BRPI0707542A2

BRPI0707542A2 - composições de limpeza de roupas com agentes de melhoria lìquidos encapsulados

Info

Publication number: BRPI0707542A2
Application number: BRPI0707542-1A
Authority: BR
Inventors: Parmiladevie Marianne Balgobind-Narain; Sander Bas Kluit
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2011-05-03
Also published as: BRPI0707542B1; ATE455165T1; EP1984486B1; DE602007004306D1; ES2339718T3; ZA200806805B; CN101384693A; CN101384693B; WO2007112891A1; US20110190191A1; EP1984486A1

Abstract

COMPOSIçõES DE LIMPEZA DE ROUPAS COM AGENTES DE MELHORIA LìQUIDOS ENCAPSULADOS A presente invenção se refere a um processo para fabricação de grânulos agregados compreendendo encapsulados de agentes de melhoria líquidos ancorados a partículas detergentes caracterizado por compreender as etapas de: a) prover uma composição de limpeza de roupas em pó e/ou granulada compreendendo partículas detergentes selecionadas dentre surfactantes, amaciantes de roupas e/ou builder detergente; b) preparar uma lama compreendendo água, materiais solúveis opcionais e encapsulados de um agente de melhoria liquido; c) atomizar a lama preparada no passo b) na composição de limpeza de roupas em pó fornecida no passo a) usando uma alta taxa de atomização para criar gotas maiores que 70 microns formando grânulos agregados tendo os encapsulados de um agente de melhoria líquido ancorado às partículas detergentes, e também a uma composição detergente particulada incluindo os grânulos obtidos por tal processo e ao uso de tais composições em processos de lavagem de roupas.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção

"Composições de limpeza de roupas com agentes de melhoriaLíquidos Encapsulados"

Campo da Invenção

A presente invenção descreve um processo para formar grânulos queliberam um agente de melhoria de limpeza de roupas, líquido e encapsuladopara a limpeza de roupas, ela também descreve os grânulos obtidos por esseprocesso, a composições de limpeza de roupas incluindo tais grânulos e aouso de tais composições.

Antecedentes da Invenção

A liberação de agentes de melhoria líquidos protegidos sob a forma deencapsulados ou microcápsulas em soluções de limpeza já é bem conhecida.

Perfumes encapsulados são alguns desses agentes de melhoria. Processospara a incorporação de perfumes encapsulados em composições detergentesincluem: granulação de alto cisalhamento, granulação de baixo cisalhamento,secagem por atomização (spray drying), resfriamento por atomização,aglomeração, extrusão, disco giratório, e deposição em camadas. Exceto peladeposição em camadas, esses processos inicialmente produzem umapartícula ou grânulo contendo um alto nível de agente de melhoriaencapsulado. A partícula ou grânulo é então introduzida na composição delimpeza de roupas. No entanto, especialmente no caso do agente de melhoriaser liberado de um encapsulado rompível mecanicamente, observou-se queos processos de produção e incorporação levam ao rompimento prematuro doencapsulado e conseqüente perda do agente de melhoria para a solução delimpeza. Tal fato é indesejável se o agente de melhoria supostamente deveser depositado sobre o tecido na sua forma encapsulada; isto é, paraliberação do perfume quando da posterior utilização da vestimenta. (Ex. porstress mecânico, frações granulométricas, secagem). De forma a evitar taisperdas indesejáveis do agente de melhoria, processos alternativos forampropostos. Embora sejam um melhoramento, eles proporcionam, na prática,resultados ainda inaceitáveis como altos níveis de perdas e/ou baixas taxasde produção.

Um exemplo de um processo alternativo é o processo de deposição emcamadas descrito em WO 2005/059083. Um detergente em pó é alimentado aum tambor e em seguida atomizado com uma lama de cápsulas de perfumeem doses de 1 parte de lama para 100 partes de pó e uma concentração de50% de encapsulados de perfume na lama. A velocidade de atomização ébaixa e leva 15 minutos para a aplicação dessa quantidade de lama. Devido aessa baixa velocidade de adição e à exposição prolongada do pó emmovimento constante, o perfume é disposto em camadas na superfície do pó.Infelizmente, os mesmos parâmetros do processo podem, por si só, contribuirpara a perda de perfume. Sendo tais perdas devidas ao longo tempo que aadição prematura impacta sobre o processo de mistura. Além disso, a finacamada de encapsulados de perfumes é vulnerável a perdas adicionais peloatrito na secagem, empacotamento e transporte e/ou armazenamento. Logo,quando o pó for utilizado, a quantidade de perfume perdida dos encapsulados,e portanto liberada na solução de limpeza na forma desprotegida, pode serdemasiadamente alta.

