BRPI0808550A2

BRPI0808550A2 - Composição detergente sólida e processo para preparar a mesma

Info

Publication number: BRPI0808550A2
Application number: BRPI0808550-1A2A
Authority: BR
Inventors: Subir Kumar Das; Aravindakshan Perincheery; Amitava Pramanik
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2014-08-19
Also published as: EP1967512A3; WO2008107463A2; CN101627010A; EP2121588A2; WO2008107463A3; EP1967512A2

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção

“COMPOSIÇÃO DETERGENTE SÓLIDA E PROCESSO PARA PREPARAR A

MESMA”.

Campo da Técnica

A invenção refere-se a um processo inusitado e seletivo para a preparação de uma forma sólida de sal de magnésio de ácido alquil benzeno sulfônico linear em níveis de concentração alta e à composição detergente que possui níveis muito altos deste tensoativo ativo. A invenção refere-se mais 10 particularmente a um processo sem ser de torre para a preparação de uma composição detergente sólida que por um lado fornece toda a conveniência de processamento e as vantagens econômicas de processos com pó altamente ativo e por outro lado fornece todos os atributos vantajosos do produto possíveis atualmente com apenas o processo de secagem em torre, por 15 exemplo, altos níveis de tensoativo ativo e flexibilidade de formulação concomitante e densidade de massa relativamente baixa. A invenção refere-se ainda a uma composição detergente sólida que contém uma nova combinação seletiva de tensoativos e reforçadores de detergência. As composições e o processo para preparar as mesmas são adequados para a limpeza de tecido 20 ou de superfícies duras. É também possível utilizar o processo e o produto da invenção em aplicações de limpeza pessoal como limpeza da pele e dos cabelos.

Fundamento e Técnica Anterior

As composições para limpeza para aplicações de lavagem de tecidos ou 25 para a limpeza de superfícies duras possuem geralmente sabões ou tensoativos sintéticos como os ingredientes ativos. Embora os sabões tenham sido tradicionalmente utilizados para tais finalidades, ao longo das últimas várias décadas, a tendência tem sido utilizar formulações detergentes à base de tensoativos sintéticos para a lavagem de tecidos e para a limpeza de 30 superfícies duras. Os tensoativos sintéticos são produzidos partindo da neutralização de ácidos graxos de cadeia longa disponíveis nas cadeias de processamento de petróleo. As vantagens dos tensoativos sintéticos são sua disponibilidade em preço competitivo e seu desempenho de limpeza em uma faixa ampla de água dura para a aplicação de lavagem de tecidos. Uma classe de tensoativo sintético amplamente utilizada é a dos alquil benzeno sulfonatos 5 (LAS) lineares especialmente o sal de sódio. As formulações à base de LAS de sódio eram tradicionalmente preparadas através da neutralização do ácido alquil benzeno sulfônico linear com solução de carbonato de sódio/cáustico ou qualquer outro álcali básico. Após a neutralização com soda/cáustico outros ingredientes de formulação são adicionados para preparar uma suspensão 10 uniforme/homogênea. Esta suspensão é então seca por spray para fornecer o pó de detergente e este processo é conhecido como a rota de torre. Uma vantagem da rota de torre é que o LAS de sódio pode ser preparado em níveis relativamente altos de níveis de tensoativo ativo de até 50%. A formulação de LAS de sódio produzida através do processo em torre também tende a ter uma 15 densidade de massa baixa geralmente na faixa de 0,5 até 0,7 g/cm3 e uma taxa alta de dissolução em água, dais quais ambas são altamente preferidas pelo consumidor. A desvantagem da rota de torre é que a secagem por spray é um processo relativamente caro.

Foram feitas muitas tentativas no passado de desenvolver processos 2 0 sem ser em torre para preparar composições detergentes sintéticas e várias destas foram comercializadas. A GB1369269 (Colgate, 1974) descreve um processo para a produção de detergente aniônico através da mistura vigorosa de ácido sulfônico detergente com carbonato de sódio em pó em uma misturadora com um dispositivo para corte, por exemplo, uma misturadora Lodige ploughshare. Utilizando este processo, os pós de detergente ou uma massa que pode ser extrusada pode ser preparada sem a necessidade de qualquer etapa de secagem por spray. Uma vantagem deste assim chamado processo de mistura a seco (ou processo sem ser em torre) é que é relativamente barato. A desvantagem deste processo é que não era possível preparar pós tensoativos com altas concentrações de ativos. Isto é devido ao fato de que é necessário que uma grande quantidade de excesso de agente neutralizador granular, por exemplo, carbonato de sódio ou cargas particuladas insolúveis em água, por exemplo, talco, carbonato de cálcio, caulim, sílica etc. seja adicionada com a finalidade de produzir pós de escoamento livre, granulados ou massas que podem ser extrusadas. Tipicamente a concentração 5 de tensoativo mais alta de LAS de sódio que pode ser preparada através desta rota de mistura a seco é de até 35% em peso da composição detergente. Uma outra desvantagem deste processo é que os pós/grânulos produzidos dessa maneira tendem a ter alta densidade de massa e baixa taxa de dissolução que não são preferidas pelos consumidores. Ainda não tem sido fácil incorporar 10 altos níveis de agentes ativos líquidos, por exemplo, tensoativos não iônicos nos pós/grânulos produzidos através da rota de mistura a seco.

Não foi até agora possível produzir agentes ativos de LAS em altas concentrações e composições à base de LAS na rota de fácil utilização e barata de processo de mistura a seco que produz detergente que possui as 15 propriedades desejadas pelo usuário geralmente associadas com produtos obtidos através da rota de torre, em outras palavras, densidade de massa baixa, alta taxa de dissolução e flexibilidade de formulação em termos de ter altos níveis de agentes ativos e incorporação de agentes ativos líquidos. Os presentes inventores desenvolveram um processo para a formação de formas 20 sólidas de sal de magnésio de ácido alquil benzeno sulfônico linear que envolve uma condição de processo altamente seletiva no processo sem ser em torre com a qual é possível aliviar a maior parte das desvantagens dos processos da arte anterior e obter produto que possui vantagens que não podiam ser atingidas no passado.

