев
рН концентрата	4,6	5,2	5,9	6,1	7,0	7,2	7,6
20°С	nok	nok	nok	nok	nok	Nok	nok
40°С	nok	nok	ok	ok	ok	Ok	nok
60°С	nok	nok	nok	ok	ok	Ok	ok

Карбоновая кислота предпочтительно представляет собой насыщенную или ненасыщенную линейную алифатическую карбоновую кислоту, содержащую до 30 атомов углерода. Моно-, ди-, три- или поликарбоновые кислоты являются пригодными для использования по настоящему изобретению. Более предпочтительно карбоновая кислота представляет собой жирную кислоту. Жирные кислоты являются карбоновыми кислотами, обычно получаемыми из природных источников, имеющими длинные алкильные цепи. Предпочтительными карбоновыми кислотами по настоящему изобретению являются жирные кислоты, содержащие от 8 до 28 атомов углерода, более предпочтительно от 12 до 26 атомов углерода, и наиболее предпочтительно от 12 до 22 атомов углерода. Предпочтительные жирные кислоты по настоящему изобретению включают, в частности, насыщенные жирные кислоты каприловую кислоту, пеларгоновую кислоту, каприновую кислоту, ундеканоевую кислоту, лауриновую кислоту, тридеканоевую кислоту, миристиновую (myritic) кислоту, пентадеканоевую (petadecanoic) кислоту, пальмитиновую кислоту, маргариновую кислоту, стеариновую кислоту, нонадеканоевую кислоту, арахиновую кислоту, бегеновую кислоту. Ненасыщенные кислоты - пальмитолеиновая (palmitoelic) кислота, олеиновая кислота, эруковая кислота, линолеиновая кислота, линоленовая кислота. Предпочтительными карбоновыми кислотами являются олеиновая (oleioc) кислота и пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, линолеиновая кислота и их смеси. Карбоновые кислоты обычно являются коммерчески доступными в виде смесей карбоновых кислот. В этом контексте предпочтительными карбоновыми кислотами являются смеси вышеперечисленных. Одной предпочтительной смесью карбоновых кислот является продукт, известный как верхний погон дистилляции пальмоядрового масла (Distilled Top Palm Kernel, DTPK), который содержит карбоновые кислоты с распределением углеродных цепей по длине от С12 до С18, со следующим распределением: 50% С12, 17% С14, 9% С16 и 2,5% С18, 17% С18', 2,5% С18'' (остальные 2% состоят из незначительных фракций: 0,1% С8 и ниже, 1,5% С10, 0,4% >С18). Другим предпочтительным карбоксильным материалом является материал, общеизвестный как рапсовое масло (rapeseed), который содержит карбоновые кислоты с распределением углеродных цепей по длине от С12 до С20 со следующим распределением: 0,5% С14, 8% С16, 2% С16', 3% С18, 54% С18', 21% С18''', 10% С18''' и 6% С20. (') после длины цепи обозначает двойную связь, поэтому некоторые из жирных кислот являются ненасыщенными.

Примеры 1-3

В Примерах 1-3 описаны пригодные для перекачивания и стабильные концентраты поверхностно-активных веществ по настоящему изобретению, демонстрирующие высокие характеристики:

Пример 1

Концентрат поверхностно-активного вещества, содержащий 78% мас. MEA/AE3S, 20% мас. добавленных жирных кислот DTPK и 2% второстепенных добавок и алканоламина, при рН 7,0 демонстрирует вязкость 6,7 Па·с при 40°С и активность анионного поверхностно-активного вещества, равную 99%, после 4 недель при 60°С. Этот концентрат, таким образом, соответствует критериям вязкости и стабильности по настоящему изобретению. Отношение свободных жирных кислот DTPK к анионам жирных кислот DTPK составляет 66,56% к 33,44%.

Пример 2

Концентрат поверхностно-активного вещества, состоящий из 78% мас. MEA/AE3S, 20% мас. добавленных жирных кислот DTPK и 2% второстепенных добавок и алканоламина, при рН 7,6, демонстрирует вязкость 6,4 Па·с при 60°С и активность анионного поверхностно-активного вещества, равную 99%, после 4 недель при 60°С и, таким образом, соответствует критериям вязкости и стабильности. Отношение свободных жирных кислот DTPK к анионам жирных кислот DTPK составляет 33,44% к 66,56%.

Пример 3

Концентрат поверхностно-активного вещества, состоящий из 78% мас. MEA/AE3S, 20% мас. добавленных жирных кислот DTPK и 2% второстепенных добавок и алканоламина, при рН 5,9 демонстрирует вязкость 6,8 Па·с при 40°С и активность анионного поверхностно-активного вещества, равную 98%, после 4 недель при 40°С и, таким образом, соответствует критериям вязкости и стабильности. Отношение свободных жирных кислот DTPK к анионам жирных кислот DTPK составляет 96% к 4%.

