Частицы, отбеливающий агент, отбеливающая и моющая композиции на их основе
Изобретение относится к частицам, включающим перекисное соединение, способное выделять перекись водорода или перекисные кислоты в водных растворах и дикарбоновую кислоту с 5-10 атомами углерода или ее соль в количестве до 15% от веса частицы. Описан также отбеливающий агент на основе указанных частиц, моющая и отбеливающая композиции. Технический результат - частицы содержат только экологически приемлемые составляющие, причем значительно улучшена стабильность при хранении. 4 с. и 25 з.п.ф-лы, 5 табл.
Изобретение относится к частицам, включающим перекисное соединение и дикарбоновую кислоту с 5-10 атомами водорода или ее соль. Кроме того, изобретение относится к применению частиц и к композиции, содержащей такие частицы.
Порошковые моющие композиции часто содержат перекисные соединения в качестве отбеливающих агентов, которые выделяя ют перекись водорода или перекисные кислоты в водных растворах. Однако, многие перекисные соединения нестабильны при хранении. Полагают, что их разложение катализируют катионы металла, двигающиеся сравнительно свободно в воде, обычно присутствующей в моющих средствах, кроме того, этому способствуют щелочное pH (обычно от около 8 до около 12) и другие компоненты, обычно присутствующие в моющих средствах, например, цеолиты или активаторы отбеливания, такие, как ТАЭД (тетраацетилэтилендиамин), ТАГУ (тетраацетилглюколурил) или ПАГ (пентаацетилглюкоза). Чтобы получить моющие средства, безвредные для окружающей среды, в качестве отбеливающего средства желательно применять пергидрат карбоната щелочного металла, общеизвестный как перкарбонат. Однако, активность перкарбоната в моющем средстве быстро снижается из-за разложения, при хранении моющего средства при обычной комнатной температуре и влажности. Предпринималось много попыток стабилизации перкарбоната, например, при помощи смешивания со стабилизирующими веществами или покрытия ими, такими, как сульфаты, карбонаты, бораты, силикаты или органические вещества. Такие способы стабилизации описаны в патентной литературе, например, в патентах Великобритании 1466799, 1538893, 1575792, Европейском патенте 459625, патенте США 3975280 и Европейском патенте 573731. В патенте США 4075116 описано получение перкарбоната из карбоната натрия, перекиси водорода и различных добавок. В патенте Швейцарии 659082 описано смешивание отбеливающих агентов с большими количествами неорганических карбонатов и водорастворимыми кислотами, что увеличивает скорость растворения. В выложенной патентной заявке Японии (Kokai) Sho 5874508 описано смешивание перкарбоната с силикатом и фосфатом, боратом, цитратом, тартратом или сукцинатом натрия, что повышает скорость растворения. В патенте США 5340496 описана стабилизация перкарбоната с помощью определенных комбинаций неорганических солей и карбоновых кислот, в частности, кислот с длинной цепью, таких, как олеиновая кислота. Целью настоящего изобретения является получение частиц, включающих перекисное соединение, в частности перкарбонат щелочного металла, с улучшенной стабильностью при хранении, в частности в моющих композициях. Другая цель изобретения заключается в получении частиц, включающих перекисное соединение, содержащее только экологически приемлемые составляющие. В данном изобретении эти цели реализуются получением частиц, содержащих перекисное соединение, способное выделять перекись водорода или перекисные кислоты в водных растворах, частицы дополнительно включают вплоть до 15 вес. %, предпочтительно до около 10 вес.%, более предпочтительно до около 5 вес.% водорастворимой дикарбоновой кислоты, имеющей 5-10 атомов углерода, или ее соли. Предпочтительно частицы включают более чем около 0,01 вес.%, более предпочтительно более чем около 0,05 вес.% упомянутой дикарбоновой кислоты или ее соли. Количество перекисного соединения в частицах составляет от около 10 до около 99 вес.%, предпочтительно более чем 50 вес.% и наиболее предпочтительно до около 95 вес.