ES2299271T3 - Procedimiento para la preparacion de componentes de detergentes granulares. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para la preparación de un componente detergente granular que comprende (a1) al menos un 30%p de un tensioactivo detergente termosensible aniónico, catiónico, anfotérico o zwiterónico, (a2) del 15 al 50%p o de un material portador insoluble en agua que comprende una sílice o silicato que posee una capacidad de absorción de aceite de al menos 1, 0 ml/g, (a3) del 2 al 15% en peso de un estructurante que es un material hidrosoluble capaz de secarse de la solución acuosa para formar una película cristalina y/o amorfa, seleccionándose el estructurante del grupo que comprende: azúcares, silicatos de metal alcalino, ácidos orgánicos sólidos hidrosolubles y sus sales hidrosolubles, sales hidrosolubles de metal alcalino y combinaciones de los mismos, que se caracteriza porque el procedimiento comprende: (i) mezclar el tensioactivo termosensible en forma de pasta acuosa y el material portador de sílice o silicato en un mezclador de alto o moderado esfuerzo de cizalla, a continuación (ii) introducir el estructurante en forma de solución en el mezclador y granular en un mezclador de alto o moderado esfuerzo de cizalla, a continuación (iii) secar el producto granular resultante mediante un procedimiento convectivo, preferentemente un lecho fluidizado, en el que la temperatura del gránulo no supera los 70ºC durante la etapa de secado, o en etapas anteriores.
Description
Procedimiento para la preparación de componentes
detergentes granulares.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la preparación de componentes que contengan
tensioactivos termosensibles, especialmente sulfatos de
alquiléter.
Los sulfatos de alquiléter (sulfatos de
alquilpolietoxi) son ingredientes deseables para composiciones
detergentes para lavado. Son relativamente insensibles a los iones
de calcio y con frecuencia se usan en combinación con tensioactivos
aniónicos sensibles a calcio tal como sulfonatos de alquilbenceno
lineales como tensioactivo complementario o "coactivo".
No obstante, los sulfatos de alquiléter no se
pueden procesar a temperaturas elevadas a causa de una tendencia a
descomponerse significativamente a temperaturas superiores a 80ºC.
Por tanto, normalmente no se incorporan en polvos para lavado
secados por pulverización a través de la pasta.
Similares consideraciones se aplican a otros
tensioactivos termosensibles (aniónicos, catiónicos, anfotéricos o
zwiterónicos) que se incorporan de forma útil en composiciones de
detergentes de lavado.
Por tanto, es deseable incorporar estos
tensioactivos como un componente granular distinto en el que el
tensioactivo se transporta en un material transportador
adecuado.
En los documentos WO 96/06916A, WO 96/06917A, WO
97/32002A y WO 97/32005A (Unilever) se describen procedimientos
altamente eficaces de producir componentes detergentes granulares de
flujo libre que contienen niveles elevados de tensioactivos
aniónicos (por ejemplo, sulfonatos de alquilbenceno). No obstante,
estos procedimientos implican secado ultrarrápido de pastas acuosas
a temperaturas superiores a 130ºC y, por tanto, no son adecuados
para procesar sulfatos de alquiléter y otros tensioactivos
termosensibles.
En la actualidad se ha descubierto que se pueden
preparar gránulos de flujo libre estables que contengan elevadas
cargas de tensioactivos aniónicos, catiónicos, anfotéricos o
zwiterónicos termosensibles usando un transportador que contenga
sílice o silicato altamente absorbente de aceite, y un estructurante
definido.
El documento WO 98 54281A (Unilever), publicado
el 3 de diciembre de 1998, describe componentes detergentes
granulares que contienen niveles elevados de tensioactivos no
iónicos. Estos gránulos utilizan como material transportador una
sílice que posee una elevada capacidad de absorción de aceite.
Además del tensioactivo no iónico, los gránulos pueden contener
hasta un 5% p del tensioactivo aniónico.
El documento EP 430 603A (Unilever) describe
gránulos detergentes que contienen al menos 30% p de tensioactivo
aniónico y que contienen una carga altamente absorbente de aceite,
por ejemplo, una sílice, en estrecho contacto con el tensioactivo
aniónico.
El documento 97 10321A (Procter & Gamble)
describe composiciones tensioactivas estructuradas que comprenden
35-60% p de tensioactivo, preferentemente sulfato de
alquiléter, 1-20% o de sílice hidrófilo finamente
dividida y 15-25% p de humedad; estas composiciones
están en forma de una "pasta continua endurecida".
El documento 105 160A (Akzo) describe sílices
cargadas con soluciones de tensioactivo acuoso, preferentemente
sulfato de alcohol primario, sulfato de alquiléter o tensioactivo no
iónico, para usar en pastas de dientes; la carga de tensioactivo
más elevada descrita en un gránulo de flujo libre es del 20% p,
siendo cargas mayores perjudiciales para el flujo.
El documento EP 651 050A (Procter & Gamble)
describe aglomerados de detergentes que comprenden una sal sólida,
preferentemente hidrosoluble (por ejemplo, silicato, carbonato o
sulfato de sodio) y un aglutinante fluido que comprende un
tensioactivo aniónico (preferentemente sulfato de alquiléter) y
silicato sódico.
El documento EP 688 861 A (Hoechst) describe un
procedimiento para preparar composiciones tensioactivas en forma
granular, consistente en mezclar una carga absorbente con uno o más
tensioactivos en forma de pasta acuosa o alcohólica acuosa, donde
la pasta posee una concentración activa de al menos 60% p.
Adyuvantes tales como urea, carbonato sódico anhidro y sulfato
sódico anhidro pueden ser premezclados en la carga antes de añadir
la pasta.
La presente invención es un procedimiento para
la preparación de un componente detergente granular de flujo libre
como se indica en la reivindicación 1.
