ES2213806T3 - Composicion detergente. - Google Patents
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Abstract
SE PRESENTAN TABLETAS DE UNA COMPOSICION DETERGENTE, QUE INCORPORAN PARTICULAS CON TRIPOLIFOSFATO SODICO, CON UNA ELEVADA PROPORCION DE LA FORMA DE FASE I Y TIENEN, A SER POSIBLE, ENTRE 2 Y 4 % DE PREHIDRATACION. ESTO PROMUEVE LA RAPIDA DESINTEGRACION Y DISOLUCION CUANDO SE UTILIZAN, INCLUSO CUANDO ESTA PRESENTE UNA ELEVADA PROPORCION DE PARTICULAS QUE CONTIENEN DETERGENTE.
Description
Composición detergentes.
Esta invención se refiere a composiciones
limpiadoras en la forma de pastillas para ser usadas, por ejemplo,
en el lavado de telas.
Se describen composiciones detergentes en forma
de pastillas, por ejemplo, en los documentos GB 911204 (Unilever),
US 3953350 (Kao), GP 60-015500A (Lion), JP
60-135497A (Lion) y JP 60-135498A
(Lion); y se distribuyen en el comercio en España. Las pastillas
tienen varias desventajas sobre otros productos en polvo: no
requieren medición y, por tanto, son más fáciles de manejar y
suministrar a la carga de lavado y son más compactas, facilitando
así un almacenamiento más económico.
Las pastillas de detergentes se preparan
generalmente comprimiendo o compactando un polvo de detergente, que
incluye un componente activo como detergente y un coadyuvante de la
detergencia. Es deseable que las pastillas tengan una resistencia
adecuada cuando estén secas, aunque se dispersen y disuelvan
rápidamente cuando sean añadidas al agua de lavado. El detergente
incluido en estas pastillas funciona como un aglutinante para otros
sólidos.
Es conocido incluir materiales cuya función es
aumentar la disgregación de las pastillas cuando se colocan en el
agua de lavado. Algunas pastillas que se distribuyen en el comercio
incorporan urea para estos fines. La urea tiene una solubilidad muy
elevada en agua que sobrepasa 100 g por 100 ml de agua a 20ºC.
El tripolifosfato de sodio es muy conocido como
un coadyuvante secuestrante en composiciones detergentes.
Existe en una forma hidratada y dos formas
anhidras cristalinas. Estas son la forma anhidra cristalina normal,
conocida como fase II que es la forma de temperatura baja, y la
fase I que es estable a temperatura elevada. La conversión de la
fase II en fase I tiene lugar de forma bastante rápida calentando
por encima de la temperatura de transición, que es aproximadamente
420ºC, pero la reacción inversa es lenta. Consecuentemente, el
tripolifosfato de sodio de fase I es metaestable a temperatura
ambiente.
El material de fase I se conoce que se hidrata al
hexahidrato más rápidamente que el material de fase II. Es conocido
también que se disuelve algo más rápidamente cuando no hay ningún
obstáculo para la dispersión en la solución. Sin embargo, durante
la disolución, este material de fase I puede formar una masa
viscosa o sólida que, en un espacio confinado, puede obstaculizar
la disolución. Por ejemplo, cuando se prepara una suspensión para
un secado por aspersión, el tripolifosfato de fase I puede formar la
denominada "frita", que es una masa de cristales
entrelazados.
El documento
GB-A-1375131 incluye una comparación
de la disolución de muestras de tripolifosfato de sodio que
contienen 38% y 75% de material de fase I. Cada una de ellas
contenía también 5% de agua de hidratación. La fase con 38% de
tripolifosfato de sodio de fase I se disolvió ligeramente más
rápido, pero ambas formaron una masa viscosa durante la disolución.
Una muestra con 4% de fase I y 12% de agua de hidratación se
disolvió incluso más lentamente. Este documento expone que una
composición de lavavajillas en polvo debe contener tripolifosfato
de sodio parcialmente hidratado con un contenido de fase I que esté
entre 4 y 14% del tripolifosfato anhidro.
El documento
EP-A-178986 expone que el
tripolifosfato de sodio destinado a ser incorporado en un polvo
detergente secado por aspersión debe tener por encima de 50% de
material de fase I, con algo de agua de hidratación presente.
El documento
US-A-4.362.641 expone que un
tripolifosfato de sodio granular para una composición lavavajillas
debe contener algo de material de fase I para aumentar la absorción
de agua libre durante la elaboración y envasado.
Los documentos
EP-A-219314 y
EP-A-220024 exponen que el
tripolifosfato anhidro de fase I debe ser evitado en un componente
secado por aspersión de una composición detergente en forma de
partículas que sea formulada para disolverse rápidamente.
Para las pastillas, cuando la velocidad de
disolución de la pastilla completa es un objetivo importante, es
importante que el agua penetre en la pastilla y disuelva el
material del interior de la pastilla, así como del ex de la
pastilla. Por lo tanto, sería deseable que cualquier material
incorporado como un adyuvante para la disolución tenga una
solubilidad elevada y no impida el contacto con el agua mediante la
formación de una masa escasamente móvil que podría bloquear los
poros en la pastilla.
El documento
DE-A-1467595 describe pastillas que
contienen tripolifosfato en la forma de fase I que tienen un
contenido de agua de hidratación de 0,2 a 2%, preferentemente 0,3 a
0,8% en peso. En los ejemplos de este documento, el tripolifosfato
tiene un contenido de agua de hidratación de 0,5% en peso en una
distribución del tamaño de partículas tal que un 90% estaba en un
intervalo de tamaño de 100 \mum a 400 \mum y un 70% en un
intervalo de 200 \mum a 400 \mum.