A US5486317 (P&G, 1996) descreve um processo para a produção de

uma partícula detergente que compreende a neutralização da forma ácida de um tensoativo aniônico em uma misturadora de alto cisalhamento através de um excesso estequiométrico de agente neutralizante particulado dividido finamente que pode ser sal de cálcio ou de sódio do carbonato que possui um 30 tamanho médio de partícula menor que 5 mícron. Esta publicação não ensina o uso de álcali à base de magnésio para a neutralização de ácido de LAS. A US4146551 (Lion, 1979) descreve um processo para a produção do sal de magnésio de ácidos sulfônicos e de ésteres sulfúricos que compreende a etapa de neutralização dos ácidos sulfônicos e ésteres sulfúricos com uma dispersão aquosa que contém (1) pelo menos um agente neutralizante 5 selecionado do grupo que consiste de óxido de magnésio e hidróxido de magnésio e (2) pelo menos um acelerador neutralizante selecionado do grupo que consiste de ácido benzóico, ácido cítrico, ácido málico, ácido fosfórico, ácido polifosfórico e sais solúveis em água dos mesmos sob um pH de não mais que aproximadamente 6. Esta publicação ensina a reação em fase 10 aquosa de ácidos sulfônicos com agente neutralizante de magnésio e assim as formas em pó/grânulo dos produtos terão que ser preparadas utilizando secagem por spray na rota de torre que não é necessária no presente processo.

A EP0135920 (Dresser, 1985) descreve um processo para a produção 15 de sal de metal alcalino terroso de ácidos alquil/aril sulfônicos em que o óxido de metal alcalino terroso utilizado para a neutralização é o óxido de cálcio. A reação não é realizada na condição de mistura a seco, mas em uma condição de suspensão em que os reagentes são dispersos em solventes orgânicos. A presente invenção não requer o uso de solventes orgânicos. A publicação 20 anterior também não ensina especificamente a neutralização com compostos de magnésio.

O pedido de patente indiano 225/MUM/2000 (Hindustan Lever Ltd, publicado em 2003) descreve uma composição de limpeza abrasiva sinérgica que contém uma combinação seletiva de tensoativos e um processo para a 25 produção da mesma. O processo compreende a neutralização de pelo menos 40% do precursor ácido do tensoativo aniônico utilizando pelo menos um mineral do grupo das dolomitas e misturando abrasivos e outros ingredientes convencionais de forma que a quantidade total de tensoativo esteja entre 0,5 e 35% e a quantidade de abrasivos seja de 30-95% e processando a mistura de 30 uma maneira regular. A dolomita é um mineral que possui a fórmula química CaMg(CO3)2. Os presentes inventores descobriram que utilizando a dolomita não é possível obter um nível de tensoativo ativo maior que 35% que possa ser processado na forma de pós/grânulos ou extrusado em barras enquanto que com o processo da presente invenção é possível obter níveis de tensoativo tão altos quanto 90%. Ainda, este pedido de patente indiana publicado utiliza altos 5 níveis de água fora da faixa seletiva de água além daquela que a presente invenção pode funcionar para a preparação de sal de LAS.

Objetivos da Invenção

É assim um objetivo da presente invenção fornecer um processo para preparar uma forma sólida de sal de magnésio do ácido alquil benzeno sulfônico linear e composições detergentes altamente ativas utilizando uma rota de mistura a seco simples e econômica.

Outro objetivo da presente invenção é fornecer um processo para a preparação de sólidos detergentes utilizando uma rota de mistura a seco 15 simples que não requer o uso de altos níveis de cargas inorgânicas insolúveis em água que são tradicionalmente necessários em tais processos para a obtenção de produtos na forma de pó/grânulo ou em uma forma capaz de ser extrusada em barras.

É ainda um outro objetivo da presente invenção fornecer pós/grânulos detergentes que são preparados através da rota de mistura a seco que possuem alta taxa de dissolução e densidade de massa relativamente baixa.

Sumário da Invenção

De acordo com um aspecto da presente invenção é fornecido um 25 processo para preparar uma forma sólida de sal de magnésio do ácido alquil benzeno sulfônico linear que compreende a etapa de neutralização de ácidos alquil benzeno sulfônicos lineares com um álcali à base de magnésio na presença de 3 até 28% em peso de água da mistura de reação em uma misturadora de alto cisalhamento.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção é fornecida uma

composição detergente sólida que compreende (í) de 5 até 90 % de sal de magnésio do ácido alquil benzeno sulfônico linear; e

(ii) de 5 até 70 % de reforçador de detergência.

Descrição detalhada da Invenção

A invenção será descrita agora em maiores detalhes. Todas as porcentagens contidas aqui estão em peso, calculadas sobre a composição total a não ser que seja especificamente mencionado de outra maneira.

A invenção se direciona à produção de uma forma sólida de sal de magnésio do ácido alquil benzeno sulfônico linear. Porforma sólida entende-se a forma de pó ou de grânulo ou na forma de uma barra que pode ser extrusada.