El componente detergente granular puede formar
parte de una composición de detergente particulada compuesta por al
menos dos componentes granulares diferentes:
(a) un componente granular como se realiza
mediante el procedimiento de la invención,
(b) al menos otro componente granular
seleccionado de
- (b1)
- un polvo de base de detergente compuesto por partículas estructuradas que comprenden tensioactivo aniónico, estructurador, opcionalmente tensioactivo no iónico y opcionalmente otros ingredientes del detergente,
- (b2)
- un gránulo estructurador, y
- (b3)
- un gránulo que contiene al menos un 40% p de sulfonato de alquilbenceno y/o sulfato de alcohol primario,
- (b4)
- un gránulo que contiene al menos un 20% p de tensioactivo no iónico.
El componente detergente granular comprende al
menos un 30% p, y preferentemente de 30 a 75% p, más preferentemente
de 40 a 75% p, del tensioactivo termosensible.
El tensioactivo termosensible puede ser
aniónico, catiónico, anfotérico o zwiterónico. Para los fines de la
presente descripción, un tensioactivo es "termosensible" si
sufre una descomposición significativa a temperaturas superiores a
80ºC.
Tensioactivos termosensibles preferidos son los
sulfatos de alquiléter.
El gránulo también contiene de 15% a 50% p del
peso de un material transportador de sílice o silicato que posee
una capacidad de absorción de aceite de al menos 1,0 ml/g. La
capacidad de absorción de aceite es un parámetro bien conocido y
puede medirse mediante la técnica descrita en DIN ISO 787/5.
Preferentemente, la capacidad de absorción de aceite es al menos
1,5 ml/g, más preferentemente de al menos 2,0 ml/g.
Preferentemente, el gránulo contiene al menos
20% del material transportador de sílice o silicato.
El material transportador de sílice o silicato
se selecciona, preferentemente, de sílices, silicato de magnesio,
silicato de calcio y aluminosilicatos amorfos de metal alcalino.
Las sílices y silicatos que tienen la capacidad
de absorción de aceite requerida están disponibles comercialmente,
por ejemplo:
Opcionalmente, el gránulo puede también contener
un aluminosilicato cristalino de metal alcalino (zeolita). La
cantidad de zeolita presente puede variar de un modo adecuado de 2 a
20% p, preferentemente de 5 a 15% p.
La zeolita que se puede usar en los gránulos que
contienen tensioactivo no iónico de la presente invención puede ser
la zeolita A comercialmente disponible (zeolita 4A) ahora
ampliamente usada en polvos detergentes para lavado. Esta está
comercialmente disponible como, por ejemplo, Wessalith (marca
comercial) P de Degussa AG.
Como alternativa, se puede usar zeolita P de
aluminio máxima (zeolita MAP) como se ha descrito y reivindicado en
el documento EP 384 070B (Unilever) y comercialmente disponible como
Doucil (marca comercial) MAP de Crosfield Chemicals Ltd, RU. La
zeolita MAP se define como un aluminosilicato de metal alcalino de
zeolita tipo P que posee una proporción entre silicio y aluminio no
superior a 1,33, preferentemente dentro del intervalo de 0,90 a
1,33, preferentemente dentro del intervalo de 0,90 a 1,20.
Las zeolitas poseen una capacidad portadora de
líquido sustancialmente inferior a la de las sílices o silicatos
que son los portadores principales en los gránulos de la invención.
Por ejemplo, la capacidad portadora de líquido de la zeolita MAP es
0,6 ml/g.
Los gránulos producidos mediante el
procedimiento de la presente invención también contienen un
estructurante, que también se puede considerar un aglutinante, con
el fin de mejorar la resistencia y el flujo de los gránulos. El
estructurante, presente en una cantidad de 2 a 15% p, es un material
capaz de secado de la solución acuosa para formar una película
cristalina y/o amorfa.
El componente detergente granula puede, por
ejemplo, comprender como estructurante un material formador de
películas hidrosoluble seleccionado de azúcares, silicatos de metal
alcalino y combinaciones de los mismos. Entre los ejemplos
preferidos se incluyen glucosa, maltosa.
Como alternativa o además, el componente
detergente granular puede comprender como estructurante (a3) un
material formador de cristales seleccionado de ácidos orgánicos
sólidos hidrosolubles y sus sales hidrosolubles, sales
hidrosolubles de metales alcalinos y combinaciones de los
mismos.
Los estructurantes preferidos se seleccionan de
ácido cítrico y sus sales hidrosolubles, ácido succínico y sus
sales hidrosolubles, sulfatos inorgánicos hidrosolubles, carbonatos
y cloruros, y combinaciones de los mismos.
Estructurantes especialmente preferidos se
seleccionan de ácido cítrico, citrato sódico, sulfato sódico,
carbonato sódico, glucosa y combinaciones de los mismos.
En el componente granular de la invención pueden
estar presentes otros ingredientes menores tales como agua.
Preferentemente, el contenido en agua no supera el 10% en peso,
medido mediante el método de Kart Fischer.
Los componentes detergentes granulares de la
presente invención poseen, preferentemente, una densidad aparente
en el intervalo de 400 a 800 g/l. Preferentemente, los tamaños de
los gránulos están en el intervalo de 200 a 1000 micrómetros.
La temperatura del gránulo no debe superar los
70ºC durante cualquier periodo de tiempo significativo durante el
procedimiento. La temperatura de secado (temperatura del aire)
puede, por supuesto, ser superior, especialmente durante las etapas
del procedimiento en las que haya suficiente agua presente para
proporcionar enfriamiento por evaporación., de modo que la
temperatura del gránulo es la temperatura de bulbo húmedo en lugar
de la temperatura del aire.
Preferentemente, los componentes se granulan
juntos en un mezclador mecánico, más preferentemente un mezclador
de alto esfuerzo de cizalla. Preferentemente, se usa un
mezclador/densificador o granulador de velocidad elevada.
El sulfato de alquiléter está comercialmente
disponible en forma de una pasta acuosa, que posee un contenido en
materia activa del 70%. Este material de partida puede usarse para
preparar componentes granulares de acuerdo con la invención, del
modo siguiente.