De forma amplia, esta invención proporciona una
pastilla de una composición detergente en forma de partículas
compactadas, que contiene uno o más compuestos activos como
detergentes junto con tripolifosfato de sodio y otros ingredientes,
en la que la pastilla o una zona de la misma comprende partículas
que contienen tripolifosfato de sodio con un contenido de forma de
fase I que es más de 40% en peso del tripolifosfato de sodio en
dichas partículas, y en la que el tripolifosfato de sodio en dichas
partículas contiene agua de hidratación distribuida por todo el
tripolifosfato en una cantidad de más de 2% y menos de 5% en peso
del tripolifosfato de sodio en las partículas.
Estas partículas pueden contener tripolifosfato
de sodio como su único ingrediente, o al menos en forma de una
proporción elevada de las partículas, tal como al menos 80% o 90%
en peso. Sin embargo, es admisible que puedan contener
tripolifosfato de sodio mezclado con algún otro constituyente de la
composición global de la pastilla.
Una pastilla de la invención puede ser homogénea
o heterogénea. En la presente memoria descriptiva, el término
"homogénea" se usa para indicar una pastilla producida por
compactación de una única composición en forma de partículas, pero
no implica que todas las partículas de la composición sean
necesariamente de una composición idéntica. El término
"heterogénea" se usa para indicar una pastilla que consiste en
una pluralidad de zonas discretas, por ejemplo capas, inserciones o
revestimientos, cada una derivada de la compactación de una
composición en forma de partículas.
Generalmente, la composición en la pastilla, o
zona de la misma, contendrá uno o más compuestos activos como
detergentes junto con otros ingredientes detergentes. Para esto, la
pastilla o zona de la misma puede contener partículas adicionales
que incluyen un detergente, como una composición detergente secada
por aspersión o granulada, además de dichas partículas que contienen
tripolifosfato de sodio de fase I, posiblemente acompañado de
ingredientes adicionales en forma de partículas de la composición
global. Es una característica de esta invención que la cantidad de
las partículas que contienen tripolifosfato de sodio de fase I puede
ser menor que la cantidad de las partículas que incluyen el
detergente.
Por tanto, en un segundo aspecto, la invención
proporciona una pastilla de una composición detergente en forma de
partículas compactadas, que contiene uno o más compuestos activos
como detergentes junto con tripolifosfato de sodio y otros
ingredientes, en la que la pastilla o una zona de la misma
comprende:
i) partículas que tienen un tamaño medio de
partículas no mayor que 300 \mum y que contienen tripolifosfato
de sodio con un contenido de la forma de fase I que es más de 40%
en peso del tripolifosfato de sodio en dichas partículas, en las
que el tripolifosfato de sodio en dichas partículas contiene agua
de hidratación en una cantidad de más de 2% y menos de 5% en peso
del tripolifosfato de sodio en las partículas; y
ii) partículas adicionales que contienen
componente activo como detergente mezclado con otro material, que
incluye preferentemente tripolifosfato de sodio adicional, estando
presentes estas partículas adicionales en una cantidad mayor que
dichas primeras partículas que contienen tripolifosfato.
En aspectos adicionales, esta invención
proporciona procedimientos para preparar pastillas mezclando
partículas como las que anteceden, que contienen tripolifosfato de
sodio, con otro material, con el fin de formar una composición
detergente en forma de partículas y compactar la composición para
formar una pastilla o zona de la misma.
Las características de esta invención, los
materiales adecuados y las preferencias se describirán seguidamente
más en detalle.
Como se mencionó anteriormente, el tripolifosfato
de sodio puede ser convertido en la forma de fase I calentando
hasta por encima de la temperatura de transición a la que el
polifosfato de sodio anhidro de fase II se transforma en la forma
de fase I. Un procedimiento para la elaboración de partículas que
contienen una proporción elevada de forma de fase I de
tripolifosfato de sodio mediante secado por aspersión por debajo de
420ºC se proporciona en el documento
US-A-4536377.
El material adecuado está disponible en el
comercio. Los proveedores incluyen las empresas
Rhone-Poulenc, Courbevoie, Francia y Albright &
Wilson, Warley, West Midlands, Reino Unido. El tripolifosfato de
sodio debe estar parcialmente hidratado, pero debe estar presente
también la forma anhidra de fase I. Por tanto, el tripolifosfato de
sodio en las partículas contiene más de 2% y menos de 5% (en peso
del tripolifosfato de sodio en estas partículas) de agua de
hidratación. El alcance de la hidratación es deseablemente más de 2%
a 4%.
El tripolifosfato de sodio en estas partículas es
preferentemente hidratado mediante un procedimiento que conduce a
una distribución homogénea del agua de hidratación en el
tripolifosfato.
Esto se puede realizar exponiendo el
tripolifosfato de sodio anhidro a vapor de agua o aire humedecido.
Las partículas consisten preferentemente tan solo en tripolifosfato
de sodio con un contenido elevado de la forma de
\hbox{fase
I.}
Las partículas contienen preferentemente
tripolifosfato de sodio en una forma porosa con el fin de que tenga
un área superficial elevada. Esto se puede conseguir secando por
aspersión el tripolifosfato en forma de una mezcla con un agente
expansor, que es un compuesto como carbonato de amonio que se
descompone para producir un gas durante el transcurso del secado
por aspersión. Esto proporciona al material seco un área
superficial mayor que los gránulos huecos de tripolifosfato
obtenidos sin el agente expansor.