Примечание: величина рКа жирных кислот DTPK, используемая для расчета отношения свободных жирных кислот DTPK к анионам жирных кислот DTPK, равна 7,3.

Примеры 4-6

Примеры 4-6 описывают концентраты, которые являются непригодными для перекачивания и/или нестабильными и, таким образом, не соответствуют требованиям по настоящему изобретению.

Пример 4

Концентрат поверхностно-активного вещества, состоящий из 78% мас. MEA/AE3S и 20% мас. добавленных жирных кислот DTPK и 2% алканоламина и второстепенных добавок, при рН 4,7 не отвечает критериям достаточной стабильности, поскольку после 2 недель хранения при 60°С активность поверхностно-активного вещества составляет только 66%, что соответствует потере активности, равной 34%. Отношение жирных кислот DTPK к анионам жирных кислот DTPK составляет 99,74% к 0,26%. Считается, что причиной такого несоответствия является уровень содержания анионов жирной кислоты, недостаточный для стабилизации анионного поверхностно-активного вещества.

Пример 5

Концентрат поверхностно-активного вещества, состоящий из 78% мас. MEA/AE3S и 20% мас. добавленных жирных кислот DTPK и 2% алканоламина и второстепенных добавок, при рН 5,2 не отвечает критериям достаточной стабильности, поскольку через 2 недели хранения при 60°С активность поверхностно-активного вещества составляет только 83%, что соответствует потере активности, равной 17%. Отношение свободных жирных кислот DTPK к анионам жирных кислот DTPK составляет 99,21% к 0,76%. Считается, что причиной такого несоответствия является уровень содержания анионов жирной кислоты, недостаточный для стабилизации анионного поверхностно-активного вещества.

Пример 6

Концентрат поверхностно-активного вещества, состоящий из 82% мас. MEA/AE3S и 10% мас. добавленных жирных кислот DTPK и 2% алканоламина и второстепенных добавок, при рН 9,0 демонстрирует вязкость 26,4 Па·с при 20 с^-1 и, таким образом, не отвечает критерию пригодной для перекачивания насосом вязкости. Отношение свободных жирных кислот DTPK к анионам жирных кислот DTPK составляет 1,96% к 98,04%. Считается, что причиной такого несоответствия является уровень содержания свободной жирной кислоты, недостаточный для снижения вязкости концентрата анионного поверхностно-активного вещества до достаточно низкого уровня, отвечающего критерию пригодности вязкости для перекачивания насосом.

Пример 7

Пример 7 является примером непригодного для перекачивания и нестабильного концентрата поверхностно-активного вещества без карбоновой кислоты. Для простоты было бы желательным использовать как можно более простые композиции концентрата поверхностно-активного вещества, например нейтрализованное амином сульфатное поверхностно-активное вещество без растворителя или поглотителя протонов, за исключением амина. Однако такие более простые и более чистые смеси не отвечают не только критериям вязкости, но также и критериям стабильности. Концентрат поверхностно-активного вещества, содержащий 90% мас. MEA/AE3S и 10% второстепенных добавок и алканоламина, при рН 9,8 демонстрирует вязкость 13,3 Па·с при 60°С и 20 с^-1 и активность анионного поверхностно-активного вещества, равную 89%, после 4 недель при 60°С и, таким образом, не отвечает обоим критериям вязкости и стабильности.

Влагосодержание

Концентрат предпочтительно имеет низкие уровни содержания воды. В предпочтительном варианте исполнения концентрат содержит не более 10% воды от веса концентрата.

Неионное поверхностно-активное вещество

Концентрат по настоящему изобретению может содержать неионное поверхностно-активное вещество. Неионное поверхностно-активное вещество может быть включено для обеспечения роли растворителя в снижении вязкости концентрата. Таким образом, некоторая часть карбоновой кислоты, в форме свободной кислоты, может быть замещена неионным поверхностно-активным веществом. Однако существенно, чтобы соотношение свободной кислоты к мылу оставалось в интервале значений, установленном настоящим изобретением.

Предпочтительные неионные поверхностно-активные вещества включают этоксилированные и пропоксилированные неионные поверхностно-активные вещества. Предпочтительные алкоксилированные поверхностно-активные вещества могут быть выбраны из классов неионных конденсатов алкилфенолов, неионных этоксилированных спиртов, неионных этоксилированных/пропоксилированных жирных спиртов.

Особенно предпочтительными являются поверхностно-активные вещества типа неионных алкоксилированных спиртов, представляющие собой продукты конденсации алифатических спиртов с от 1 до 75 молями алкиленоксида, в частности особенно предпочтительными являются неионные поверхностно-активные вещества с примерно 50 или от 1 до 15 молями, предпочтительно с 11 молями, в частности, этиленоксида и/или пропиленоксида. Алкильная цепь алифатического спирта может быть линейной или разветвленной, первичной или вторичной, и в общем содержит от 6 до 22 атомов углерода. Особенно предпочтительными являются продукты конденсации спиртов, имеющих алкильную группу, содержащую от 8 до 20 атомов углерода, с от 2 до 9 молями, в частности 3 или 5, молями этиленоксида на моль спирта.