A invenção é altamente seletiva em relação ao agente de neutralização que é utilizado para a neutralização dos ácidos alquil benzeno sulfônicos lineares pois foi observado que somente os álcalis à base de magnésio fornecem esta combinação exclusiva de conveniência de processamento e atributos desejados do produto. Outros compostos de metais alcalinos e metais alcalinos terrosos foram utilizados no passado, mas cada um dos mesmos possui certos inconvenientes que são resolvidos através da utilização dos álcalis à base de magnésio seletivos da presente invenção. Com o uso de compostos de metais alcalinos de sódio ou de potássio, os níveis de agentes ativos mais altos que foram possíveis obter estavam na faixa de 35 até 40%. O LAS de sódio ou de potássio obtido é na melhor das hipóteses uma massa pastosa e são necessários altos níveis de cargas inorgânicas para a obtenção 2 5 do produto em uma forma de pó/grânulo de escoamento livre ou para possibilitar que o produto seja extrusado em barras. Os presentes inventores também testaram outros compostos de metais alcalinos terrosos como os de cálcio como hidróxido, carbonato ou óxido de cálcio. Foi determinado que a quantidade necessária do agente de neutralização que contém cálcio é muito maior que a estequiométrica, geralmente na faixa de 5 até 10 vezes do requerimento estequiométrico para a obtenção da conversão desejada. Os presentes inventores também testaram outros compostos metálicos como os de zinco e alumínio, mas estes agentes neutralizantes produzem dificuldades de processamento similares ou diferentes. Surpreendentemente, com o uso de álcalis à base de magnésio para a neutralização do ácido de LAS, a conversão 5 excelente poderia ser obtida com quantidades pequenas como 5-100% do excesso estequiométrico do álcali à base de magnésio, mais preferencialmente com quantidades pequenas de 5-25% do excesso estequiométrico. Mesmo após atingir a seleção do álcali à base de magnésio, os inventores tinham que pesquisar de forma persistente para chegar a uma janela de operação ao longo 10 da qual a maior parte das desvantagens da arte anterior é resolvida. Foi observado que o produto na forma desejada de pó/grânulo ou de barra que pode ser extrusada poderia ser obtido apenas quando a reação era realizada em uma janela limitada de conteúdo de água. O conteúdo de água durante a reação deve ser de 3% até 28% do peso da massa da reação.

O processo divulgado aqui é para preparar uma forma sólida de sal de

magnésio do ácido alquil benzeno sulfônico linear que compreende a etapa de neutralização do ácido alquil benzeno sulfônico linear com um álcali à base de magnésio na presença de 3 até 28% de água em uma misturadora de alto cisalhamento.

2 0 A estrutura do ácido alquil benzeno sulfônico linear é fornecida a seguir:

O ácido alquilbenzeno sulfônico linear é um sistema de vários componentes de comprimentos de cadeias de alquila diferentes (R) e posição de substituição do anel na cadeia de alquila. A distribuição do comprimento da cadeia varia geralmente de C9 até C13 ou C14.

O ácido alquil benzeno sulfônico linear é preferencialmente utilizado no

processo em quantidades na faixa de 5 até 90%, mais preferencialmente na faixa de 10 até 80% e mais preferencialmente 20 até 50% em peso total da mistura de reação,

O álcali à base de magnésio pode ser carbonato de magnésio, bicarbonato de magnésio, óxido de magnésio, hidroxil carbonato de magnésio 5 ou hidróxido de magnésio, mais preferencialmente carbonato de magnésio, hidroxil carbonato de magnésio ou óxido de magnésio. As quantidades preferidas de álcali à base de magnésio que são adicionadas na mistura de reação estão em quantidades na faixa de 1,5 até 45%, mais preferencialmente 2 até 25% em peso da mistura de reação.

A reação é realizada essencialmente na condição de mistura a seco, isto

é, a quantidade de água adicionada é muito baixa. A quantidade de água adicionada está na faixa de 3 até 28%, mais preferencialmente de 4 até 20%, mais preferencialmente de 4 até 15% em peso da mistura de reação. Uma quantidade diferente de água precisa ser adicionada dependendo da quantidade do ácido de LAS utilizada e do agente de neutralização utilizado. Esta também depende do tipo de produto que é desejado, isto é, se é desejado um pó ou um grânulo ou se tem que ser extrusado na forma de uma barra. Nos processos da arte anterior é adicionada uma grande quantidade de materiais de carga insolúveis em água para a obtenção do produto na forma sólida. 2 0 Nenhuma carga inorgânica insolúvel em água é necessária para a obtenção de um pó ou um grânulo de escoamento livre ou uma massa que pode ser extrusada. Entretanto podem ser adicionados até 3% de material insolúvel em água. As cargas inorgânicas insolúveis em água adequadas são talco, carbonato de cálcio, caulim, sílica, aluminossilicato de sódio, zeólita, fosfato de cálcio, silicato de cálcio, dolomita, fosfato de magnésio, silicato de magnésio ou uma argila. Entretanto, quantidades muito maiores de cargas inorgânicas insolúveis em água podem ser adicionadas em um estágio tardio da composição detergente para a obtenção de outros benefícios. O processo não requer água além da faixa divulgada para possibilitar a formação da forma do produto sólido do agente ativo detergente. Adicionalmente o processo não requer a presença de solventes orgânicos e, de forma ideal, nenhum solvente orgânico está presente durante o processo.

Foi observado que a natureza única do álcali à base de magnésio é que a quantidade necessária para a neutralização do ácido de LAS é mínima 5 quando comparada com a de todos os outros agentes de neutralização testados. A reação continua até completar quando quantidades pequenas como de 5 até 100 moles% de excesso estequiométrico de álcali à base de magnésio são utilizados para a reação com o ácido alquil benzeno sulfônico linear. A faixa mais preferida é de 5 até 25 moles % de excesso 10 estequiométrico de álcali à base de magnésio.

A reação é realizada em uma misturadora de alto cisalhamento, preferencialmente com uma ação de amassar. As misturadoras preferidas incluem a misturadora ploughshare, misturadoras com membros para amassar do tipo sigma ou com sobreposição de raspagem múltipla, curva simples ou 15 braço duplo. As misturadoras para amassar de braço duplo podem ter projeto com sobreposição ou tangencial. As misturadoras para amassar de alto cisalhamento são fornecidas com cortadores para possibilitar a redução da formação de grumos. Alternativamente, o processo pode ser realizado em um recipiente com agitador de parafuso helicoidal.

2 0 O processo requer consumo mínimo de energia. Os reagentes podem

ser misturados à temperatura ambiente, isto é, entre 10 até 50°C. O tempo de reação adequado é de 5 até 60 minutos.

O ácido de LAS é conhecido como sendo altamente corrosivo e, portanto, a neutralização do ácido de LAS ao tensoativo ativo é geralmente 25 realizada em fábricas localizadas próximas às localizações de produção petroquímica. Com os processos conhecidos na arte anterior, não foi possível preparar um concentrado de tensoativo ativo a uma concentração maior que 35 até 40%. A prática geral era formar o sal de sódio do ácido de LAS a uma concentração de aproximadamente 40% de agente ativo em fábricas próximas 30 às localizações petroquímicas. Estes concentrados de tensoativo de 35 até 40% são então transportados para as fábricas de formulações detergentes que podem estar geograficamente distantes das fábricas petroquímicas.