Las partículas que contienen o consisten en
tripolifosfato de sodio tienen preferentemente un tamaño medio de
partículas pequeño, por ejemplo no por encima de 300 \mum, mejor
no por encima de 250 \mum. El tamaño de partículas pequeño puede
ser conseguido si es necesario por trituración.
La hidratación previa uniforme, el contenido
elevado de fase I, la porosidad y el tamaño de partículas pequeño
favorecen todos ellos la rápida hidratación cuando el
tripolifosfato entra en contacto con agua. Un ensayo estándar sobre
la rapidez de hidratación es el ensayo de Olten. Es deseable que en
este ensayo el tripolifosfato alcance un 90% del valor final (es
decir, un 90% de la hidratación completa cuando se expone a agua a
80ºC) en 60 segundos.
El "Rhodiaphos HPA 3.5" es una calidad de
tripolifosfato de sodio de la empresa Rhone-Poulenc
que se ha encontrado que es particularmente adecuado. Consiste en
partículas porosas con un tamaño de partículas pequeño (tamaño medio
por debajo de 250 \mum) con 70% de fase I y previamente hidratado
con 3,5% de agua de hidratación.
Preferentemente, dichas partículas que contienen
tripolifosfato de sodio con más de 40% de material de fase I
proporcionan este tripolifosfato de fase I en forma de al menos 3%,
mejor al menos 8% en peso de la pastilla o zona de la misma. Más
preferentemente, proporcionan tripolifosfato de sodio que incluye
tripolifosfato de sodio de fase I en una cantidad que es de 12% a
30% o 35% en peso de la pastilla o zona de la misma. Una cantidad
de al menos 25% se ha encontrado que es útil en algunas
pastillas.
El resto de la composición de la pastilla puede
incluir tripolifosfato de sodio adicional. Este puede estar en
cualquier forma, que incluyen tripolifosfato de sodio anhidro con
un contenido elevado de la forma de fase II, tripolifosfato de
sodio hidratado o alguna combinación de los dos.
La cantidad total de tripolifosfato de sodio, en
todas las formas, presente en la composición para pastillas, se
situará generalmente en un intervalo de 15% a 60% en peso de la
pastilla. Por lo tanto, se apreciará que la cantidad global de
tripolifosfato de sodio puede ser proporcionada al menos
parcialmente por otro material además de dichas partículas.
Las composiciones para pastillas de esta
invención contienen generalmente uno o más compuestos orgánicos
activos como detergentes. Preferentemente, estos proporcionan de 5%
a 50% en peso de la composición de la pastilla global o una zona de
la misma, más preferentemente de 8% o 9% en peso de la composición
hasta 40% o 50% en peso. Los compuestos orgánicos activos como
detergentes pueden ser aniónicos (jabonosos o no jabonosos),
catiónicos, de iones híbridos, anfóteros, no iónicos o una
combinación de estos, especialmente combinaciones de aniónicos o no
iónicos no jabonosos y posiblemente un jabón.
Los compuestos activos como detergentes aniónicos
pueden estar presentes en una cantidad de 0,5% a 50% en peso,
preferentemente de 2% o 4% a 30% o 40% en peso de la composición de
la pastilla o una zona de la pastilla.
Los tensioactivos aniónicos sintéticos (es decir,
no jabonosos) son bien conocidos por los expertos en la técnica.
Ejemplos incluyen alquilbenceno-sulfonatos,
particularmente alquilbenceno-sulfonatos de sodio
lineales que tienen una longitud de la cadena alquílica de
C_{8}-C_{15};
olefino-sulfonatos;
alcano-sulfonatos;
dialquil-sulfosuccinatos; y sulfonatos de ésteres
de ácidos grasos.
Un alquil-sulfato primario que
tiene la fórmula:
ROSO_{3}^{-}
M^{+}
en la que R es una cadena de alquilo o alquenilo
de 8 a 18 átomos de carbono, especialmente 10 a 14 átomos de
carbono y M^{+} es un catión solubilizante, es comercialmente
significativo como un componente activo como detergente aniónico.
Un alquil-benceno-sulfonato lineal
de
fórmula
en la que R es alquilo lineal de 8 a 15 átomos
de carbono y M^{+} es un catión solubilizante, especialmente
sodio, es también un componente activo como detergente aniónico
comercialmente
significativo.
Frecuentemente, este
alquil-benceno-sulfonato lineal o
alquil-sulfato primario de la fórmula anterior, o
una mezcla de los mismos, será el detergente aniónico deseado y
podrá proporcionar 75 a 100% en peso de cualquier detergente no
jabonoso aniónico en la composición.
En algunas formas de esta invención, la cantidad
de detergente aniónico no jabonoso se sitúa en un intervalo de 5%
en peso a 15% en peso de la composición de la pastilla o una zona
de la pastilla.
Puede ser deseable también incluir uno o más
jabones de ácidos grasos. Estos son preferentemente jabones de
sodio derivados de ácidos grasos que se producen de forma natural,
por ejemplo, los ácidos grasos de aceite de coco, sebo de ternera,
aceite de girasol o de colza endurecido.
Los compuestos de detergentes aniónicos adecuados
que pueden ser usados incluyen, en particular, los productos de
reacción de compuestos que tienen un grupo hidrófobo y un átomo de
hidrógeno reactivo, por ejemplo, alcoholes alifáticos, ácidos,
amidas o alquil-fenoles con óxidos de alquileno,
especialmente éter de óxido de etileno solo o con óxido de
propileno.