La pasta se mezcla con el material transportador
de sílice o silicato y cualquier zeolita a incorporar, en un
mezclador de alto esfuerzo de cizalla. Deseablemente, la cantidad de
pasta de sulfato de alquiléter usada no es superior al 95% de la
capacidad portadora de líquido del transportador de sílice o
silicato. Esta primera etapa produce como producto intermedio un
polvo seco muy fino.
Tras un breve periodo de mezclado se introduce
una solución estructurante y la mezcla se granula. Los tiempos de
granulación pueden variar típicamente de 10 segundos a 5
minutos.
Entre los ejemplos de mezcladores de alto
esfuerzo de cizalla se incluyen el granulador Eirich RV02 (de alto
esfuerzo de cizalla) y el mezclador Lödige Ploughshare (esfuerzo de
cizalla moderado). Si se desea se pueden usar diferentes
mezcladores para las dos etapas (alto esfuerzo de cizalla seguido
por moderado esfuerzo de cizalla, o viceversa).
El granulado resultante puede secarse
posteriormente.
Preferentemente, el secado se efectúa usando un
procedimiento de convección, por ejemplo, un lecho fluidizado. Sin
querer estar limitado por la teoría, se cree que durante la etapa de
secado el estructurante forma una costra (recubrimiento incompleto)
que proporciona la resistencia del gránulo, ayuda a prevenir la fuga
de líquido de los gránulos y actúa como barrera para mantener fuera
la humedad. Esta última función es especialmente beneficiosa para
los sulfatos de alquiléter que son muy higroscópicos.
Durante la etapa de secado, como en las etapas
anteriores, es importante cuidar que la temperatura del gránulo no
supere los 70ºC, aunque la temperatura de secado puede ser superior,
especialmente en las primeras etapas del secado en las que funciona
el enfriamiento evaporativo para mantener la temperatura del gránulo
a la temperatura de bulbo húmedo. Cuando se ha extraído la mayor
parte del agua se ha de tener precaución para que la temperatura no
aumenta lo suficiente como para producir una descomposición
significativa.
Como se ha indicado previamente, el componente
detergente granular de acuerdo con el procedimiento de la invención
se puede usar mezclado con al menos uno, y preferentemente al menos
dos, componentes granulares distintos que comprenden tensioactivo
y/o estructurador, seleccionados de la lista siguiente:
(b1) un polvo de base detergente compuesto por
partículas estructuradas que comprenden tensioactivo aniónico,
estructurador, opcionalmente tensioactivo no iónico y opcionalmente
otros ingredientes detergentes,
(b2) un gránulo estructurador, y
(b3) un gránulo que contiene al menos un 40% p,
ventajosamente al menos un 60% p, de sulfonato de alquilbenceno y/o
sulfato de alcohol primario,
(b4) un gránulo que contiene al menos un 20% p,
ventajosamente al menos un 55% p, de tensioactivo no iónico.
Preferentemente, la composición detergente
contiene de 2 a 50% p del componente granular que contiene el
tensioactivo termosensible y de 50 a 98% p de uno o más componentes
granulares distintos (b1-b4).
Los componentes granulares de la invención se
pueden mezclar con polvos base convencionales que contienen
tensioactivo con el fin de incrementar el contenido en tensioactivo
de la composición global.
Como alternativa, los componentes se pueden usar
junto con otros componentes granulares distintos en los que los
tensioactivos y los estructuradores se separan. Por ejemplo, la
composición final puede contener, así como el componente granular
de la invención, un gránulo que contenga una elevada carga de
sulfonato de alquilbenceno o sulfato de alcohol primario, un
gránulo que contenga una carga elevada de tensioactivo no iónico, y
un gránulo estructurador.
Entre estos dos extremos de un polvo
"convencional" y un polvo "modular" también se pueden
idear varias composiciones de compromiso.
Composiciones "modulares" preferidas
contienen al menos tres gránulos diferentes que comprenden
tensioactivo y/o estructurador.
Los polvos base y los gránulos estructuradores
pueden fabricarse mediante cualquier procedimiento adecuado. Por
ejemplo, pueden producirse mediante secado por pulverización, secado
por pulverización seguido por densificación en un
mezclador/densificador de alta velocidad discontinuo o continuo, o
mediante una vía completamente sin torre que comprende la
granulación de los componentes en un mezclador/densificador,
preferentemente en un mezclador/densificador de bajo esfuerzo de
cizalla tal como un granulador de bandeja o mezclador de lecho
fluidizado.
Gránulos de densidad aparente elevada que
contienen niveles elevados (al menos del 60% p) de sulfonato de
alquilbenceno o sulfato de alcohol primario pueden prepararse
mediante el procedimiento de secado ultra-rápido
mencionado anteriormente y descrito en los documentos WO 96/06916A,
WO 96/06917A, WO 97/32002A y WO 97 32005A (Unilever).
Gránulos de menor densidad aparente que
contienen al menos un 40% p de sulfonato de alquilbenceno se
describen y reivindican en nuestra solicitud de patente
internacional pendiente de tramitación de igual fecha que reivindica
la prioridad de la solicitud de patente británica nº 98 25563.1
presentada el 20 de noviembre de 1998.
Los gránulos que contienen niveles elevados (al
menos un 15% p) de tensioactivo no iónico pueden ser tal y como se
describe en el documento WO 98 54281A (Unilever) publicada el 3 de
diciembre de 1998. Estos gránulos emplean un portador de sílice o
silicato. Como alternativa se pueden usar los gránulos que contienen
al menos el 20% p de tensioactivo no iónico y que usan un material
portador hidrosoluble de disolución rápida, tal y como se describe
y reivindica en nuestra solicitud de patente internacional pendiente
de tramitación de igual fecha que reivindica prioridad de la
solicitud de patente británica nº 98 25560.7 presentada el 20 de
noviembre de 1998.
Los componentes granulares producidos por
separado pueden mezclarse en seco en cualquier aparato adecuado.