Assim havia um grande gasto de energia e de custos no transporte dos restantes 60 até 65% dos concentrados de tensoativo que podem ser água ou 5 cargas inorgânicas o que aumenta o custo para o consumidor. Com o processo da presente invenção, concentrados de tensoativo tão altos quanto 85% podem ser preparados em fábricas localizadas próximas aos complexos petroquímicos e então enviados ou transportados para as fábricas de formulações detergentes. Isto ajudará na redução do transporte e, portanto, do custo total 10 do produto, em adição a todas as vantagens já discutidas anteriormente.

Uma vez que o sal de magnésio de LAS atingiu a forma sólida desejada como uma mistura de sal de magnésio de ácido de LAS junto com qualquer álcali à base de magnésio residual e água, podem ser adicionados outros ingredientes opcionais.

Assim, de acordo com um outro aspecto da invenção é fornecido um

processo para a preparação de uma composição detergente sólida que compreende a etapa de mistura a seco de um reforçador de detergência com o sal de magnésio do ácido alquil benzeno sulfônico linear preparado através do primeiro aspecto da invenção. A quantidade de LAS de magnésio neste 20 processo está preferencialmente em uma quantidade na faixa de 5 até 90% em peso da composição detergente sólida. O processo para a preparação da composição detergente sólida através da mistura a seco possui preferencialmente 5 até 70 % em peso de reforçador de detergência da composição detergente sólida. O reforçador de detergência é 25 preferencialmente escolhido de carbonatos, bicarbonatos, fosfatos, citratos, silicatos de metais alcalinos ou zeólitas, especialmente Zeólita A. Os reforçadores de detergência mais preferidos são carbonato, bicarbonato ou tripolifosfato de metal alcalino. O metal alcalino preferido é o sódio.

Uma vez que o processo da invenção é capaz de produzir agente ativo 30 detergente sólido em níveis muito altos, as composições detergentes na forma de barras, pós e grânulos que possuem níveis muito altos de agente ativo detergente podem ser preparadas sem a necessidade de agentes de estruturação insolúveis em água convencionais. Dessa maneira, o processo da invenção fornece uma flexibilidade muito alta ao formulador de detergente no fato de adicionar uma ampla variedade de aditivos detergentes 5 líquidos/pastosos e agentes benéficos. É também possível adicionar altos níveis de tensoativos não iônicos líquidos. A composição detergente sólida preparada através do processo da invenção pode ser utilizada para produzir desde tão pouco quanto 5% até tanto quanto 90 % de sal de magnésio de alquil benzeno sulfonato linear em peso da composição detergente.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção é fornecida uma

composição detergente sólida que compreende (i) 5 até 90 % de sal de magnésio de ácido alquil benzeno sulfônico linear; e (ii) 5 até 70 % de reforçador de detergência. Um método adequado para preparar o sal de magnésio de ácido alquil benzeno sulfônico linear na composição detergente é 15 através da utilização do processo descrito anteriormente. A quantidade de sal de magnésio de ácido alquil benzeno sulfônico linear pode ser adequadamente variada dentro desta faixa de acordo com a necessidade. Para os pós e as barras de baixo custo para a aplicação de lavagem de tecidos, a quantidade de LAS de magnésio pode estar na faixa de 5 até 15%. Os pós para lavanderia 20 premium podem ter LAS de Magnésio entre 15 até 30% em peso da composição detergente. Para as composições detergentes para limpeza de superfícies duras, o conteúdo de LAS de magnésio pode estar entre 5 até 15% em peso da composição. A composição detergente sólida da presente invenção compreende reforçador de detergência que é preferencialmente 25 escolhido de carbonato, bicarbonato, fosfato, citrato, silicato de metal alcalino ou zeólitas. Estes reforçadores de detergência estão preferencialmente presentes de 5 até 60%, mais preferencialmente de 10 até 35% em peso da composição detergente. Os reforçadores de detergência altamente preferidos são carbonato ou fosfato de metal alcalino. O metal alcalino mais preferido é o

3 0 sódio. A composição detergente sólida compreende um mínimo de 2% de água. Quando o processo é utilizado para preparar a composição detergente sólida, não mais que 28% de água são necessários para a obtenção do produto no formato e na forma sólidos desejados.

Entretanto, na composição detergente, é possível que quantidades

maiores de água possam ser adicionadas em um estágio tardio e o conteúdo de água da composição pode ser tão alto quanto 30%.

As formas de produto mais adequadas da composição detergente sólida são a forma de pó, grânulo, tablete ou barra, a mais preferida sendo a forma de pó ou grânulo. Quando o produto está na forma de pó ou de grânulo, a densidade de massa do produto é geralmente menor que 0,9 g/cm3.

A composição detergente sólida possui uma taxa de dissolução que é desejada pelos consumidores. Os valores estão na faixa de 0,5 até 0,8 g/litro em 10 minutos que são medidos utilizando o método de titulação com hiamina. O método de titulação com hiamina é fornecido a seguir.

Uma solução aquosa da amostra (pó/barra de detergente) é titulada com uma solução ativa catiônica padronizada (Hiamina 1622) em um sistema de água-clorofórmio de duas fases utilizando um indicador misto (Azul de Dissulfina-Brometo de Dimídio). O corante catiônico é o brometo de dimídio e o 20 corante aniônico é o azul de dissulfina. O tensoativo aniônico forma um sal com o corante catiônico (sal de tensoativo aniônico de dimídio) que se dissolve na camada de clorofórmio para fornecer à camada orgânica uma coloração rosa. O ponto final é atingido quando o cátion de Hiamina desloca o cátion de dimídio do sal solúvel em clorofórmio e a coloração rosa deixa a camada de clorofórmio 25 à medida que o corante passa para a fase aquosa. No ponto final um pouco de sal de azul de dissulfina tensoativo catiônico entra na camada orgânica onde um tom azul fraco aparece nesta camada. A Hiamina adicionada em excesso forma um sal com o corante aniônico azul de dissulfina, que se dissolve na camada de clorofórmio e a cora de azul.