Los compuestos de detergentes no iónicos
específicos son condensados de
alquil(C_{8-22})-fenol-óxido
de etileno, los productos de condensación de alcoholes primarios o
secundarios de C_{8-20} alifáticos lineales o
ramificados con óxido de etileno, y productos preparados mediante la
condensación de óxido de etileno con los productos de reacción de
óxido de propileno y etilendiamina. Otros compuestos de detergentes
no iónicos incluyen alquil-poliglicósidos, óxidos de
aminas de cadena larga, óxidos de fosfinas terciarias y
dialquil-sulfóxidos.
Son especialmente preferidos los etoxilatos de
alcoholes primarios y secundarios, especialmente los alcoholes
primarios y secundarios de C_{9-11} y
C_{12-15} etoxilados con una media de 3 ó 5 a 20
moles de óxido de etileno por mol de alcohol.
En ciertas formas de esta invención, la cantidad
de detergente no iónico se sitúa en un intervalo de 4% a 40%, mejor
4% o 5% a 30% en peso de la composición de la pastilla o zona de la
pastilla.
Muchos compuestos activos como detergentes no
iónicos son líquidos. Estos pueden ser absorbidos en las partículas
de la composición.
La composición de una pastilla o una zona de la
pastilla contendrá generalmente de 15% a 80%, más habitualmente 15%
a 60% en peso de un coadyuvante de la detergencia. Este puede ser
proporcionado solamente por tripolifosfato de sodio, o parte de
éste puede estar proporcionada por otro material con propiedades de
ablandamiento del agua.
Adecuadamente esto podría ser un aluminosilicato
insoluble en agua o silicato de sodio en capas como se describe en
los documentos GB-A-1429143 y
US-A-4.664.839, respectivamente.
Más probablemente será un coadyuvante de la
detergencia soluble en agua. Los coadyuvantes de la detergencia
inorgánicos que pueden estar presentes incluyen carbonatos de
metales alcalinos (generalmente sodio); mientras que los
coadyuvantes de la detergencia orgánicos incluyen polímeros de
policarboxilatos, como poliacrilatos, copolímeros acrílico/maleicos
y fosfonatos acrílicos, policarboxilatos monómeros como citratos,
gluconatos, oxidisuccinatos, mono-, di- y
tri-succinatos de glicerol,
carboximetiloxisuccinatos, carboximetiloximalonatos, dipicolinatos
e hidroxietileniminodiacetatos.
Las pastillas pueden incluir polímeros de
policarboxilatos, más especialmente poliacrilatos y copolímeros
acrílico/maleicos que pueden actuar como coadyuvantes de la
detergencia e inhibir también los depósitos no deseados sobre la
tela desde el líquido de lavado.
En las formas preferidas de esta invención, la
composición que es compactada en forma de pastillas o las zonas de
la misma contiene
i) las partículas anteriormente mencionadas que
contienen tripolifosfato de sodio de fase I
ii) partículas adicionales que contienen
componente activo como detergente y otros ingredientes y,
opcionalmente
iii) otros ingredientes adicionales en forma de
partículas.
Las partículas del apartado (ii) pueden estar
presentes en una cantidad que sea mayor que la cantidad de
partículas del apartado (i). Es una característica de esta
invención que las partículas del apartado (i) proporcionan una
disgregación eficaz incluso bajo estas circunstancias.
Si se requiere una composición que incluya un
detergente no iónico, este es preferentemente incorporado en las
partículas del apartado (ii) junto con el detergente aniónico. Es
preferido que las partículas del apartado (i) estén sustancialmente
exentas de compuestos detergentes orgánicos (es decir, que
contengan menos de 5% de su propio peso de detergente, o mejor nada
en absoluto).
La incorporación del componente activo como
detergente en las partículas adicionales del apartado (ii) junto con
otros ingredientes tiene la ventaja de que estas y otras partículas
en la composición pueden formar una composición en forma de
partículas de flujo razonablemente libre, que es útil para ser
manejada antes de la compactación en forma de pastilla. Las
partículas del apartado (ii) pueden ser preparadas por métodos
convencionales para la elaboración de composiciones detergentes en
forma de partículas, como secado por aspersión o granulación.
Las pastillas de esta invención pueden incluir un
polímero orgánico soluble en agua, aplicado en forma de un
revestimiento a parte de las partículas constituyentes, y que sirve
como un aglutinante cuando las partículas son compactadas en forma
de pastillas. Este polímero puede ser un policarboxilato como los
mencionados con anterioridad.
Es preferido que este material aglutinante, si
está presente, funda a una temperatura de al menos 35ºC, mejor 40ºC
o por encima, que está por encima de las temperaturas ambientes en
muchos países templados. Para un uso en países más calurosos, será
preferible que la temperatura de fusión esté algo por encima de
40ºC, para que esté por encima de la temperatura ambiente.
Para una mayor conveniencia, la temperatura de
fusión del material aglutinante debe estar por debajo de 80ºC.
Los materiales aglutinantes preferidos son
polímeros orgánicos sintéticos de una temperatura de fusión
apropiada, especialmente polietilenglicol. El polietilenglicol de
peso molecular medio 1500 (PEG 1500) funde a 45ºC y se ha
demostrado que es adecuado. El polietilenglicol de peso molecular
superior, particularmente 4000 ó 6000, puede ser usado también.
Otras posibilidades son polivinilpirrolidona y
poliacrilatos y copolímeros de acrilatos solubles en agua.
El aglutinante puede ser aplicado adecuadamente a
las partículas por pulverización, por ejemplo, en forma de una
solución o dispersión. Si se usa, el aglutinante es usado
preferentemente en una cantidad en el intervalo de 0,1 a 10% en
peso de la composición de la pastilla, más preferentemente la
cantidad es al menos 1% o incluso al menos 3% en peso de las
pastillas. Preferentemente, la cantidad no está por encima de 8% ni
incluso 6% en peso, salvo que el aglutinante sirva para otra
función adicional.