Otros ingredientes (por ejemplo lejía, perfume)
pueden posteriormente rociarse o mezclarse con (posdosificación) la
mezcla de componentes granulares. Preferentemente, la totalidad de
los componentes granulares especificados proporciona al menos el
40% en peso, preferentemente al menos el 50% en peso de la
composición final, estando constituido menos del 60% restante,
preferentemente menos del 50% en peso, si está presente, por
ingredientes posdosificados o pulverizados.
Más adelante se tratarán los ingredientes
adecuados que se pueden añadir posdosificación a la mezcla de
componentes granulares.
Los componentes granulares individuales puede
ser de cualquier densidad aparente adecuada.
La composición detergente terminada, contenga o
no un polvo de base o un número de gránulos diferentes, contendrá
ingredientes de detergente del siguiente modo.
Como se ha indicado previamente, las
composiciones de detergente contendrán, como ingredientes
esenciales, uno o más compuestos activos de detergente
(tensioactivos) que pueden escogerse de compuestos activos
detergentes aniónicos, catiónicos, no iónicos, anfotéricos y
zwiterónicos de jabón y que no son de jabón, y mezclas de los
mismos.
Se disponen de muchos compuestos activos
detergentes adecuados y están completamente descritos en la
bibliografía, por ejemplo en "Surface-Active
Agents and Detergents", Volúmenes I y II, de Schwartz, Perry y
Bertch.
Los compuestos activos detergentes preferidos
que se pueden usar son jabones y compuestos aniónicos y no iónicos
no jabonosos sintéticos.
Los tensioactivos aniónicos son bien conocidos
para los expertos en la técnica. Entre los ejemplos se incluyen
sulfonatos de alquilbenceno, particularmente sulfonatos de
alquilbenceno que poseen una cadena alquilo de longitud
C_{8}-C_{15}; sulfatos de alquilo primarios y
secundarios, particularmente sulfatos de alquilo primario
C_{8}-C_{15}; sulfatos de alquiléter; sulfonatos
de olefina; sulfonatos de alquilxileno; sulfosuccinatos de
dialquilo; y sulfonatos de ésteres de ácidos grasos. Generalmente se
prefieren las sales de sodio.
Entre los tensioactivos no iónicos que pueden
usarse se incluyen los etoxilatos de alcohol primario y secundario,
especialmente los alcoholes alifáticos
C_{8}-C_{20} etoxilados con una media de 1 a 20
moles de óxido de etileno por mol de alcohol, y más especialmente
los alcoholes alifáticos primarios y secundarios de
C_{10}-C_{15} etoxilados con una media de 1 a
10 moles de óxido de etileno por mol de alcohol. Entre los
tensioactivos no iónicos no etoxilados se incluyen
alquilpoliglicósidos, monoéteres de glicerol y polihidroxiamidas
(glucamida).
Entre los tensioactivos catiónicos que se pueden
usar se incluyen sales de amonio cuaternario de la fórmula general
R_{1}R_{2}R_{3}R_{4}N^{+}X^{-}, en la que los grupos R
son cadenas de hidrocarbilo largas o cortas, normalmente alquilo,
hidroxialquilo o grupos alquilo etoxilados, y X es un catión
solubilizante (por ejemplo, compuestos en los que R_{1} es un
grupo alquilo C_{8}-C_{22}, preferentemente un
grupo alquilo C_{8}-C_{10} o
C_{12}-C_{14}, R_{2} es un grupo metilo y
R_{3} y R_{4}, que pueden ser iguales o diferentes, son grupos
metilo o hidroxietilo); y ésteres catiónicos (por ejemplo, ésteres
de colina).
También puedes estar presentes tensioactivos
anfotéricos, por ejemplo óxidos de amina, y tensioactivos
zwiterónicos, por ejemplo betaínas.
Preferentemente, la cantidad de tensioactivo
aniónico está en el intervalo de 5 a 50% en peso de la composición
total. Más preferentemente, la cantidad de tensioactivo aniónico
está en el intervalo de 8 a 35% en peso.
El tensioactivo no iónico, si está presente, se
usa preferentemente en una cantidad dentro del intervalo de 1 a 20%
en peso.
La cantidad total de tensioactivo presente se
encuentra, preferentemente, dentro del intervalo de 5 a 60% en
peso.
La cantidad total de sulfato de alquiléter u
otro tensioactivo termosensible presente puede variar de forma
adecuada de 1 a 20%, preferentemente de 1,5 a 15% p y, más
preferentemente, de 2 a 10% p.
Las composiciones pueden contener de forma
adecuada de 10 a 80%, preferentemente de 15 a 70% en peso, de
estructurador de detergencia. Preferentemente, la cantidad de
estructurador se encuentra en el intervalo de 15 a 50% en peso.
Las composiciones detergentes pueden contener
como estructurador un aluminosilicato cristalino, preferentemente
un aluminosilicato de metal alcalino, más preferentemente un
aluminosilicato de sodio (zeolita).
\newpage
La zeolita usada como estructurador puede ser la
zeolita A disponible comercialmente (zeolita 4A) ahora ampliamente
usada en polvos de detergente para lavado. Como alternativa, la
zeolita puede ser zeolita P de aluminio máxima (zeolita MAP) como
se describe y reivindica en el documento EP 384 070B (Unilever) y
disponible comercialmente como Doucil (marca comercial) A24 de
Crosfield Chemicals Ltd, Reino Unido. La zeolita MAP se define como
un aluminosilicato de metal alcalino de zeolita de tipo P que posee
una proporción entre silicio y aluminio no superior a 1,44,
preferentemente dentro del intervalo de 0,90 a 1,33, preferentemente
dentro del intervalo de 0,90 a 1,20.
Especialmente preferida es la zeolita MAP que
posee una proporción entre silicio y aluminio no superior a 1,07,
más preferentemente aproximadamente 1,00. El tamaño de partícula de
la zeolita no es crítico. Puede usarse zeolita A o zeolita MAP de
cualquier tamaño de partícula adecuado.