A composição detergente sólida é substancialmente isenta de solventes

orgânicos. É possível incorporar altos níveis de agentes ativos líquidos/pastosos na composição detergente sólida. Os agentes ativos líquidos/pastosos incluem tensoativos não tônicos e tensoativos aniônicos como sulfonatos de alfa olefina (AOS) e alquil sulfonatos primários (PAS).

5 Os compostos tensoativos detergentes não iônicos adequados podem

ser amplamente descritos como compostos produzidos através da condensação de grupos de óxido de alquileno, que têm natureza hidrofílica, com um composto hidrofóbico orgânico que pode ter natureza alifática ou alquil aromática. O comprimento do radical hidrofílico ou de polioxialquileno que é 10 condensado com qualquer grupo hidrofóbico particular pode ser facilmente ajustado para fornecer um composto solúvel em água que possui o grau desejado de equilíbrio entre os elementos hidrofílicos e hidrofóbicos.

Os exemplos particulares incluem o produto da condensação de alcoóis alifáticos que possuem de 8 até 22 átomos de carbono na configuração de cadeia reta ou ramificada com óxido de etileno, tal como um condensado de óxido de etileno de óleo de coco que possui de 2 até 15 moles de óxido de etileno por mol de álcool de coco; condensados de alquilfenóis cujo grupo alquila contém de 6 até 12 átomos de carbono com 5 até 25 moles de óxido de etileno por mol de alquilfenol; condensados do produto de reação de etilenodiamina e óxido de propileno com óxido de etileno, o condensado contendo de 40 até 80% de radicais polioxietileno em peso e possuindo um peso molecular de 5.000 até 11.000; óxidos de amina terciária da estrutura R3NO, em que um grupo R é um grupo alquila de 8 até 18 átomos de carbono e os outros são cada grupos metila, etila ou hidroxietila, por exemplo, óxido de 2 5 dimetildodecilamina; óxidos de fosfina terciária da estrutura R3PO, em que um grupo R é um grupo alquila de 10 até 18 átomos de carbono e os outros são cada grupos alquila ou hidroxialquila de 1 até 3 átomos de carbono, por exemplo, óxido de dimetildodecilfosfina; e sulfóxidos de dialquila da estrutura R2SO em que o grupo R é um grupo alquila de 10 até 18 átomos de carbono e o outro é metila ou etila, por exemplo, sulfóxido de metiltetradecila; alquilolamidas de ácidos graxos; condensados de óxido de alquileno de alquílolamídas de ácidos graxos e alquil mercaptanos. O não iônico também pode ser selecionado de uma faixa de alquil poli glucosídeos.

É possível ter níveis mais altos de tensoativo não iônico na composição detergente quando comparados com os das formulações à base de LAS de sódio, sem comprometer as propriedades desejáveis do produto como o escoamento livre nos pós.

Outros ingredientes opcionais

A composição detergente sólida pode compreender qualquer outro tensoativo aniônico que pode ser sais de metais alcalinos ou de metais 10 alcalinos terrosos, de alcanolamina ou de amônio de ácidos precursores ou pode compreender tensoativos anfotéricos catiônicos ou zwitteriônicos para fornecer funcionalidades específicas. A quantidade total de tais tensoativos sintéticos opcionais será geralmente de até um máximo de 35% da composição.

É também possível incluir opcionalmente tensoativos de detergentes

anfotéricos, catiônicos ou zwitteriônicos nas composições.

Os exemplos adicionais de compostos tensoativos de detergentes são compostos comumente utilizados como agentes tensoativos fornecidos nos livros textos bem conhecidos “Surface Active Agents”, Volume I por Schwartz e Perry e “Surface Active Agents and Detergents”, Volume Il por Schwartz, Perry e Berch.

Quando a composição detergente é utilizada para a limpeza de superfícies duras, são geralmente adicionados abrasivos na composição detergente. Os abrasivos adequados são selecionados de, zeólitas 25 particuladas, calcitas, dolomitas, feldspato, sílicas, silicatos, outros carbonatos, aluminas, bicarbonatos, boratos, sulfatos e materiais poliméricos tal como polietileno. Os abrasivos preferidos para uso em composições para finalidades gerais possuem uma dureza de Moh de 2-7 embora abrasivos com durezas superiores possam ser empregados para aplicações particulares. Os tamanhos 30 médios de partícula preferidos para o abrasivo se encaixam dentro da faixa de 0,5-400 microns preferencialmente 10-200 microns. Os níveis preferidos de abrasivo variam de 30 até 85% em peso da composição.

A composição pode conter outros ingredientes que ajudam no seu desempenho de limpeza. A composição pode conter ainda, em adição aos 5 ingredientes já mencionados, vários outros ingredientes opcionais tais como agentes de estruturação, agentes de coloração, branqueadores, branqueadores ópticos, agentes de suspensão de sujeira, enzimas detergentes, agentes alvejantes compatíveis (particularmente hipohalitos) e preservantes.

A invenção será agora ilustrada em relação aos exemplos não Iimitantes

a seguir.

Exemplos:

Exemplo-1 e Exemplos Comparativos A até C

Procedimento Experimental Uma batelada de 5 kg de sal de ácido de LAS foi preparada em uma

misturadora Sigma utilizando a quantidade de reagentes que é mostrada na Tabela-1. O processo envolvia colocar a quantidade indicada do carbonato de metal na misturadora a aproximadamente 25°C. Após um minuto de mistura, o ácido de LAS foi adicionado lentamente sobre o pó com as lâminas da 20 misturadora Sigma se movendo para torná-lo uma mistura homogênea. Após todo o ácido de LAS ter sido adicionado, a quantidade de água indicada foi adicionada sob mistura para possibilitar a neutralização do ácido de LAS. O tempo total para a neutralização era de aproximadamente 10 minutos. A temperatura da massa neutralizada estava na faixa de 40 até 65°C. A 25 misturadora foi acionada durante dez minutos adicionais para a obtenção do produto final. Nenhuma carga como calcita, talco, argilas, sílica ou caulim que são tradicionalmente utilizadas para a obtenção de produtos que podem ser processados na forma de massa que pode ser extrusada, pó ou grânulo foi utilizada em qualquer um destes exemplos. Os experimentos foram realizados 30 em condições próximas às concentrações mais altas de agentes ativos detergentes nas quais produtos sólidos podiam ser preparados. A quantidade de agente ativo detergente produzido foi medida e a forma do produto foi registrada.