Las pastillas pueden incluir otros ingredientes
que ayudan a la formación de pastillas. Los lubricantes para las
pastillas incluyen jabones de calcio, magnesio y zinc
(especialmente estearatos), talco, behapato de glicerilo, azúcar
Myvatex (marca registrada) TL de la empresa Eastman Kodak,
polietilenglicoles y sílices coloidales (por ejemplo, alusil (marca
registrada) de la empresa Crosfield Chemicals Ltd).
Las composiciones detergentes en forma de
pastillas según la invención pueden contener un sistema
blanqueador. Este comprende preferentemente uno o más compuestos
blanqueadores peroxigenados, por ejemplo, persales inorgánicas o
peroxiácidos orgánicos, que pueden ser empleados conjuntamente con
activadores para mejorar la acción blanqueadora a las bajas
temperaturas de lavado. Si está presente cualquier compuesto
peroxigenado, la cantidad probablemente se sitúa en un intervalo de
10% a 25% en peso de la composición.
Las persales inorgánicas preferidas son
monohidrato y tetrahidrato de perborato de sodio y percarbonato de
sodio, empleadas ventajosamente de forma conjunta con un activador.
Los activadores de blanqueo, también denominados precursores de
blanqueo, han sido ampliamente descritos en la técnica. Ejemplos
preferidos incluyen precursores de ácido peracético, por ejemplo,
tetraacetiletilen-diamina (TAED), actualmente de uso
comercial extendido conjuntamente con el perborato de sodio; y
precursores de ácido perbenzoico. Los activadores de blanqueo de
amonio cuaternario y fosfonio descritos en los documentos US
4751015 y US 4818426 (Lever Brothers Company) son también de
interés. Otro tipo de activador de blanqueo que puede ser usado,
pero que no es un precursor de blanqueo, es un catalizador de
metales de transición como se describen en los documentos
EP-A-458.397,
EP-A-458.398 y
EP-A-549.272. Un sistema
blanqueador puede incluir también un estabilizador de blanqueo
(secuestrante de metales pesados) como
tetrametilen-fosfonato de etilendiamina y
pentametilen-fosfonato de dietilentriamina.
Como se indicó anteriormente, si está presente un
blanqueador y es un blanqueador peroxigenado inorgánico soluble en
agua, la cantidad puede ser de 10% a 25% en peso de la
composición.
Las pastillas de detergente de la invención
pueden contener también una de las enzimas de detergencia bien
conocidas en la técnica por su capacidad para degradar y ayudar a
la supresión de diversas suciedades y manchas. Las enzimas
adecuadas incluyen las diversas proteasas, celulasas, lipasas,
amilasas y sus mezclas, que están destinadas a suprimir una
diversidad de suciedades y manchas de las telas. Ejemplos de
proteasas adecuadas son Maxatase (marca registrada) suministrada
por la empresa Gist-Brocades N.V., Delft, Holanda y
Alcalase (marca registrada) y Savinase (marca registrada)
suministradas por la empresa Novo Industri A/S, Copenhage,
Dinamarca. Las enzimas de detergencia son empleadas comúnmente en
la forma de gránulos o grumos, opcionalmente con un revestimiento
protector, en una cantidad de aproximadamente 0,1% a aproximadamente
3,0% en peso de la composición; y estos gránulos o grumos no
presentan ningún problema con respecto a la compactación para
formar pastillas.
Las pastillas de detergente de la invención
pueden contener también un fluorescente (abrillantador óptico), por
ejemplo, Tinopal (marca registrada) DMS o Tinopal CBS disponibles
en la empresa Ciba-Geigy AG, Basilea, Suiza. El
Tinopal DMS es
4,4'-bis-(2-morfolino-4-anilino-s-triazin-6-ilamino)estilbeno-disulfonato
de disodio; y Tinopal CBS es
2,2'-bis-(fenil-estiril)-disulfonato
de disodio.
Ventajosamente se incluye un material
antiespumante, especialmente si la pastilla de detergente está
destinada principalmente a ser usada en máquinas lavadoras
automáticas de tipo tambor de carga frontal. Los materiales
antiespumantes adecuados están habitualmente en forma granular, como
los descritos en el documento EP 266863A (Unilever). Estos gránulos
antiespumantes comprenden normalmente una mezcla de aceite de
silicona, vaselina de petróleo, sílice hidrófoba y
alquil-fosfato como material activo antiespumante,
incluido en un material portador inorgánico basado en carbonato
soluble en agua absorbido y poroso. Los gránulos de antiespumante
pueden estar presentes en una cantidad hasta 5% en peso de la
composición.
Puede ser deseable también que una pastilla
detergente de la invención incluya una cantidad de un silicato de
metal alcalino, particularmente orto-, meta- o
di-silicato de sodio. La presencia de estos
silicatos de metales alcalinos a niveles, por ejemplo, de 0,1% en
peso a 10% en peso, puede ser ventajosa para proporcionar una
protección contra la corrosión de las partes metálicas en máquinas
lavadoras, aparte de proporcionar alguna medida de mejora de la
detergencia y suministrar ventajas de tratamiento en la elaboración
del material en forma de partículas que es compactado en forma de
pastillas.
Otros ingredientes que pueden ser opcionalmente
empleados en la pastilla de detergente de la invención incluyen
agentes de anti-redepósito como
carboximetilcelulosa de sodio, polivinilpirrolidona de cadena lineal
y éteres de celulosa como metil-celulosa y
etil-hidroxietil-celulosa, agentes
suavizantes de telas; secuestrantes de metales pesados como EDTA;
perfumes y colorantes o partículas coloreadas.