De acuerdo con la presente invención también se
prefieren estructuradores de fosfato, en especial tripolifosfato de
sodio. Este puede usarse en combinación con ortofosfato de sodio y/o
pirofosfato de sodio.
Otros estructuradores inorgánicos que pueden
estar presentes adicionalmente o como alternativa incluyen carbonato
sódico, silicato en capas, aluminosilicatos amorfos.
Entre otros estructuradores orgánicos que pueden
estar presentes se incluyen polímeros de policarboxilato tales como
poliacrilatos y copolímeros acrílicos/maleicos; poliaspartatos;
policarboxilatos monoméricos tales como citratos, gluconatos,
oxidisuccinatos, glicerol, mono, di y trisuccinatos,
carboximetiloxisuccinatos, carboximetiloximalonatos, dipicolinatos,
hidroxietiliminodiacetatos, alquil y alquenilmalonatos y succinatos;
y sales de ácidos grasos sulfonatados.
Se pueden usar estructuradores orgánicos en
cantidades menores como complementos de los estructuradores
inorgánicos tales como fosfatos y zeolitas.
Estructuradores orgánicos complementarios
especialmente preferidos son citratos, usados de forma adecuada en
cantidades de 5 a 30% p, preferentemente de 10 a 25% p; y polímeros
acrílicos, más especialmente copolímeros acrílicos/maleicos, usados
de forma adecuada en cantidades de 0,5 a 15% p, preferentemente de 1
a 10% p.
Los estructuradores, tanto inorgánicos como
orgánicos, están presentes, preferentemente, en forma de sal de
metal alcalino, especialmente sal de sodio.
Los estructuradores normalmente están completa o
predominantemente incluidos en los componentes granulares, bien en
el polvo de base o en un gránulo estructurador distinto.
Las composiciones detergentes también pueden
contener de un modo adecuado un sistema de blanqueo. Se prefiere
que las composiciones de la invención contengan compuestos peroxi de
blanqueo capaces de dar peróxido de nitrógeno en solución acuosa,
por ejemplo peroxiácidos inorgánicos u orgánicos, y persales
inorgánicas tales como los perboratos de metal alcalino,
percarbonatos, perfosfatos, persilicatos y persulfatos. Los
ingredientes de blanqueo generalmente se
post-dosifican en forma de polvos.
El Compuesto de blanqueo peroxi, por ejemplo
percarbonato sódico, se encuentra adecuadamente presente en una
cantidad de 5 a 35% p, preferentemente de 10 a 25% p. El compuesto
peroxi de blanqueo, por ejemplo percarbonato sódico, se puede usar
junto con un activador del blanqueo (precursor de blanqueo) para
mejorar la acción blanqueante a temperaturas de lavado bajas. El
precursor de blanqueo está adecuadamente presente en una cantidad de
1 a 8% p, preferentemente de 2 a 5% p.
Los precursores de blanqueo preferidos son
precursores de ácido peroxicarboxílico, más especialmente
precursores de ácido peracético y precursores de ácido
peroxibenzoico; y precursores de ácido peroxicarbónico. Un precursor
de blanqueo especialmente preferido adecuado para usar en la
presente invención es
N,N,N',N'-tetracetiletilendiamina (TAED).
También puede estar presente un estabilizante de
blanqueo (secuestrante de metales pesados). Entre los estabilizantes
de blanqueo adecuados se incluyen tetraacetato de etilendiamina
(EDTA), disuccinato de etilendiamina (EDDS) y los aminopolifosfatos
tales como tetrametilenfosfonato de etilediamina (EDTMP) y
pentametilenfosfonato de dietilentriamina (DETPMP).
Las composiciones detergentes también pueden
contener una o más enzimas. Entre las enzimas adecuadas se incluyen
las proteasas, amilasas, celulasas, oxidasas, peroxidasas y lipasas
utilizables para la incorporación en composiciones detergentes.
Enzimas proteolíticas preferidas (proteasas) son
materiales proteicos catalíticamente activos que degradan o alteran
los tipos proteicos de manchas cuando están presentes como en
manchas de telas en una reacción de hidrólisis. Pueden ser de
cualquier origen adecuado, tal como origen vegetal, animal,
bacteriano o de levaduras.
Se dispone de enzimas proteolíticas o proteasas
de varias calidades y orígenes y que poseen actividad en varios
intervalos de pH o de 4-12. Son adecuadas las
proteasas de punto isoeléctrico tanto alto como bajo.
Otras enzimas que pueden estar presentes
adecuadamente se incluyen lipasas, amilasas y celulasas, incluyendo
celulasas de alta actividad (tal como "Carezyme").
Enzimas para detergencia se emplean con
frecuencia en forma granular en cantidades de aproximadamente 0,1 a
aproximadamente 3,0% p. No obstante, se puede usar cualquier forma
física adecuada de la enzima.
También pueden estar presentes agentes
antiredeposición, por ejemplo ésteres y éteres de celulosa, por
ejemplo carboximetilcelulosa de sodio.
Las composiciones también pueden contener
polímeros liberadores de suciedad, por ejemplo polímeros PET/POET
sulfonados y no sulfonados, tanto con extremos protegidos como no
protegidos, y copolímeros de injerto de polietileno alcohol
glicólico/polivinílico tales como Sokalan (marca comercial) HP22.
Polímeros liberadores de suciedad especialmente preferidos son los
poliésteres sulfonados de extremos no protegidos descritos y
reivindicados en el documento 95 32997A (Rhodia Chimie).
Las composiciones pueden también contener
polímeros de inhibición de transferencia de colorante, por ejemplo
pilvinil pirrolidona (PVP=, copolímeros de vinilpirrolidona tales
como PVP/PVI, poliamina-N-óxidos,
PVP-NO
etc.
etc.