O WO 2005/097962 descreve um processo de granulação de baixocisalhamento, e em seu exemplo uma lama de cápsula de melamina foimisturada com uma mistura de açúcar e zeólita. Após a secagem formou-seum pó fluido. Um granulador de leito fluidizado é sugerido como umaalternativa para o misturador usado.

Descrição Detalhada da Invenção

A presente invenção provê um processo para a incorporação deencapsulados de agentes de melhoria líquidos em um grânulo protetor, ogrânulo protetor composto sendo referido ao longo do texto como grânuloagregado. O agente de melhoria preferido é perfume e o encapsuladopreferido é uma microcápsula compreendendo uma casca externa deformaldeído de melamina. Tal processo permite a fabricação 'in-line' ou in situde um grânulo durante a mistura da mistura detergente. O processo inventivopossui a vantagem de prover uma rota simples, rápida e barata para afabricação de grânulos.

O processo consiste na atomização de grandes gotas de umadispersão contendo encapsulados ou microcapsulas na mistura detergentedurante a homogeneização. A água presente na dispersão é suficientementeabsorvida pelo pó presente, levando a agregação de encapsulados oumicrocapsulas aderidas ao pó. Para os mesmos agentes de melhoria líquidosencapsulados em melamina, os grânulos formados por esse processo liberamquantidades similares quando comparados com os grânulos produzidos pelagranulação em leito fluidizado, como sugerido no WO 2005/097962. Daí seconclui que a grande maioria dos encapsulados sobrevivem intactos durante alavagem e estão disponíveis para deposição no tecido como encapsulados.

De forma a aumentar a estabilidade de armazenamento ainda mais,materiais higroscópicos, como zeólitas, podem ser adicionados à dispersão oulama dos encapsulados.

As vantagens de um grânulo produzido de acordo com o processodescrito na presente invenção sobre um grânulo produzido utilizando umprocesso do estado da técnica, como por exemplo o processo de deposiçãoem camadas, é que a perda do agente de melhoria do encapsulado durante aprodução é mínima e nenhuma etapa de secagem adicional é necessária.Uma etapa de secagem pode causar a difusão de componentes do perfume

para fora da mcirocápsula.

De acordo com a presente invenção, um processo para a fabricação degrânulos agregados compreendendo encapsulados de agentes de melhorialíquidos ancorados a partículas detergentes compreendem as etapas de:

a) prover uma composição de limpeza de roupas em pó e/ou granuladacompreendendo partículas detergentes selecionadas dentre surfactantes,amaciantes de roupas e/ou builder detergente;

b) preparar uma lama compreendendo água, materiais solúveisopcionais e encapsulados de um agente de melhoria líquido;c) atomizar a lama preparada no passo b) na composição de limpezade roupas em pó fornecida no passo a) usando uma alta taxa de atomizaçãopara criar gotas maiores que 70 microns formando grânulos agregados tendoos encapsulados de um agente de melhoria líquido ancorado às partículasdetergentes.

O agente de melhoria líquido é perfume e os grânulos portanto,compreendem preferencialmente encapsulados de perfumes oumicrocápsulas de perfumes, especialmente em níveis superiores a 1% empeso. Preferencialmente mais de 3%, mais preferencialmente de 10% a 60%em peso do grânulo consiste em microcápsulas de perfume. A lama produzidano passo b) pode ainda compreender uma tinta ou pigmento colorido.

A etapa de atomização c) se realiza, de forma vantajosa, em ummisturador de baixo ou médio cisalhamento, ou seja, um misturador possuindoum valor Froude menor que 1 e uma razão Frcarga de pó menor que 0,01 por Kg.