Una pastilla de detergente de esta invención, o
una parte discreta de esta pastilla, es una matriz de partículas
compactadas.
Preferentemente, la composición en forma de
partículas tiene un tamaño medio de partículas en el intervalo
de
200 \mum a 2.000 \mum, más preferentemente de 250 \mum a 1.400 \mum. Las partículas finas, más pequeñas que 180 \mum o 200 \mum, pueden ser eliminadas tamizando antes de la formación de las pastillas, si se desea, aunque se ha observado que esto no siempre es esencial.
200 \mum a 2.000 \mum, más preferentemente de 250 \mum a 1.400 \mum. Las partículas finas, más pequeñas que 180 \mum o 200 \mum, pueden ser eliminadas tamizando antes de la formación de las pastillas, si se desea, aunque se ha observado que esto no siempre es esencial.
Aunque la composición de partida en forma de
partículas puede tener en principio cualquier densidad aparente, la
presente invención es especialmente relevante para pastillas
preparadas compactando polvos de densidad aparente relativamente
elevada, debido a su mayor tendencia a exhibir problemas de
disgregación y dispersión. Estas pastillas, tienen la ventaja, en
comparación con una pastilla derivada de un polvo de baja densidad
aparente, de que una dosis dada de composición puede ser presentada
en forma de una pastilla más pequeña.
Por tanto, la composición de partida en forma de
partículas puede tener adecuadamente una densidad aparente de al
menos 400 g/litro, preferentemente al menos 500 g/litro y,
ventajosamente, al menos 700 g/litro.
Las composiciones detergentes granulares de
densidad aparente elevada preparadas por granulación y
densificación en un mezclador/granulador a velocidad elevada, como
se describe y reivindica en los documentos EP 340013A (Unilever),
EP 352135A (Unilever) y EP 425277A (Unilever), o mediante
procedimientos continuos de granulación/densificación descritos y
reivindicados en los documentos EP 367339A (Unilever) y EP 390251A
(Unilever) son inherentemente adecuados para ser usados en la
presente invención.
Como se mencionó anteriormente, una pastilla
puede ser homogénea o heterogénea.
Está previsto que las partículas con un elevado
contenido de tripolifosfato de sodio de fase 1 estén
preferentemente distribuidas por la totalidad de una pastilla
homogénea. Sin embargo, es posible que estén contenidas en una o
más zonas discretas de una pastilla heterogénea, como en forma de
una capa o una inserción suficientemente grande para constituir de
10% a 90% en peso de la pastilla completa. La presencia de esta
capa o inserción puede ayudar a deshacer la pastilla completa
cuando se coloque en agua. Una pastilla heterogénea puede contener
globalmente las proporciones anteriormente mencionadas de 5 a 50% en
peso de componente activo como detergente y de 10 ó 15 a 80% en
peso de coadyuvante de la detergencia.
La formación de las pastillas supone la
compactación de una composición en forma de partículas. Se conoce
una diversidad de maquinarias para la formación de pastillas que
pueden ser usadas. Generalmente, funcionará cortando una cantidad
de la composición en forma de partículas que se confina en una
matriz.
La formación de las pastillas se puede llevar a
cabo a temperatura ambiente o a una temperatura por encima de la
ambiente que pueda permitir que se consiga una resistencia adecuada
con la aplicación de menos presión durante la compactación. Con el
fin de llevar a cabo la formación de pastillas a una temperatura
que esté por encima de la ambiente, la composición en forma de
partículas es suministrada preferentemente a la maquinaria de
formación de pastillas a una temperatura elevada. Naturalmente,
esto suministrará calor a la maquinaria de formación de pastillas,
pero la maquinaria puede ser calentada también de algún otro
modo.
Si se suministra cualquier calor, está previsto
que éste sea suministrado de forma convencional, por ejemplo
haciendo pasar la composición en forma de partículas a través de
una estufa, en lugar de mediante cualquier aplicación de energía de
microondas.
El tamaño de la pastilla variará adecuadamente en
el intervalo de 10 a 160 gramos, preferentemente de 15 a 60 g,
dependiendo de las condiciones de uso previstas, y de si representa
una dosis para una carga media en una máquina lavadora para telas o
lavavajillas o una parte fraccionada de esta dosis. Las pastillas
pueden ser de cualquier forma. Sin embargo, para facilidad de
envasado, preferentemente son bloques de sección transversal
sustancialmente uniforme, como cilindros o cuboides. La densidad
global de una pastilla se sitúa preferentemente en un intervalo de
1040 ó 1050 gramos por litro hasta 1300 g/litro. La densidad de la
pastilla se puede situar en un intervalo hasta no más de 1250 o
incluso 1200 g/litro.
Se prepararon pastillas para ser usadas en el
lavado de telas, partiendo de un polvo de base secado por aspersión
de la siguiente composición:
| Alquilbenceno-sulfonato de sodio lineal | 11,83% |
| Tripolifosfato de sodio, tipo 1A^{1} | 44,83% |
| Detergente no iónico | 7,88% |
| Silicato de sodio | 11,83% |
| Jabón | 1,13% |
| Carboximetil-celulosa de sodio | 0,90% |
| Copolímero de acrilato/maleato | 3,20% |
| Sulfato de sodio e ingredientes menores | 3,00% |
| Agua | resto hasta 100% |
| 1. Este contenía menos de 30% de la forma de fase I de tripolifosfato de sodio anhidro. | |
| 2. Alcohol graso C_{13-15} 7EO. |
Este polvo se mezcló con partículas de
tripolifosfato de sodio poroso que se especificó que contenía 70%
de forma de fase I y contenía 3,5% de agua de hidratación
(Rhodia-Phos HPA 3,5 de la empresa
Rhone-Poulenc) y otros ingredientes detergentes
como en la Tabla posterior. Una composición comparativa del polvo
de base se mezcló con urea y otros ingredientes detergentes.