Las composiciones pueden también contener metal
alcalino, preferentemente carbonato de sodio, con el fin de
incrementar la detergencia y facilitar el procesamiento. Carbonato
sódico pueden estar presentes adecuadamente en cantidades variables
de 1 a 60% p, preferentemente de 2 a 40% p. No obstante, las
composiciones que contienen poco o nada de carbonato sódico también
se encuentran dentro del alcance de la invención. El carbonato
sódico puede incluirse en componentes granulares, o posdosificarse,
o ambos.
La composición detergente puede contener
silicato de metal alcalino hidrosoluble, preferentemente silicato
de sodio que posee una proporción molar de SiO_{2}:Na_{2}O
dentro del intervalo de 1,6:1 a 4:1.
El silicato hidrosoluble puede estar presente en
una cantidad de 1 a 20% p, preferentemente de 3 a 15% p y más
preferentemente de 5 a 10% p, según el aluminosilicato (base
anhidra).
Otros materiales que pueden estar presentes en
composiciones detergentes incluyen
Fluorescentes; fotoblanqueantes; sales
inorgánicas tales como sulfato de sodio; agentes de control de
espuma o reforzadores de espuma según sea adecuado; colorantes;
motas coloreadas; perfumes y compuestos de acondicionamiento de
telas.
Entre los ingredientes que normalmente, aunque
no exclusivamente, se posdosifica, se pueden incluir ingredientes
de blanqueo, precursor de blanqueo, catalizador de blanqueo,
estabilizante de blanqueo, fotoblanqueantes, carbonato de metal
alcalino, silicato de metal alcalino cristalino o amorfo, silicatos
en capas, agentes anti-redeposición, polímeros
liberadores de suciedad, inhibidores de transferencia de colorante,
fluorescentes, sales inorgánicas, agentes del control de espuma,
reforzadores de espuma, enzimas proteolíticas, lipolíticas,
amilíticas y celulíticas, colorantes, motas, perfume, compuestos de
acondicionamiento de telas y mezclas de los mismos.
La presente invención se ilustrará además
mediante los siguientes Ejemplos no limitantes.
Excepto cuando se indica lo contrario, todas las
cantidades se encuentran en partes o porcentajes en peso.
En los ejemplos siguientes se usarán los
siguientes procedimientos de análisis:
El índice de caudal dinámico o IFD se mide
mediante el siguiente procedimiento. El aparato usado consiste en
un tubo de vidrio cilíndrico que posee un diámetro interno de 35 mm
y una longitud de 600 mm. El tubo está tascado en una posición tal
que su eje longitudinal está vertical.
Su extremo inferior está terminado por medio de
un cono liso de cloruro de polivinilo que posee un ángulo interno
de 15º y un orificio de salida inferior de diámetro 22,5 mm. Un
primer sensor de haz se coloca 150 mm por encima de la salida y un
segundo sensor de haz se coloca 250 mm por encima del primer
sensor.
Para determinar el índice de caudal dinámico de
una muestra de polvo, el orificio de salida se cierra temporalmente,
por ejemplo cubriendo con una pieza de tarjeta, y el polvo se
vierte a través de un embudo en la parte superior del cilindro
hasta que el nivel de polvo es alrededor de 10 cm por encima del
sensor superior; un espaciador entre el embudo y el tubo garantiza
que el relleno es uniforme. A continuación la salida se abre y el
tiempo t (segundos) necesario para que el nivel de polvo descienda
desde el sensor superior al nivel inferior se mide
electrónicamente. Normalmente la medida se repite dos o tres veces y
se toma un valor medio. Si V es el volumen (ml) del tubo entre los
sensores superior e inferior, se proporciona el índice de caudal
dinámico IFD (ml/s) mediante la ecuación siguiente:
IFD=
V/t
El promedio y el cálculo se realizan
electrónicamente y se obtiene una lectura directa del valor de
IFD.
En 500 ml de agua contenida en una batidora de
1000 ml a una temperatura de 20ºC se dosifican 5 g del polvo en
investigación.
El agua se agita con un rodillo de agitación
magnético de 6 cm manteniendo un vórtex de 4 cm durante 2 minutos
tras los cuales la solución se vierte sobre un filtro con un tamaño
de malla de 125 \mum. El filtro con el residuo se seca a 80ºC en
una estufa durante una hora, tras lo cual se pesa la cantidad de
residuo. La cantidad de insolubles se calcula mediante:
Insolubles [%]=
\frac{Cantidad \ de \ residuo \ [g]}{Cantidad \ de \ polvo \
inicial \ [g]} x
100%
Una muestra de 1,25 g de los gránulos se
disuelve en 500 ml de agua con agitación y se registra la
conductividad de la solución como función del tiempo. La prueba
continúa hasta que la conductividad ha alcanzado un valor
constante. La medida para el índice de disolución es t_{90}, el
tiempo (en segundos) necesario para alcanzar el 90% del valor de
conductividad final.
Ejemplos 1 a 6, Ejemplo Comparativo
A1 a
A3
Se prepararon componentes detergentes granulares
que contienen los siguientes materiales portadores:
Se usaron los siguientes estructurantes (todas
soluciones acuosas):
Solución 30% de citrato sódico
Solución 50% ácido cítrico
Solución sulfato sódico 20%
Solución carbonato sódico 20%
Solución copolímero acrilato/maleato 40%
(Sokalan (marca comercial) CP5 ant. BASF).
Los productos granulares se prepararon mezclando
pasta de sulfato de alquiléter 70% (AES) (sulfato 3EO alquilo
C_{13}-C_{15}, Manro (marca comercial) BES70 DE
Manro) con portadores sólidos, durante 10 segundos, en un mezclador
de cocina Moulinette. Posteriormente se añadió solución
estructurante en la cantidad especificada y se llevó a cabo la
granulación durante 5-10 segundos.
Los productos granulares resultantes se secaron
en un lecho fluidizado Aeromatic Strea-1 durante 30
minutos. Los Ejemplos 1 a 8 se secaron a una temperatura del aire
de 70ºC, mientras que el Ejemplo Comparativo A se secó a una
temperatura del aire de 80ºC.