A composição de lavagem de roupa pode ser um produto para limpezae/ou condicionamento da roupa. As partículas detergentes podemcompreender materiais amaciantes. Logo, as partículas detergentes podemser selecionadas dentre surfactantes, materiais amaciantes e/ou builderdetergente.

A invenção também compreende composições particuladas dedetergente, contendo uma pluralidade de grânulos agregados possuindoencapsulados de agentes de melhoria líquidos ancorados à partícula dedetergente, obtidos pelo processo descrito na presente invenção, ecaracterizado pelo percentual de agente de melhoria associado com umafração granulométrica da composição de 1000 a 1400 μηι ser maior que 10%do total de agente de melhoria associado com uma fração granulométrica dacomposição de 0 a 1400 μΐη.

O agente de melhoria é preferencialmente perfume. A presenteinvenção também compreende o uso de tais composições detergentes delimpeza de roupas particuladas na limpeza e condicionamento de tecidos emum processo de lavagem, por exemplo o uso de tal detergente de limpeza deroupas em um processo de lavagem de roupas em uma concentração de 1 a10g de composição detergente por litro de solução de limpeza,preferencialmente 6 a 8 g/L para condições de limpeza européias. Tal usoresulta em um nível de perda, na solução de limpeza, de no máximo 20% empeso baseado no conteúdo total de perfume presente no encapsulado deperfume.

O Processo

O processo da presente invenção é preferencialmente realizado em ummisturador mecânico, mais preferencialmente um equipamento com baixo oumoderado cisalhamento. Misturadores preferidos são misturadores de tambor,misturadores de concreto, misturadores de duplo cone e "misturadores depedais" Forberg®.

Um outro tipo de misturador com baixo cisalhamento que pode serusado é um do tipo de fluidização de gases. A lama pode ser atomizada acimae/ou no meio da névoa de material fluidizado.

O processo pode ser realizado tanto em batelada como continuamente,conforme desejado.

Pode-se utilizar o valor de Froude para realizar a distinção entremisturadores de baixo e moderado cisalhamento e misturadores de altocisalhamento. O valor Froude, Fr, é um valor adimensional que descrevediferentes regimes de fluxo e é uma razão de forcas inerciais e gravitacionais.Pode ser calculado através da seguinte fórmula:

Fr = r.co2 / g

onde:

ω é a velocidade rotacional, r o raio e g a constante gravitacional.

Quanto Fr = 1, há um fluxo crítico, quando Fr > 1 o fluxo é supercrítico(fluxo rápido), e quando Fr < 1, um fluxo subcrítico (fluxo lento/tranquilo) estápresente. Quando se traduz esses valores a uma corrente, então pode-sedizer que em fluxo crítico a celeridade eqüivale a velocidade do fluxo.Qualquer perturbação à superfície permanecerá estacionária. Em um fluxosubcrítico o fluxo é controlado por um ponto a jusante e a informação étransmitida a montante. Fluxos supercríticos são controlados a montante eperturbações são transmitidas a jusante.

Transpondo isso para um misturador de pó, pode-se dizer que quandoFr<1, o nível de cisalhamento diminui a medida que Fr = 0. Quando Fr>1, onível de cisalhamento aumenta. Isso pode ser visto nos exemplos dados: omisturador em tambor possui um Fr (e cisalhamento) bem menor que ummisturador de relha de charrua.

Não somente as dimensões do equipamento e velocidades rotacionaisinfluenciam o nível de stress ou cisalhamento em um misturador, mas tambémo tamanho da batelada possui papel importante. Essa influência pode serprevista pela razão do valor Froude pelo tamanho da batelada. Logo,enquanto valores Froude abaixo de 1 são geralmente desejáveis, a razão dovalor Froude para tamanho da batelada (Kg) deve preferencialmente sermenor que 0,01.

O processo consiste na atomização de gotas grandes de uma lama emum leito de pó. Noventa por cento dessas gotas precisam ter um tamanhodentro da faixa de 50μm a 1000μm, preferencialmente 70μm a 700μm e maispreferencialmente 100μm a 500μm, medido por difração de laser. As gotaspodem ser atomizadas usando tanto um bocal de fase única ou de fase dupla.Para o bocal de fase dupla, uma fase é um gás pressurizado e a segunda faseé a lama.