Las dos composiciones contenían por tanto los
siguientes porcentajes en peso:
| Ejemplo 1 | Comparativo A | |
| Polvo de base | 63,25 | 63,25 |
| Tetrahidrato de perborato de sodio | 10,40 | 10,40 |
| Gránulos de tetraacetiletilendiamina (TAED) | 4,00 | 4,00 |
| Gránulo de antiespumante | 2,00 | 2,00 |
| Enzimas | 0,85 | 0,85 |
| Fosfonato | 0,50 | 0,50 |
| Carbonato de sodio | 3,60 | 3,60 |
| Tripolifosfato de sodio HPA | 15,00 | Nada |
| Urea | Nada | 15,00 |
\newpage
Se prepararon partes de 35 g de cada composición
en forma de pastillas cilíndricas de 44 mm de diámetro, usando una
prensa manual Carver.
La resistencia de estas pastillas se midió usando
una máquina de ensayos universal Instron para comprimir una
pastilla hasta que se rompiera. El valor de la tensión de fractura
diametral (DFS) se calculó seguidamente usando la ecuación:
\sigma = \frac{2P}{\pi
DT}
en la que \sigma es la tensión de fractura
diametral en pascales, P es la carga aplicada en Newtons para
provocar la fractura, D es el diámetro de la pastilla en metros y t
es el grosor de la pastilla en
metros.
La descomposición, dispersión y disolución de las
pastillas se midió mediante un procedimiento de ensayo en el que
una pastilla se coloca en un tamiz de plástico con un tamiz de
malla de 2 mm que se sumergió en 9 litros de agua desmineralizada a
temperatura ambiente de 22ºC y se hizo rotar a 200 rpm. La
conductividad del agua se verificó hasta que alcanzó un valor
constante.
El tiempo para la descomposición y dispersión de
las pastillas se tomó como el tiempo (T_{90}) para que el cambio
en la conductividad del agua alcanzara un 90% de su magnitud final.
Esto se confirmó también mediante la observación visual del
material que quedaba en el tamiz rotatorio. Los resultados
fueron:
| Ejemplo 1 | Comparativo A | |
| Resistencia de la pastilla (kPa) | 19,50 | 21,9 |
| Disolución de la pastilla T_{90} (min) | 3,35 | 13,4 |
Esto muestra que las pastillas de este ejemplo se
disolvieron mucho más rápido que las pastillas comparativas de
resistencia similar preparadas con urea.
Se prepararon tabletas adicionales usando el
mismo polvo de base secado por aspersión que en el Ejemplo 1. Las
pastillas que representan la invención y las pastillas comparativas
se prepararon con una formulación como sigue:
| Ingrediente | % en peso |
| Polvo de base | 62,00 |
| Tetrahidrato de perborato de sodio | 12,60 |
| Gránulos de TAED | 3,00 |
| Gránulo de antiespumante | 2,00 |
| Enzimas | 0,85 |
| Fosfonato | 0,50 |
| Perfume | 0,45 |
| Ingrediente soluble, variable | 18,60 |
Se usaron diversos materiales solubles como el
ingrediente soluble variable, como se expone en la tabla siguiente.
Las pastillas se prepararon como en el Ejemplo 1, usando niveles
variables de fuerza de compactación. Los valores resultantes de DFS
y T_{90} se proporcionan también en la tabla siguiente:
El tripolifosfato de sodio de calidad HPA (usado
también en el Ejemplo 1) se especifica que contiene 70% de fase I,
y que contiene 3,5% de agua de hidratación.
El Empihos D, disponible en la empresa Albright
& Wilson, tiene un contenido muy elevado de tripolifosfato de
fase II. El contenido de fase I es 10% y el contenido de agua es
0,2%.
Empihos E, disponible en la empresa Albright
& Wilson, se especifica que tiene 50% de fase I, y que contiene
1% de agua de hidratación.
Estos resultados muestran que el HPA según la
invención aumenta la disolución en comparación con pastillas
comparativas similares que contienen sulfato de sodio y Emiphos D
o E. Al contrario que la urea, funciona como un coadyuvante de la
detergencia en el líquido de lavado.
Se prepararon pastillas adicionales para ser
usadas en el lavado de telas con un polvo de base secado por
aspersión de la siguiente composición:
- \text{*}
- Menos de 30% de forma de fase I.
Se prepararon pastillas con las tres
formulaciones en las que se usaron diferentes tipos de
tripolifosfato de sodio:
Las diferentes calidades de tripolifosfato de
sodio que se usaron fueron como sigue:
El tripolifosfato HPA fue el mismo que en los
Ejemplos 1 y 2.
El Thermphos NW, disponible en la empresa
Hoechst, se usó en calidades que contenían 84% de fase 1 y 3,5% de
agua de hidratación o nada de agua de hidratación.
Estas diversas composiciones se prepararon en
forma de pastillas de detergentes como en el Ejemplo 1, de forma
que todas las pastillas tenían un peso de 35 g y un diámetro de 44
mm. Las pastillas se prepararon con una suficiente fuerza de
compactación para producir pastillas de resistencia muy similar.
Todas las pastillas tenían una tensión de fractura diametral de
aproximadamente 12 kPa.