Formulaciones finales calculadas (% peso)
suponiendo que no se evapora agua:
Formulaciones finales calculadas (% peso)
suponiendo que se evapora toda el agua:
Propiedades medidas:
Todos los productos granulares resultantes eran
de flujo libre. El producto del Ejemplo Comparativo A se había
vuelto tras el secado, lo que indica que se había producido la
descomposición del AES.
Ejemplos 9 y 10, ejemplo
comparativo
B
Se prepararon productos granulares usando un
mezclador Eirich RV02 mezclando la pasta con 70% de AES usada en
ejemplos previos con un portador sólido durante 10 segundos.
Posteriormente se añadió la solución estructurante en la cantidad
especificada y se llevó a cabo la granulación durante
5-10 segundos. En el caso del Ejemplo comparativo B
no se añadió solución estructurante.
El portador usado fue Sorbosil
TC-15. Los estructurantes usados fueron los
siguientes:
Solución de glucosa 30%
Solución de ácido cítrico 50%.
Los productos granulares se secaron en un lecho
fluidizado Aeromatic Strea-1 durante 30 minutos
usando una temperatura ambiental de 70ºC, como en los Ejemplos
anteriores. Las composiciones y las propiedades fueron como se
muestra a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Formulación final calculada (peso%), suponiendo
que no se evapora agua:
\vskip1.000000\baselineskip
Formulación final calculada (peso %), suponiendo
se evapora todo el agua:
\newpage
Propiedades medidas:
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 11, Ejemplo Comparativo
C
Productos granulares se prepararon a mayor
escala usando un mezclador Lödige ploughshare de 50 litros.
Se mezcló pasta AES 70% con portador sólido
(Sorbosil TC15 DE Crosfield) durante aproximadamente 1 minuto.
Posteriormente, se añadió una solución estructurante en 5 segundos
en la cantidad especificada, seguido por granulación durante
aproximadamente 10 segundos (usando troceadores y arados).
Por ejemplo 11, el estructurante fue solución de
glucosa al 15%/alcohol polivinílico (glucosa:PVA= 20:1). En el caso
del Ejemplo Comparativo C no se añadió solución estructurante.
Muestras de los productos resultantes se secaron
en un lecho fluidizado Aeromatic Strea-1, durante 30
minutos, usando una temperatura ambiental de 70ºC.
Composiciones y propiedades fueron como se
muestra a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Formulación final calculada (peso %), suponiendo
que no se evapora agua:
\vskip1.000000\baselineskip
Formulación final calculada (peso %), suponiendo
que toda el agua se evapora:
\newpage
Propiedades medidas:
Ejemplos 12 a
17
Para preparar formulaciones completas que
contienen componentes detergentes granulares producidos de acuerdo
con la invención, se produjeron varios polvos de base y otros
componentes granulares, del siguiente modo.
Polvo de base F1: Base de fosfato secada
por pulverización
Se preparó una pasta mezclando agua, solución de
NaOH, ácido sulfónico de alquilbenceno lineal (ácido de LAS),
tripolifosfato sódico (STP), sulfato sódico y silicato de sodio
alcalino. La pasta se secó por pulverización en una torre de secado
por pulverización a una velocidad de 1100 kg/h usando una
temperatura del aire de salida de aproximadamente
115-120ºC. El polvo resultante se enfrió y
recolectó. El polvo F1 tenía la formulación siguiente:
Polvo de base F2: Base de
fosfato sin
torre
Este polvo se preparó dosificando STO, carbonato
sódico y ácido LAS en un granulador Fukae FS30. Los sólidos se
pre-mezclaron, tras lo cual se añadió el ácido LAS y
el polvo se granuló usando una velocidad del propulsor de 100 rpm y
una velocidad de trituración de 3000 rpm hasta que se formaron
gránulos satisfactorios. Al final del proceso los gránulos se
colocaron en capas con zeolita 4A. La formulación siguiente se formó
mediante este procedimiento:
Gránulo B1 estructurador:
gránulo de fosfato secado por
pulverización
Esto se produjo mediante secado por
pulverización de una suspensión que contiene agua, STP, NaLAS y
silicato en una torre de secado por pulverización a una velocidad
de 1100 kg/h usando una temperatura del aire de salida de
aproximadamente 115-120ºC. El polvo resultante se
enfrió y recolectó. El gránulo estructurador B1 tenía la
formulación siguiente:
Gránulo estructurador B2:
Gránulo sin torre de
zeolita/citrato/polímero
Esto se produjo mediante la dosificación
continua de zeolita MAP (Doucil A24 DE Crosfield), citrato trisódico
granular y solución al 40% de copolímero de acrilato/maleato
(Sokalan CP5 ant. BASF) en un reciclador Lödige CB30. El CB30 se
puso en funcionamiento a 1500 rpm. El polvo de salida se pasó a un
Lödige KM300 ploughshare (120 rpm), donde se produjo la
densificación. El polvo resultante se secó en un lecho fluido. La
composición del gránulo estructurador resultante fue:
Gránulos de sulfonato de
alquilbenceno lineal (LAS)
A12
(Preparados mediante neutralización
sin torre in
situ)
Estos gránulos se produjeron en un
secador/granulador de VRV SpA, Italia. El ácido LAS se neutralizó
con carbonato sódico del siguiente modo. Se produjeron partículas
de sulfonato sódico de alquilbenceno lineal (NaLAS) mediante
neutralización del ácido LAS con carbonato sódico. Además también se
dosificaron zeolita 4A y zeolita MAP. Se usó una máquina secadora
Flash VRV de 2 m^{2} con tres secciones de camisas iguales. Los
puertos de dosificación para los líquidos y los sólidos se situaron
justo encima de la primera sección caliente, con puertos de
dosificación a mitad de la camisa disponibles en las dos últimas
secciones. La zeolita MAP también se añadió a través de este puerto
en la sección fina con fines de formación de capas. Un calentador de
aceite alimentado eléctricamente proporcionó calentamiento a las
primeras dos secciones de camisas. Para enfriar la camisa en la
sección final se usó agua de proceso ambiente a 15ºC. El flujo de
aire fresco a través del reactor se controló entre 10 y 50
m^{3}/kg h mediante la apertura de una circunvalación en el
ventilador de extracción de vapor de combustión. Todos los
experimentos se llevaron a cabo con el motor a toda velocidad, dando
una velocidad punta de aproximadamente 30 m/s. El carbonato sódico,
la zeolita 4A y el ácido LAS se añadieron justo antes de la primera
sección caliente y la zeolita MAP para laminar se añadió a la
tercera sección, que estaba fría.