Assim que as gotas colidem com o leito de pó, o líquido em excesso nalama é absorvido pela umidade relativa baixa do pó detergente e do ar aoredor, formando uma gota estruturada. A gota continua a secar e forma umgrânulo agregado de microcápsula ancorado na(s) partícula(s) detergente(s).Pelo fato do grânulo agregado possuir diâmetro acima de 70 micron e pelofato de estar protegido pela ancoragem à partícula detergente, acredita-se queo atrito das microcápsulas é bastante reduzido. Todavia, as microcápsulaspodem ainda ser liberadas e dispersadas assim que o grânulo agregado édissolvido ou disperso, produzindo uma solução de limpeza oucondicionamento.

A Lama

O processo consiste da atomização de grandes gotas de lama sobreum leito de pó. Tipicamente, a lama compreende de 10% a 80% em peso deagente de melhoria líquido encapsulado (microcápsulas) e de 20% a 90% empeso de água. Opcionalmente, outros ingredientes podem ser incluídos nalama, por exemplo de 0 a 40% em peso de material polimérico, paraproporcionar deposição ou outras propriedades benéficas.

Encapsulados ou Microcápsulas

O agente de melhoria líquido preferencial é perfume. O perfume éencapsulado para formar uma microcápsula, que tem o objetivo de evitar queo perfume seja liberado na solução de limpeza. As microcápsulas podem serdo tipo que compreendem um núcleo de um material carreador impregnadocom perfume, onde o núcleo impregnado é revestido com um revestimentofriável.

Uma classe preferida de microcápsula compreende àquelas descritasno documento US 5,066,419, as quais compreendem um núcleo possuindocerca de 5% a cerca de 50% em peso de perfume disperso em cerca de 95%a cerca de 50% em peso de material carreador. Esse material carreador é uméster ou álcool graxo sólido e não-polimérico, ou mistura dos mesmos. Osésteres e os alcoóis possuem peso molecular de cerca de 100 a cerca de 500e um ponto de fusão de cerca de 37°C a cerca de 80°C. Os alcoóis ou ésteressão substancialmente insolúveis em água. Os núcleos compreendendo operfume e o material carreador são revestidos com um revestimentosubstancialmente insolúvel em água em sua superfície externa. Embora asmicrocápsulas descritas em US 5,066,419 possuem um tamanho médio departícula menor que cerca de 350 microns, preferencialmente menor que 150microns, para que não haja dúvida, no contexto da presente invenção, estaspartículas preferencialmente possuem um tamanho de partícula médio d4,3 decerca de 0,01 a 300 microns, mais preferencialmente de 1 a 100 microns.Microcápsulas similares são descritas em US 5,154,842 e as mesmas sãoigualmente adequadas.

As microcápsulas conforme a descrição de US 5,066,419 possuem umrevestimento friável o qual é preferencialmente um polímero aminoplasto.Mais preferencialmente, ele é o produto de reação de uma amina selecionadadentre uréia e melamina, ou mistura dos mesmos, e um aldeído selecionadodentre formaldeído, acetaldeído, glutaraldeído ou mistura dos mesmos.Preferencialmente o revestimento é de 1% a 30% em peso da partícula. Omaterial carreador compreende preferencialmente um álcool selecionadodentre alcoóis C14-C18 ou um éster compreendendo pelo menos 18 átomos decarbono. No entanto, microcápsulas de perfume de outros tipos são tambémadequadas para uso na presente invenção. Métodos para fabricação deoutros microencapsulados de perfume incluem precipitação e deposição depolímeros na interface tais como coacervados, conforme descrito em GB751600, US 3,341,466 e EP 385534, assim como outras formas depolimerização como condensação interfacial, conforme descrito em US3,577,515, US 2003,0125222, US 6,020,066 e WO 03/101606.

Outros Componentes da Lama

Outros materiais, tanto solúveis quanto insolúveis, podem ser incluídosna lama em adição às microcápsulas. Por exemplo sais e/ou outros materiaisinorgânicos como zeólitas podem ser incluídos. Assim que a água da lama éabsorvida pelo pó, o(s) sal(is) e/ou outros materiais possuindo a capacidadede absorver líquidos, formarão um grânulo também contendo o ingredientefuncional.