Tabela 1

Exemplos Exemplo -1 Exemplo Exemplo Exemplo Comparativo Comparativo Comparativo -A - B - C Acido de LAS (% em 80,5 32,2 32,7 33,1 peso) Carbonato de Metal Carbonato Carbonato de Carbonato Dolomita* de sódio de cálcio magnésio Carbonato (% em 15,4 69 66,6 66,3 peso) Quantidade 14 9 6,6 6,3 estequiométrica de carbonato necessária (% em peso) % de excesso 10 660 910 870 estequiométrico Agua (% em peso) 8,1 3 4,3 4,3 Agente ativo 82,2 33 33 33 detergente (% em peso) Forma do produto Pó Massa Massa Massa Característica do De Não pode ser Não pode Não pode ser produto escoamento extrusado ser extrusado livre e não extrusado higroscópico * A Dolomita é um material minerado natural que possui a estrutura CaMg(CO3)2.

Os dados na Tabela-1 para o Exemplo-1 indicam que o agente ativo detergente sólido pode ser preparado em concentrações muito altas (>80%) utilizando álcali à base de magnésio para a neutralização do ácido de LAS em 10 uma misturadora de alto cisalhamento. A quantidade de agente de neutralização (carbonato de magnésio) necessária é mínima (apenas 10% de excesso estequiométrico) e um produto altamente fácil de utilizar na forma de um pó de escoamento livre é conseguido. Os dados para os Exemplos Comparativos A, B e C indicam que não mais de 35 % em peso do agente ativo detergente na forma sólida podem ser preparados utilizando qualquer um dos agentes de neutralização conhecidos (soda, calcita ou dolomita). Ainda, a 5 quantidade de agente de neutralização necessária é várias vezes a necessária por estequiometria para a obtenção de um produto sólido e ainda o produto sólido possui fracas propriedades de processamento a jusante.

Exemplos - 2 até 7 e Exemplos Comparativos DeE: Efeito da quantidade de água

Vários produtos que são mostrados na Tabela - 2 foram preparados

utilizando ácido de LAS e carbonato de magnésio utilizando o processo que é utilizado para o Exemplo-1, mas variando a quantidade de água utilizada. A característica do produto foi registrada e resumida na Tabela 2.

Tabela 2

Exemplos % em Forma do Característica Agente Ativo peso de produto do Produto Detergente água (% em peso) Exemplo 2 Massa pH ácido, 91,9 Comparativo - D parcialmente neutralizado Exemplo - 2 4 Pó Escoamento 89,7 livre, pH neutro Exemplo - 3 10 Pó Escoamento 82,2 livre, pH neutro Exemplo - 4 13 Grânulos Escoamento 80,9 (pequenos) livre, pH neutro Exemplo - 5 15,6 Grânulos Escoamento 80,5 (grandes) livre, pH neutro Exemplo - 6 20 Massa (dura) Escoamento 73,2 livre, pH neutro Exemplo - 7 25 Massa (mole) Escoamento 68,5 livre, pH neutro Exemplo 30 Massa (muito Não pode ser 65,8 Comparativo - E mole) extrusado em barra Exemplo 36 Massa ** 62,7 Comparativo - F pastosa ** O produto não estava na forma sólida. O produto requeria grande quantidade de cargas (> 50%) para a obtenção de um produto que pudesse ser extrusado.

Os dados na Tabela - 2 indicam que uma quantidade seletiva de água na faixa de 3 até 28 % em peso é necessária para preparar um sal de magnésio de ácido de LAS através da rota de mistura a seco.

Exemplo Comparativo -Ge Exemplos 8 até 12: Efeito da quantidade de carbonato de magnésio utilizado para a neutralização

Vários experimentos foram realizados para estudar o efeito da 10 quantidade do agente de neutralização carbonato de magnésio sobre as características do produto. O processo que é descrito para o Exemplo-1 foi utilizado para estes experimentos com o conteúdo de água adicionado a 8% e as quantidades de agente ativo detergente a 82,2% em peso. Os resultados estão resumidos na Tabela - 3.

Os Exemplos Comparativos A até C são reproduzidos nesta tabela para

comparação com os resultados obtidos como para os exemplos dentro da invenção (Exemplos 8 até 12).

Tabela 3

Exemplos Agente de Mol % de agente Forma do Característica neutralização de neutralização produto do Produto mais que estequiométrico Exemplo Carbonato de 1 massa pH ácido, Comparativo magnésio parcialmente - G neutralizado Exemplo - 8 Carbonato de 5 Pó Escoamento magnésio livre Exemplo - 9 Carbonato de 10 Pó Escoamento magnésio livre Exemplo - 10 Carbonato de 50 Pó Escoamento magnésio livre Exemplo -11 Carbonato de 100 Pó Escoamento magnésio livre Exemplo - 12 Carbonato de 200 Pó Escoamento magnésio livre# Exemplo Carbonato de 660 Massa Não pode ser Comparativo sódio extrusado -A Exemplo Carbonato de 910 Massa Não pode ser Comparativo cálcio extrusado - B Exemplo Dolomita 870 Massa Não pode ser Comparativo extrusado -C # Produto bom, mas tal quantidade alta de MgCO3 não necessária. Aumenta o custo

Os dados na Tabela-3 indicam que quantidades muito razoáveis de carbonato de magnésio (na faixa de 5 até 100 mol % acima e abaixo da 5 necessária para a estequiometria na neutralização com o ácido de LAS) são necessárias para a preparação do sal de magnésio de ácido de LAS na forma sólida que pode ser facilmente processada. Em comparação, outros cátions como agentes de neutralização (Exemplos Comparativos A até C) têm desempenho muito fraco.