%. Дикарбоновую кислоту в частицах можно смешивать с перекисным соединением и/или включать в покрытие. Предполагают, что дикарбоновая кислота действует как хелатирующий агент, но неожиданно было найдено, что дикарбоновые кислоты в соответствии с настоящим изобретением обеспечивают гораздо более высокую стабильность при хранении в сравнении с традиционными хелатирующими агентами, такими, как ЭДТК. Слишком высокая концентрация дикарбоновых кислот или их солей тем не менее снижает термостабильность, в частности, при высоких концентрациях перекисных соединений. Желательно применять соль щелочного металла или щелочно-земельного металла дикарбоновой кислоты. Щелочные металлы предпочтительно выбирают из натрия, калия или их смесей, а щелочноземельные металлы предпочтительно выбирают из кальция, магния или их смесей. Наиболее предпочтительны соли натрия. В последующем описании изобретения термин дикарбоновая кислота относится также к ее солям. Предпочтительно дикарбоновая кислота содержит от 5 до 8 атомов углерода, желательно от 5 до 7. Группы карбоновой кислоты предпочтительно расположены на концах углеродной цепи. Кроме того, дикарбоновая кислота предпочтительно не содержит гидроксильных групп и более предпочтительно, если она не содержит функциональных групп, за исключением групп карбоновой кислоты. Наиболее предпочтительные дикарбоновые кислоты соответствуют формуле COOH - R - COOH, в которой R представляет собой алкилен, который предпочтителен, или алкенилен с 3-8 атомами углерода, предпочтительно с 3-5 атомами углерода. Предпочтительно R является прямой цепью без разветвлений. Примерами приемлемых дикарбоновых кислот являются глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, пробковая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота и их смеси, из которых глутаровая, адипиновая и пимелиновая кислоты особенно предпочтительны. Наиболее предпочтительна глутаровая кислота. Понятно, что частицы могут включать две или более различных дикарбоновых кислот, описанных выше. Частицы могут также включать другие стабилизаторы или инертные вещества, приемлемые с точки зрения окружающей среды. Частицы предпочтительно содержат силикат, который дополнительно повышает стабильность и механическую прочность. Силикат можно смешивать с перекисным соединением и/или включать в покрытие. Желательно по меньшей мере какой-либо силикат смешивать с перекисным соединением. Приемлем силикат щелочного металла, предпочтительно натрия, калия или их смесей, из них предпочтителен натрий. Молярное соотношение SiO2:M2O, где М представляет собой щелочной металл, предпочтительно составляет от около 1 до около 3, более предпочтительно от 1 до около 2.5. Частицы включают приблизительно от около 0,1 до около 20 вес.%, предпочтительно от около 0,2 до около 15 вес.%, более предпочтительно от около 0,5 до около 10 вес.% силиката в виде силиката натрия. Было найдено, что стабильность дополнительно повышается, если частицы содержат водорастворимое соединение магния, предпочтительно сульфат магния. Соединение магния можно смешивать с перекисным соединением и/или вводить в покрытие. Предпочтительно по меньшей мере часть магния смешивать с перекисным соединением, более предпочтительно в сочетании с силикатом щелочного металла. Частицы предпочтительно содержат от около 0,01 до около 5 вес.%, более предпочтительно от около 0,1 до около 3 вес.% соединений магния в виде сульфата магния. В соответствии с одним из вариантов изобретения было найдено, что имеет место синергический эффект, если частицы также содержат хелатирующий агент, выбранный из оксикарбоновых кислот, соответствующих формуле R'CnHm(OH)nCOOH, в которой R' представляет собой CH2OH или COOH, n равно 2-6 и m равно 0-n; или их солей. Предпочтительно применять соль щелочного металла или соль щелочно-земельного металла оксикарбоновой кислоты. Щелочные металлы предпочтительно выбирают из натрия, калия или из смесей, а щелочно-земельные металлы выбирают из кальция, магния или их смесей. Более предпочтительны соли натрия. Далее в описании изобретения термин оксикарбоновая кислота относится также к ее солям. Частицы предпочтительно содержат оксикарбоновые кислоты вышеприведенной формулы в количестве от около 0,01 до около 15 вес.%, предпочтительно от около 0,01 до около 10 вес.%, более предпочтительно от около 0.05 до около 5 вес. %. Весовое соотношение дикарбоновой кислоты и оксикарбоновой кислоты составляет предпочтительно от около 0,05:1 до около 4:1, наиболее предпочтительно от около 0,1:1 до около 1:1. Оксикарбоновую кислоту можно смешивать с перекисным соединением и/или включать в покрытие. Желательно, чтобы R' в вышеприведенной формуле представлял собой CH2OH. Также предпочтительно, чтобы n было равно 4 или 5. Предпочтительно m равно n или n-2, таким образом углеродная цепь является насыщенной или содержит одну двойную связь. Наиболее предпочтительно солью оксикарбоновой кислоты является глюкогептонат щелочного металла (R' представляет собой CH2OH, n и m равно 5) или ее соли щелочных металлов. Другие предпочтительные соли оксикарбоновой кислоты представляют