Materiais adequados para inclusão na lama podem prover a função debinder, auxiliares de aglomeração, estabilizantes e auxiliares de deposição.Exemplos de tais materiais são polímeros hidrossolúveis como polivinilpirrolidona, celulose hidrossolúvel; álcool polivinílico, copolímero de etileno eanidrido maleico, copolímero de éter metil vinílico e anidrido maleico, óxidosde polietileno, poliamidas e poliésteres hidrossolúveis, copolímeros ouhomopolímeros de ácido acrílico tais como ácido poliacrílico, copolímeros depoliestireno e ácido acrílico ou mistura de dois ou mais desses polímeros.

Exemplos de hidroxialquil e carboxialquil celuloses hidrossolúveisincluem hidroxietil e carboxietil celulose, hidroximetil e carboximetil celulose,hidroxipropil e carboxipropil celulose, hidroxipropil metil carboxietil celulose,hidroxipropil carboxipropil celulose, hidroxibutil carboximetil celulose esimilares. Adequados também são os sais de metais alcalinos dessascarboxialquil celuloses, particularmente e preferencialmente os derivados desódio e potássio.

Exemplos de polímeros hidrossolúveis naturais e modificados incluemamido, gomas e gelatina. Gomas hidrolisadas adequadas incluem gomasarábica, larix, tragacanta, locusta, guar, alginatos, carragenanas e celulose.

Exemplos de materiais sólidos inertes não solúveis em águaadequados incluem silicato de magnésio, silicato de cálcio, silicato de titânio ebário, hidróxido de magnésio, sulfato de bário, sílica, aluminosilicatos comozeólitas e minerais como argila ou carbonato de cálcio, citrato de sódio,fosfato de sódio, sulfato de sódio, acetato de sódio e sulfato de magnésio, emistura dos mesmos.

Preferencialmente, a lama contém até 50% em peso, preferencialmentede 0,01 % a 40% em peso de tais materiais além das microcápsulas.

EXEMPLOS

Nos exemplos, o agente de melhoria líquido microencapsuladoescolhido é perfume em um revestimento de melamina formaldeído. Opercentual de perfume perdido é medido em relação a uma composição com amesma quantidade de perfume adicionado diretamente a uma solução delimpeza. A composição teste e a referência são adicionadas, cada uma delas,a uma solução de limpeza a uma temperatura de cerca de 40°C. O perfumeliberado na solução de limpeza em cada caso é analisado através deamostragem do volume de ar próximo á superfície do líquido e a quantidadede perfume liberado das microcapsulas é então comparada com o perfume dereferência desprotegido. Isto é alcançado por técnicas de cromatografiagasosa SPME (Micro Extração em Fase Sólida)/espectrometria de massasconhecidas do estado da técnica. Se não houver perfume liberado à solução,então o percentual perdido é 0%. Por outro lado, se a mesma quantidade éliberada como se fosse o caso do perfume desprotegido, então o percentualperdido é 100%.

Exemplos 1 a 5

Um misturador em tambor é alimentado com detergente em pó paralimpeza pesada compreendendo zeólita sobre o qual uma lama contendo 50%em peso de cápsulas de perfume em água conforme descrito anteriormente éatomizada durante 2 minutos utilizando um bocal plano SUN23 (SprayingSystem Co.) O tamanho da gota do spray é regulado pelo fluxo da lama efluxo do ar atomizador. A eficiência do processo é determinada através damedição do perfume que escapou de cápsulas rompidas. Este exemplomostra o efeito de um spray muito fino sobre a estabilidade mecânica dascápsulas. Os parâmetros do processo e resultados estão detalhados naTabela 1. Exemplos 1* e 3* são comparativos e exemplos 2, 4 e 5 são deacordo com a presente invenção.