Exemplos Comparativos Hele Exemplos 13 até 17:

Muitas amostras de sal de magnésio de ácido de LAS foram preparadas em várias condições para estudar as características higroscópicas dos produtos obtidos. As amostras foram preparadas utilizando o processo que é descrito para o Exemplo-1 e os resultados estão resumidos na Tabela-4. Os 15 resultados são comparados com duas amostras comerciais existentes, a saber, Surf Excel powder (Exemplo Comparativo H) e Wheel Pó (Exemplo Comparativo I).

Tabela 4

Exemplos Mol % de Forma do Teor de Teor de carbonato de produto umidade na umidade no magnésio acima fabricação armazename do (% em nto na estequiométrico peso) condição de HH& Exemplo - 13 10 Pó 9,1 8,8 Exemplo - 25 Pó 7,5 7,5 14 Exemplo - 50 Pó 6,2 7,2 Exemplo - 16 50 Grânulos 8,5 8,0 pequenos Exemplo - 50 Grânulos 8,3 7,9 17 grandes Exemplo Pó 4,9 4,6 Comparativo - H Exemplo Pó 3,0 3,0 Comparativo -1 Condição HH: é a 40 graus C e umidade relativa a 96%

As amostras dos Exemplos 13 até 17 eram pós/grânulos de escoamento livre após o armazenamento na condição HH e eram comparáveis às amostras 5 comerciais das marcas Surf Excel e Wheel. Os dados na Tabela-4 indicam que as amostras de pós/grânulos de agentes ativos detergentes sólidos preparadas de acordo com a invenção não são higroscópicas e são aceitáveis para a preparação de formulações detergentes que podem ser comercializadas e conseguem grande aceitação do consumidor.

Exemplos 18 até 27 e Exemplo Comparativo JeK:

Propriedades das composições detergentes da invenção quando comparadas às amostras comerciais

Várias composições detergentes em pó e grânulos à base de LAS de magnésio foram preparadas utilizando o processo do Exemplo-1 e os detalhes 15 da composição são mostrados na Tabela-5 (Exemplos 18 até 27) e as propriedades como a densidade de massa e a solubilidade foram medidas. Os dados são comparados com as propriedades de formulações à base de LAS de sódio disponíveis comercialmente Surf Excel (Exemplo Comparativo J) e Wheel (Excel Comparativo K).

Tabela 5 Exemplo Agente Forma Agua Cargas Reforçadores Eletrólitos % Densidade ativo de do % % em de em peso de massa LAS1 % Produto em peso detergência % em peso peso em peso Ex- 18 82,2 Pó 11,1 1,4 0 5,3 0,738 Ex-19 81,0 Grânulos 12,4 1.4 0 5,3 0,503 (1-3mm) Ex-20 80,5 Grânulos 12,9 1,4 0 5,2 0,518 (3-5 mm) Ex-21 22,5 Pó 2,5 0 40 35 0,875 Ex-22 22,5 Grânulos 2,5 0 40 35 0,9 (1-3mm) Ex -23 22,5 Grânulos 2,5 0 40 35 0,89 (3-5mm) Ex-24 27 Pó 3 0 40 30 0,84 Ex-25 27 Grânulos 3 0 40 30 0,87 (1-3mm) Ex-26 27 Grânulos 3 0 40 30 0,885 (3-5mm) Ex -27 65 Grânulos 13,4 16 0 5,6 0,64 (1-2mm) Ex 24 3 2 58,8 12,2 0,81 Comparat ivo - J Surf Excel Ex 10 3 16 25 46 1,02 Comparat ivo - K Wheel Para os exemplos 18 até 27, a carga utilizada era a calcita, o reforçador de detergência utilizado era o carbonato de sódio e o eletrólito era o sulfato de sódio.

A solubilidade das várias amostras também foi medida utilizando

procedimento a seguir:

Três gramas da amostra foram coletados e transferidos para um béquer de vidro de 2 litros contendo 1000 mL de água e agitados utilizando um agitador de topo (com quatro lâminas) a 150 rpm e a uma temperatura de 28°C.

A agitação foi interrompida após 30 minutos e uma alíquota de 5 mL foi tirada imediatamente e filtrada utilizando um filtro descartável de 0,45 pm. O conteúdo de tensoativo aniônico foi determinado através da titulação com hiamina e a solubilidade foi calculada. Os dados na Tabela 5 indicam que várias composições de acordo com a invenção (Exemplos 18 até 27) ao longo de uma faixa ampla de concentrações de agentes ativos detergentes de LAS de Mg e níveis de reforçadores de detergência e eletrólitos forneceram produto de densidade de massa similar ou 5 inferior quando comparado com amostras comerciais à base de LAS de Na. Ainda, a solubilidade das várias amostras (exemplos 18 até 27) era alta e comparável às amostras comerciais dos Exemplos Comparativos JeK que possuem LAS de sódio.

Exemplos 28 até 41 e Exemplos Comparativos 28A até 41A O desempenho de limpeza de várias composições detergentes à base

de LAS de magnésio (Exemplos 28 até 41) foi medido utilizando água em vários níveis de dureza (0 FH, 48 FH e 72 FH) utilizando vários monitores de teste (WFK 10D, WFK 20D e WFK 30D) que são todos monitores de teste que possuem sujeira compósita sobre tecido de algodão, polycotton e tecido de 15 poliéster respectivamente. O desempenho de limpeza dos Exemplos Comparativos (28A até 41 A) contendo formulações à base de LAS de sódio convencionais também foi medido. Nos experimentos com 24 FH e 48 FH, a dureza era dos sais de cálcio enquanto que no caso de 72 FH1 48 FH era do sal de cálcio e de 24 FH do sal de magnésio. Os experimentos de limpeza 2 0 eram como a seguir:

A composição detergente foi dissolvida em um recipiente tergo-to-meter utilizando uma velocidade de 90 rpm após a qual o monitor de teste foi imerso durante 15 minutos. O monitor de teste foi então lavado no mesmo tergo-tometer a 90 rpm durante 30 minutos. O monitor de teste foi lavado três vezes 2 5 utilizando uma proporção L/C (proporção de líquido em relação ao tecido) de aproximadamente 25. O monitor de teste foi então seco, após o que foi medida a reflectância em 460 nm.