El tiempo para la descomposición y dispersión de
estas pastillas se midió como en el Ejemplo 1, y los resultados
obtenidos se exponen en la siguiente tabla:
| Tripolifosfato | Fase I % | Agua de hidratación % | T_{90%} disolución (minutos) | |
| 3A | HPA | 70,0 | 3,5 | 2,5 |
| 3B | Termphos NW | 84,0 | 0 | 7,0 |
| 3C | Termphos NW | 84,0 | 3,5 | 4,5 |
Estos resultados proporcionan una demostración
adicional de que mediante la incorporación de tripolifosfato de
sodio con un contenido de fase I y agua de hidratación según la
invención se consiguen velocidades más elevadas de disolución y
disgregación.
Claims (14)
1. Una pastilla para una composición detergente
en forma de partículas compactadas, que contiene uno o más
compuestos activos como detergentes junto con tripolifosfato de
sodio y otros ingredientes, en la que la pastilla o una zona de la
misma comprende partículas que contienen tripolifosfato de sodio con
un contenido de la forma de fase I que es más de 40% basado en el
peso del tripolifosfato de sodio en dichas partículas, y en la que
el tripolifosfato de sodio en dichas partículas contiene agua de
hidratación distribuida por todo el tripolifosfato en una cantidad
de más de 2% y menos de 5% en peso del tripolifosfato de sodio en
las partículas.
2. Una pastilla según la reivindicación 1, en la
que el tripolifosfato de sodio en dichas partículas tiene un
contenido de la forma de fase I que es al menos 50% en peso del
tripolifosfato de sodio en dichas partículas.
3. Una pastilla según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la cantidad de dicha agua de
hidratación es más de 2% a 4% en peso del tripolifosfato de sodio
en las partículas.
4. Una pastilla según una de las reivindicaciones
anteriores, en la que el tripolifosfato de sodio en dichas
partículas es poroso.
5. Una pastilla según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el tripolifosfato en dichas
partículas se hidrata hasta al menos 90% de su estado de
hidratación completo en un minuto cuando dichas partículas entran
en contacto con agua a 80ºC.
6. Una pastilla según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el tripolifosfato de sodio
en dichas partículas proporciona de 12% a 35% en peso de la
pastilla o zona de la misma.
7. Una pastilla según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la pastilla o zona de la
misma contiene también partículas adicionales, que contienen
componente activo como detergente mezclado con otro material,
estando presentes estas partículas adicionales en una cantidad mayor
que dichas primeras partículas que contienen el tripolifosfato.
8. Una pastilla de composición de detergente en
forma de partículas compactadas, que contiene uno o más compuestos
activos como detergentes junto con tripolifosfato de sodio y otros
ingredientes, en la que la pastilla o una zona de la misma
comprende:
i. partículas que contienen tripolifosfato de
sodio con un contenido de la forma de fase I que es más de 40% en
peso del tripolifosfato de sodio en dichas partículas, en las que
el tripolifosfato de sodio en dichas partículas contiene agua de
hidratación en una cantidad de más de 2% y menos de 5% en peso del
tripolifosfato de sodio en las partículas; y
ii. partículas adicionales, que contienen
componente activo como detergente mezclado con otro material,
estando presentes estas partículas adicionales en una cantidad
mayor que dichas primeras partículas que contienen
tripolifosfato.
9. Una pastilla según la reivindicación 7 o la
reivindicación 8, en la que dichas primeras partículas que
contienen tripolifosfato están sustancialmente exentas de
componente activo como detergente orgánico, de forma que contienen
no más de 5% de su propio peso de componente activo como detergente
orgánico, preferentemente nada.
10. Una pastilla según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 9, en la que dichas partículas adicionales que
contienen detergente contienen un componente activo como detergente
orgánico tanto aniónico como no iónico junto con tripolifosfato de
sodio.
11. Una pastilla según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la pastilla o una zona de la
misma contiene de 5% a 50% en peso de componente activo como
detergente orgánico y de 10% a 80% en peso de coadyuvante de la
detergencia que incluye tripolifosfato de sodio.
12. Una pastilla según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la pastilla o una zona de la
misma contiene de 2% a 30% en peso de policarboxilato soluble en
agua.
13. Un procedimiento para preparar una pastilla
según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que
comprende mezclar
a) partículas que contienen tripolifosfato de
sodio con un contenido de la forma de fase I que es más de 40% en
peso del tripolifosfato de sodio en dichas partículas, en las que
el tripolifosfato de sodio en dichas partículas contiene agua de
hidratación en una cantidad de más de 2% y menos de 5% en peso del
tripolifosfato de sodio en las partículas, con
\newpage
b) otro material, para formar una composición
detergente en forma de partículas y compactar la composición para
formar una pastilla o una zona de la misma.
14. Un procedimiento para preparar una pastilla
según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, que comprende
mezclar
a) partículas que contienen tripolifosfato de
sodio con un contenido de la forma de fase I que es más de 40% en
peso del tripolifosfato de sodio en dichas partículas, en las que
el tripolifosfato de sodio en dichas partículas contiene agua de
hidratación en una cantidad de más de 2% y menos de 5% en peso del
tripolifosfato de sodio en las partículas, y dichas partículas están
sustancialmente exentas de detergente orgánico de forma que
contienen menos de 5% de su propio peso de detergente orgánico y
preferentemente nada, con una cantidad mayor de
b) partículas adicionales que contienen
componente activo como detergente mezclado con otro material, para
formar una composición detergente en forma de partículas y
compactar esa composición para formar una pastilla o una zona de la
misma.
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