Амиды полиоксижирных кислот являются особенно предпочтительными неионными поверхностно-активными веществами, входящими в состав композиции, в частности, имеющие структурную формулу R²CONR¹Z, в которой: R¹ обозначает Н, C_1-18, предпочтительно C₁-C₄ нециклический углеводородный остаток (hydrocarbyl), 2-гидроксиэтил, 2-гидроксипропил, этокси, пропокси, или их смесь, предпочтительно C₁-C₄ алкил, более предпочтительно C₁ или С₂ алкил, наиболее предпочтительно C₁ алкил (т.е. метил); и R² обозначает С₅-С₃₁ нециклический углеводородный остаток, предпочтительно линейный C₅-C₁₉ или C₇-C₁₉ алкил или алкенил, более предпочтительно линейный C₉-C₁₇ алкил или алкенил, наиболее предпочтительно линейный C₁₁-C₁₇ алкил или алкенил, или их смесь; и Z обозначает нециклический полигидроксиуглеводородный остаток, имеющий линейную углеводородную цепь с по меньшей мере 3 гидроксилами, непосредственно присоединенными к цепи, или его алкоксилированное производное (предпочтительно этоксилированное или пропоксилированное). Z предпочтительно получают из редуцирующего сахара по реакции восстановительного аминирования; более предпочтительно Z обозначает глицитил (glycityl).

В случае его присутствия неионное поверхностно-активное вещество предпочтительно присутствует в количестве до 20% от веса концентрата.

Способ изготовления концентрата поверхностно-активного вещества

Концентрат по настоящему изобретению получают путем объединения кислотного прекурсора сульфатированного анионного поверхностно-активного вещества, нейтрализующего агента и карбоновой кислоты. Концентрат по настоящему изобретению может изготавливаться периодическим или непрерывным способом. В тех случаях, когда используется периодический способ, 3 ингредиента могут быть объединены в любом порядке. Однако для обеспечения эффективности предпочтительно, чтобы прекурсор поверхностно-активного вещества и карбоновую кислоту объединяли на первой стадии, затем прибавляют достаточное количество нейтрализующего агента для по существу полной нейтрализации поверхностно-активного вещества и достаточное количество карбоновой кислоты для достижения соотношения с солью карбоновой кислоты, установленного в настоящем изобретении.

Концентрат также может быть изготовлен непрерывным циклическим способом, в котором все три ингредиента объединены в замкнутом контуре. Затем отбирают небольшое количество продукта, содержащего поверхностно-активное вещество/нейтрализующий агент/карбоновую кислоту, и остаток продолжает циркулировать в петлевом реакторе при коэффициенте рециркуляции, равном не менее 1:10. Указанный продукт может быть затем непосредственно использован в способе изготовления моющего средства.

Композиция моющего средства

Следующий вариант исполнения настоящего изобретения относится к композиции моющего средства, содержащей концентрат поверхностно-активного вещества, описанный выше. Композиция может находиться в любой форме: жидкой или твердой и любом промежуточном состоянии между ними. Таким образом, композиция может представлять собой сыпучий порошок, уплотненный порошок, таблетку, жидкость, гель или пасту. Предпочтительно композиция находится в жидкой форме. Более предпочтительно композиция является жидкостью и имеет низкие уровни содержания воды, а именно менее 35% воды, более предпочтительно 30% или меньше, более предпочтительно менее 20%, еще более предпочтительно менее 15% воды. В альтернативном предпочтительном варианте исполнения указанная композиция с низким водосодержанием заключена в водорастворимый или вододиспергируемый пакетик.

Концентрат поверхностно-активного вещества может быть объединен с остальными ингредиентами композиции моющего средства в любой точке процесса производства указанной композиции моющего средства. Однако предпочтительно, чтобы его прибавляли в определенной точке таким образом, чтобы не влиять сильно на вязкость продукта. В другом предпочтительном аспекте способа изготовления композиции моющего средства композицию нейтрализуют до требуемого рН. Величина рН 10% раствора композиции моющего средства в дистиллированной воде при температуре окружающей среды предпочтительно находится в интервале значений 7-9, более предпочтительно 7,5-8,5, наиболее предпочтительно от 7,7 до 8,3. Значение рН композиции измеряют с использованием стандартных методик и оборудования (таких как описанные выше).

Необязательные ингредиенты композиции моющего средства

Композиция моющего средства может содержать любые из перечисленных ингредиентов моющего средства.

Поверхностно-активные вещества

Композиции моющего средства по настоящему изобретению содержат концентрат поверхностно-активного вещества, описанный выше, но могут дополнительно содержать дополнительные поверхностно-