En las primeras dos secciones se usó una
temperatura de camisa de 145ºC, con un rendimiento estimado de los
componentes de 60-100 kg/h. Se alcanzó un grado de
neutralización de sulfonato de alquilbenceno >95%. Los gránulos
tenían la siguiente composición:
Gránulo tensioactivo no iónico
N1: tensioactivo no iónico en portador poroso insoluble
(sílice)
Estos gránulos se produjeron usando un
reciclador Lödige CB30, seguido por un lecho fluido Miro y un tamiz
Mogensen. El Lödige CB30 se puso en funcionamiento a 1500 rpm.
Durante el procedimiento se usó agua para enfriar la camisa CB30.
El flujo de aire en el lecho fluido Niro fue
900-1000 m^{3}/h. El flujo total del polvo que
sale del procedimiento era del orden de 600 kg/h.
Se dosificó continuamente Sorbosil TC15 en el
CB30, en el que también se dosificó un tensioactivo no iónico
(alcohol C_{12-15} con un grado medio de
etoxilación de 7, Synperonic A7 ant. ICI) a través de conductos de
dosificación. Al mismo tiempo se dosificó una solución de glucosa al
40%. Este conjunto de materiales sólidos y líquidos se mezcló y
granuló en el CB30, tras lo cual el polvo resultante se introdujo en
el lecho fluido y se trató con aire que tenía una temperatura de
80-120ºC. Las partículas finas se filtraron de la
corriente de aire con un ciclón y bolsas de filtro. Las partículas
gruesas (> 1400 \mum) se separaron del producto mediante el
tamiz Mogensen.
Los gránulos resultantes tenían las
formulaciones y las propiedades mostradas en la siguiente tabla.
\vskip1.000000\baselineskip
Gránulo tensioactivo no iónico N2:
tensioactivo no iónico en portador hidrosoluble (sesquicarbonato de
sodio)
Estos gránulos se produjeron del siguiente modo.
En un mezclador ploughshare Lödige de 50 litros se dosificaron los
ingredientes siguientes en las proporciones siguientes (% en
peso):
El carbonato sódico y el ácido cítrico se
mezclaron juntos, tras lo cual se añadió el tensioactivo no iónico.
Una vez que el tensioactivo no iónico se hubo distribuido bien se
añadió agua, seguido por aproximadamente 5 minutos de
granulación.
Durante el procedimiento se observó un
considerable incremento de temperatura. El polvo resultante se
enfrió.
Las siguientes formulaciones completas (polvos
detergentes para lavado) se produjeron usando el auxiliar AES del
Ejemplo 9 (denominado en el presente documento E1), los gránulos y
polvos descritos anteriormente, y demás materiales posdosificados,
como se ha indicado.
El contenido total de AES de cada formulación
fue el siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (7)
1. Un procedimiento para la preparación de un
componente detergente granular que comprende
(a1) al menos un 30% p de un tensioactivo
detergente termosensible aniónico, catiónico, anfotérico o
zwiterónico,
(a2) del 15 al 50% p o de un material portador
insoluble en agua que comprende una sílice o silicato que posee una
capacidad de absorción de aceite de al menos 1,0 ml/g,
(a3) del 2 al 15% en peso de un estructurante
que es un material hidrosoluble capaz de secarse de la solución
acuosa para formar una película cristalina y/o amorfa,
seleccionándose el estructurante del grupo que comprende: azúcares,
silicatos de metal alcalino, ácidos orgánicos sólidos hidrosolubles
y sus sales hidrosolubles, sales hidrosolubles de metal alcalino y
combinaciones de los mismos,
que se caracteriza porque el
procedimiento comprende:
(i) mezclar el tensioactivo termosensible en
forma de pasta acuosa y el material portador de sílice o silicato
en un mezclador de alto o moderado esfuerzo de cizalla, a
continuación
(ii) introducir el estructurante en forma de
solución en el mezclador y granular en un mezclador de alto o
moderado esfuerzo de cizalla, a continuación
(iii) secar el producto granular resultante
mediante un procedimiento convectivo, preferentemente un lecho
fluidizado,
en el que la temperatura del gránulo no supera
los 70ºC durante la etapa de secado, o en etapas anteriores.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
que se caracteriza porque el componente detergente granular
comprende del 30 al 75% p, preferentemente del 40 al 75% p, del
tensioactivo termosensible.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, que se caracteriza porque el
tensioactivo termosensible comprende sulfato de alquiléter.
4. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que se caracteriza porque el
material portador de sílice o silicato se selecciona de sílices,
silicato de magnesio, silicato de calcio y aluminosilicatos amorfos
de metal alcalino.
5. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que se caracteriza porque el
material portador de sílice o silicato posee una capacidad de
absorción de aceite de al menos 1,5 g/l, preferentemente de al
menos 2,0 g/l.
6. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que se caracteriza porque el
componente detergente granular comprende del 2 al 20% p de
aluminosilicato de metal alcalino, estando mezclado el
aluminosilicato con el tensioactivo termosensible en forma de pasta
acuosa y el material portador de sílice o silicato en la etapa
(i).
7. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que se caracteriza porque el
estructurante (a3) se selecciona de ácido cítrico, citrato sódico,
sulfato sódico, carbonato sódico, glucosa y combinaciones de los
mismos.
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