Tabela 1

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Exemplos 6 e 7 - Distribuição de Tamanho de Partícula e Localizaçãodos Encapsulados

Para demonstrar que o produto de acordo com o processo da presenteinvenção é diferente do produto disposto em camadas do. estado da técnica foicriado um experimento. Em teoria, um processo de deposição em camadasfornece uma camada substancialmente uniforme de encapsulados de perfumesobre partículas de detergente sem levar em conta o seu tamanho. Istoacarreta em uma quantidade desproporcional do total de encapsulados deperfume em partículas menores (devido a elas possuírem uma razãosuperfície:peso maior que as partículas maiores). Por outro lado, o processoda presente invenção assegura que o agente de melhoria (nesse caso ascápsulas de perfume) esteja presente, predominantemente, agregado àspartículas maiores. Isto é confirmado quando o nível total de perfume dasfrações granulométricas da mistura detergente são analisadas.

Os dados na Tabela 2 mostram que o Exemplo 7 (o qual é a análise doexemplo 2 de acordo com a presente invenção) possui >50% dosencapsulados de perfume na fração do pó com tamanho de partícula >500μηπ.Além disso, >10% do perfume total analisado presente nas frações acima de1400μm está associado partículas >1000μηη. Essa análise contrastafortemente com a distribuição do exemplo comparativo 6*, que são as fraçõesgranulométricas do produto do exemplo 2*. O técnico no assunto é capaz,sem dificuldades, de criar um método capaz de extrair o perfume da fraçãogranulométrica e de medi-lo.

Além disso, como o aspecto crítico é um percentual, o mesmo deve serindependente do método exato usado para a análise de perfume. Para talexperimento, analisamos o perfume por técnicas de HPLC após liberação doperfume por um processo intensivo de moagem mecânica.Tabela 2

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Claims

1. Um processo para fabricação de grânulos agregados compreendendoencapsulados de agentes de melhoria líquidos ancorados a partículasdetergentes caracterizado por compreender as etapas de:a) prover uma composição de limpeza de roupas em pó e/ou granuladacompreendendo partículas detergentes selecionadas dentre surfactantes,amaciantes de roupas e/ou builder detergente;b) preparar uma lama compreendendo água, materiais solúveisopcionais e encapsulados de um agente de melhoria líquido;c) atomizar a lama preparada no passo b) na composição de limpeza deroupas em pó fornecida no passo a) usando uma alta taxa de atomização paracriar gotas maiores que 70 microns formando grânulos agregados tendo osencapsulados de um agente de melhoria líquido ancorado às partículasdetergentes.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo agentede melhoria líquido ser perfume e pelos grânulos agregados formados na etapac) compreenderem encapsulados ou microcápsulas de perfume em níveismaiores que 1% em peso, de preferência maior que 3%, maispreferencialmente de 10% a 60% em peso do grânulo.

3. Processo, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelalama produzida na etapa b) compreender também uma tinta ou pigmentocolorido.

4. Processo, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores,caracterizado pela atomização da etapa c) ocorrer em misturador de baixo oumédio cisalhamento, possuindo um valor Froude menor que 1 e uma razãoFrcarga de pó menor que 0,01 por Kg.

5. Uma composição particulada de detergente para roupas incluindouma pluralidade de grânulos agregados encapsulados de um agente demelhoria líquido, ancorados às partículas detergentes, obtidas pelo processodescrito em quaisquer das reivindicações 1 a 4, e caracterizado pelo percentualdo agente de melhoria associado com uma fração granulométrica de 1000 a-1400 μητι ser maior que 10% do total de agente de melhoria associado comuma fração granulométrica da composição de 0 a 1400 μηη.

6. Uma composição detergente para roupas, de acordo com areivindicação 5, caracterizada pelo agente de melhoria ser perfume.

7. Uma composição detergente para roupas, de/acordo com asreivindicações 5 ou 6, caracterizada por compreender um builder zeólita.

8. Uma composição detergente para roupas, de acordo com asreivindicações 6 ou 7, caracterizada por compreender mais de 50% do perfumeencapsulado está contido em grânulos agregados que não passarão por umamalha de 500 μηι.

9. Uso de uma composição detergente para roupas, de acordo com areivindicação 6, caracterizado por ser em um processo de lavagem de roupasem uma concentração de 1 a 10 g/L de solução de limpeza, preferencialmentede 6 a 8 g/L.

10. Uso, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelosencapsulados de perfume compreendendo os grânulos agregados possuemuma taxa de perda na solução de limpeza de no máximo 20% em pesobaseado no conteúdo de perfume total dos encapsulados de~perfume.