собой глюконат щелочного металла (R' представляет собой CH2OH, n и m равно 4) и аскорбат щелочного металла (R' представляет собой CH2OH, n равно 4 и m равно 2). Другие подходящие оксикарбоновые кислоты включают, например, триоксиглутаровую кислоту, винную кислоту или сахарную кислоту. Понятно, что частицы могут включать две или более различные оксикарбоновые кислоты вышеуказанной формулы. Частицы настоящего изобретения имеют высокую стабильность даже без покрытия, но наивысшая стабильность обычно достигается, если они покрыты. Такое покрытие может, например, содержать одну или более дикарбоновых кислот, описанных здесь, оксикарбоновые кислоты, описанные выше, силикат щелочного металла, водорастворимые соединения магния, такие, как сульфат магния, соли карбоната, бикарбоната или сульфата щелочного металла, или экологически приемлемые органические хелатирующие агенты, при этом различные компоненты наносят одним или несколькими слоями. В одном варианте изобретения дикарбоновая кислота, описанная здесь, присутствует только в смеси с перекисным соединением, а оксикарбоновая кислота, описанная здесь, присутствует только в покрытии, или наоборот. В другом варианте как дикарбоновую кислоту, так и оксикарбоновую кислоту смешивают с перекисным соединением и/или вводят в покрытие. Частицы обычно имеют средний диаметр от около 50 до около 3000 мкм, предпочтительно от около 100 до около 1600 мкм. Предпочтительная плотность составляет от около 600 до около 1500 г/л, конкретно от около 800 до около 1100 г/л. Было найдено, что высокая плотность, также как большой средний размер частиц, повышает стабильность при хранении. Изобретение обладает особым преимуществом, если перекисным соединением является перкарбонат щелочного металла, но можно стабилизировать также и другие перекисные соединения, например, соли перборатов, пероксисульфатов, пероксифосфатов или пероксисиликатов щелочных металлов, пероксикарбоновые кислоты или соединения, выделяющие пероксикарбоновую кислоту, такие, как диацилированные дипероксикарбоновые кислоты (см. WO 91/17143). Частицы настоящего изобретения можно получить традиционными способами. Ингредиенты для смешивания с перокисным соединением предпочтительно добавлять на стадии гранулирования, но также можно ввести непосредственно, когда, например, перкарбонат щелочного металла получают из карбоната щелочного металла и перекиси водорода. Если необходимо ввести силикат щелочного металла, его предпочтительно вводить в виде водного раствора, а дикарбоновую кислоту или ее соль и необязательно оксикарбоновую кислоту или ее соль предпочтительно вводят потом, до добавления к перекисному соединению. Гранулирование проводят традиционными способами, хорошо известными специалистам, такими, как уплотнение, экструзия, агломерация в барабане или на диске, гранулирование в псевдоожиженном слое, отверждение расплавленных солей разбрызгиванием или в мешалках разных типов. Необязательную стадию покрытия можно проводить разбрызгиванием на частицы водных растворов наносимых компонентов, например, в барабане или псевдоожиженном слое. Изобретение, кроме того, касается применения описанных частиц, включающих перекисное соединение и дикарбоновую кислоту в качестве отбеливающего агента, в основном в связи со стиркой текстильных изделий или мытьем посуды. Частицы настоящего изобретения могут быть внесены в моющую воду либо в состав моющей композиции, или в виде отдельного отбеливающего порошка. Моющая вода предпочтительно включает частицы в таком количестве, чтобы получить от около 0.001 до около 1 г активного кислорода на 1 л, что, например, соответствует от около 0.01 до около 6 г перкарбоната натрия. Наконец, изобретение относится к композиции, содержащей инертный наполнитель, и/или одно- или несколько веществ, активных при стирке, при этом композиция дополнительно содержит частицы, включающие перекисное соединение и дикарбоновую кислоту по изобретению, например, в количестве от около 1 вплоть до 100 вес.%. Композиция может содержать смесь частиц, включающих разные виды перекисных соединений. Вещества, активные при стирке, могут включать моющие модифицирующие добавки, ПАВ, вещества, образующие щелочь, активаторы отбеливания, ферменты или любые другие вещества, применяемые обычно в моющих средствах. Моющие модифицирующие добавки выбирают, например, из фосфатов, таких, как триполифосфаты, пирофосфаты или ортофосфаты щелочных металлов или аммония, цеолитов, таких, как Цеолит A (т.е. Цеолит 4A), Цеолит B, Цеолит P, Цеолит X или Цеолит HS, Цеолит MAP, силикатов, таких, как кристаллических слоистые дисиликаты (т. е. формулы NaMSIx+1