Os dados do desempenho de limpeza em termos de AR dos vários monitores de teste dos vários exemplos estão resumidos na Tabela 6. Na 30 Tabela 6, a concentração do tensoativo, do reforçador de detergência (Carbonato de sódio) e do eletrólito (Sulfato de sódio) é fornecida em gpl (gramas por litro da solução de limpeza).

Tabela 6

Exemplo FH de Monitor Tensoativo, Reforçador Eletrólito, AR água de Teste gpi de gpi detergência, gpi 28 0 10D 0,7 1,5 - 23,1 28A 0 10D 0,7 1,5 - 24,1 29 0 10D 0,7 1,5 1,0 25,9 29A 0 10D 0,7 1,5 1,0 24,8 0 20D 0,7 1,5 - 25,9 30A 0 20D 0,7 1,5 - 24,8 31 0 20D 0,7 1,5 1,0 27,4 31A 0 20D 0,7 1,5 1,0 27,4 32 48 10D 0,7 1,5 - 19,4 32A 48 10D 0,7 1,5 - 18,6 33 48 10D 0,7 1,5 1,0 19,5 33A 48 10D 0,7 1,5 1,0 19,4 34 48 20D 0,7 1,5 - 20,0 34A 48 20D 0,7 1,5 - 18,2 48 20D 0,7 1,5 1,0 18,2 35A 48 20D 0,7 1,5 1,0 19,3 36 72 10D 0,7 1,5 - 15,3 36A 72 10D 0,7 1,5 - 17,3 37 72 10D 0,7 1,5 1,0 16,8 37A 72 10D 0,7 1,5 1,0 17,9 38 72 20D 0,7 1,5 - 18,3 38A 72 20D 0,7 1,5 - 18,6 39 72 20D 0,7 1,5 1,0 19,3 39A 72 20D 0,7 1,5 1,0 18,8 40 72 30D 0,7 1,5 - 18,6 40A 72 30D 0,7 1,5 - 16,2 41 72 30D 0,7 1,5 1,0 18,1 41A 72 30D 0,7 1,5 1,0 18,1 Os dados na Tabela 6 indicam que o desempenho de limpeza das

composições detergentes da invenção (Exemplos 28 até 41) é comparável ao das formulações à base de LAS de sódio convencionais da arte anterior (Exemplos Comparativos 28A até 41A) quando utilizadas sobre uma variedade muito ampla de dureza de água em vários tipos de tecidos sujos.

A invenção fornece assim um processo para preparar sólidos detergentes altamente ativos utilizando uma rota de mistura a seco simples e 5 econômica. Com o uso deste novo processo, é agora possível preparar sólidos detergentes nas formas de pó, grânulo ou barra extrusada através da rota de mistura a seco que não requer o uso de altos níveis de cargas inorgânicas insolúveis em água.

Claims

1. Processo para preparar uma forma sólida de sal de magnésio de ácido alquil benzeno sulfônico linear compreendendo a etapa de neutralização de ácidos alquil benzeno sulfônicos lineares com 5-100% de excesso estequiométrico de um álcali à base de magnésio na presença de 3 até 28% em peso de água da mistura de reação em uma misturadora de alto cisalhamento CARACTERIZADO pelo sal de magnésio de ácido alquil benzeno sulfônico linear possuir um conteúdo de ativo maior que 40%

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo sal de magnésio de ácido alquil benzeno sulfônico linear possuir uma concentração de 40-85%.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita forma sólida é pó, grânulo ou barra que pode ser extrusada.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito ácido é neutralizado com 5-25 mol% de excesso estequiométrico do dito álcali à base de magnésio.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito álcali à base de magnésio é selecionado de um ou mais dentre o carbonato de magnésio, bicarbonato de magnésio, óxido de magnésio, hidroxicarbonato de magnésio ou hidróxido de magnésio.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o processo é realizado a uma temperatura na faixa de 10 até 50°C.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o processo é realizado durante um período de tempo de 5 até 60 minutos.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que menos de 3% de cargas inorgânicas insolúveis em água são adicionados à mistura de reação para a obtenção de um pó ou um grânulo de escoamento livre ou uma massa que pode ser extrusada.

9. Processo para a preparação de uma composição detergente sólida CARACTERIZADO pelo fato de que compreende a ètapa de mistura a seco de um reforçador de detergência com a dita forma sólida de sal de magnésio de ácido alquil benzeno sulfônico linear preparado através de um processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende 5 a 90% de sal de magnésio de ácido alquil benzeno sulfônico linear em peso da composição detergente sólida.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende 5 até 70% de reforçador de detergência em peso da composição detergente sólida.

12. Processo para preparar uma composição detergente sólida, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 9 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito reforçador de detergência é escolhido dentre carbonatos, bicarbonatos, fosfatos, citratos, silicatos de metais alcalinos ou zeólitas.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato do reforçador de detergência ser um carbonato, bicarbonato ou tripolifosfato de metal alcalino.

14. Composição detergente sólida compreendendo: (i) de 5 até 90 % de sal de magnésio de ácido alquil benzeno sulfônico linear; e (ii) de 5 até 70 % de reforçador de detergência; onde a composição é CARACTERIZADA por possuir uma taxa de dissolução na faixa de 0,5 a 0,8 g/litro em 10 minutos, conforme determinado pelo método de titulação de hiamina.

15. Composição detergente sólida, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que está sob a forma de pó, grânulo, tablete ou barra, preferencialmente na forma de pó ou grânulo.

16. Composição detergente sólida, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que é um pó ou um grânulo que possui densidade de massa menor que 0,9 g/cm3.