Формула изобретения
1. Частицы, включающие перекисное соединение, способное выделять перекись водорода или перекисные кислоты в водных растворах, и дикарбоновую кислоту или ее соль, отличающиеся тем, что в качестве дикарбоновой кислоты или ее соли содержат дикарбоновую кислоту с 5 - 10 атомами углерода в количестве до 15% от веса частицы. 2. Частицы по п.1, отличающиеся тем, что они содержат до около 10 вес.% указанной дикарбоновой кислоты. 3. Частицы по любому из пп.1 и 2, отличающиеся тем, что они содержат соль щелочного или щелочноземельного металла указанной дикарбоновой кислоты. 4. Частицы по любому из пп.1 - 3, отличающиеся тем, что дикарбоновую кислоту с 5 - 10 атомами углерода или ее соль смешивают с перекисным соединением. 5. Частицы по п.4, отличающиеся тем, что перекисное соединение и дикарбоновую кислоту гранулируют совместно. 6. Частицы по любому из пп.1 - 5, отличающиеся тем, что дикарбоновую кислоту, имеющую 5 - 10 атомов углерода, или ее соль включают в покрытие. 7. Частицы по любому из пп.1 - 6, отличающиеся тем, что дикарбоновая кислота соответствует формуле COOH-R-COOH, в которой R представляет собой алкилен или алкенилен с 3 - 8 атомами углерода. 8. Частицы по п.7, отличающиеся тем, что R представляет собой прямую цепь без разветвлений. 9. Частицы по п.8, отличающиеся тем, что в качестве дикарбоновой кислоты они содержат глутаровую, адипиновую, пимелиновую, пробковую, азелаиновую, себациновую кислоты или их смеси. 10. Частицы по п.9, отличающиеся тем, что в качестве дикарбоновой кислоты они содержат глутаровую кислоту. 11. Частицы по любому из пп.1 - 10, отличающиеся тем, что они содержат силикат. 12. Частицы по п.11, отличающиеся тем, что они содержат силикат щелочного металла. 13. Частицы по любому из пп. 11 и 12, отличающиеся тем, что силикат смешивают с перекисным соединением. 14. Частицы по любому из пп. 11 - 13, отличающиеся тем, что силикат вводят в покрытие. 15. Частицы по любому из пп.1 - 14, отличающиеся тем, что они содержат водорастворимое соединение магния. 16. Частицы по любому из пп.1 - 15, отличающиеся тем, что включают оксикарбоновую кислоту, соответствующую формуле R'CnHm(OH)nCOOH, в которой R' представляет собой CH2OH или COOH, n = 2 - 6 и m = 0 - n, или ее соли. 17. Частицы по п.16, отличающиеся тем, что R' представляет собой CH2OH,n равно 4 или 5 и m равно n или n - 2. 18. Частицы по п.17, отличающиеся тем, что оксикарбоновой кислотой является глюкогептоновая кислота. 19. Частицы по любому из пп.1 - 18, отличающиеся тем, что оксикарбоновую кислоту или ее соль, как определено в любом из пп.16 - 18, смешивают с перекисным соединением. 20. Частицы по любому из пп.1 - 19, отличающиеся тем, что оксикарбоновую кислоту или ее соль, как определено в любом из пп.16 - 18, вводят в покрытие. 21. Частицы по любому из пп.1 - 20, отличающиеся тем, что как дикарбоновую кислоту, имеющую 5 - 10 атомов углерода, так и оксикарбоновую кислоту, как она определена в любом из пп.16 - 18, смешивают с перекисным соединением. 22. Частицы по любому из пп.1 - 21, отличающиеся тем, что как дикарбоновую кислоту, имеющую 5 - 10 атомов углерода, так и оксикарбоновую кислоту, как определено в любом из пп.16 - 18, вводят в покрытие. 23. Частицы по любому из пп.1 - 22, отличающиеся тем, что перекисным соединением является перкарбонат щелочного металла. 24. Частицы по любому из пп. 1 - 23, отличающиеся тем, что объемная плотность составляет от около 800 до около 1500 г/л. 25. Частицы по п.24, отличающиеся тем, что объемная плотность составляет от около 800 до около 1100 г/л. 26. Частицы по пп.1 - 25 в качестве отбеливающего агента в моющих средствах. 27. Отбеливающая композиция, включающая инертный наполнитель и/или один или несколько активных моющих веществ и отбеливающий агент, отличающаяся тем, что в качестве отбеливающего агента композиция содержит частицы, охарактеризованные в любом из пп.1 - 25, в количестве от около 5 до около 90 вес. %. 28. Моющая композиция, содержащая отбеливающий агент и модифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве отбеливающего агента она содержит частицы, охарактеризованные в любом из пп.1 - 25, в количестве 1 - 40 вес.%. 29. Моющая композиция по п.28, отличающаяся тем, что в качестве модифицирующей добавки она включает цеолит. Приоритет по признакам:07.10.94 - по пп.1 - 14 и 23 - 29;
03.11.94 - по п.15;
24.08.95 - по пп.16 - 22.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 25.08.2004
Извещение опубликовано: 20.02.2006 БИ: 05/2006