ES2226092T3 - Composiciones granulares con disolucion mejorada. - Google Patents
Composiciones granulares con disolucion mejorada.Info
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Abstract
Una composición detergente que comprende (a) de 1% a 50%, referido al número total de partículas discretas en dicha composición, de partículas sustancialmente pegajosas que contienen al menos 15%, en peso de dichas partículas pegajosas, de un tensioactivo sustancialmente pegajoso, donde dichas partículas pegajosas tienen una media geométrica del diámetro de partícula de 300 micrómetros a 700 micrómetros con una desviación estándar geométrica menor que 1, 8, y una densidad aparente de al menos 650 g/l; y (b) más de 35%, referido al número total de partículas discretas en dicha composición, de partículas sustancialmente no pegajosas que tienen una media geométrica del diámetro de partícula de 200 micrómetros a 500 micrómetros con una desviación estándar geométrica mayor que 1, 2, y una densidad aparente menor que 500 g/l; en la que la cantidad total de tensioactivo detersivo en dicha composición es al menos 15% en peso de dicha composición.
Description
Composiciones granulares con disolución
mejorada.
La presente invención se refiere a mejorar la
disolución de una composición detergente granular, especialmente en
disoluciones para lavado de ropa a bajas temperaturas (es decir,
inferiores a aproximadamente 30ºC). Más particularmente, la
composición detergente contiene partículas que tienen propiedades
físicas seleccionadas óptimamente, tal como tamaño de partícula,
densidad de partículas y concentración de los ingredientes
detergentes, para lograr un comportamiento en lo que se refiere a
la disolución mejorado.
Recientemente, en la industria de detergentes ha
habido un interés considerable por detergentes para el lavado de
ropa que sean "compactos" y que, por lo tanto, tengan
volúmenes de dosificación bajos. Para facilitar la producción de
estos detergentes denominados de dosificación baja, se han hecho
muchos intentos para producir detergentes de densidad aparente alta,
por ejemplo, con una densidad de 600 g/l o superior. Estos
detergentes de dosificación baja tienen actualmente mucha demanda
porque conservan recursos y se pueden vender en envases pequeños que
son más convenientes para los consumidores. Desafortunadamente,
tales productos detergentes de baja dosificación o "compactos"
experimentan problemas de disolución, especialmente en las
disoluciones para lavado de ropa a bajas temperaturas (es decir,
inferiores a aproximadamente 30ºC). Más específicamente, la escasa
disolución da lugar a la formación de "agregados" que aparecen
como masas blancas sólidas que quedan en la lavadora o sobre la
ropa lavada después de los ciclos de lavado convencionales. Estos
"agregados" son especialmente frecuentes bajo condiciones de
lavado a bajas temperaturas y/o cuando el orden de adición a la
lavadora es primero el detergente para lavado de ropa, segundo la
ropa y finalmente el agua (comúnmente conocido como "orden
inverso de adición" o "ROOA", del inglés Reverse Order Of
Addition). Similarmente, este fenómeno de agregación puede
contribuir a la dispensación incompleta del detergente en las
lavadoras provistas de cajones dispensadores o en otros dispositivos
dispensadores, tales como una granuleta. En este caso, el resultado
indeseado es un residuo de detergente no disuelto en el dispositivo
dispensador.
Se ha hallado que la causa del citado problema de
disolución está asociada con la "formación de puentes" de una
sustancia de "tipo gel" entre partículas que contienen
tensioactivo, para formar "agregados" indeseables." La
sustancia de tipo gel responsable de la indeseable "formación de
puentes" de partículas en "agregados" tiene su origen en la
disolución parcial de tensioactivo en las disoluciones acuosas para
lavado de ropa, disolución parcial que causa la formación de una
fase o pasta tensioactiva muy viscosa que se une a, o, de otro
modo, "forma puentes con", otras partículas que contienen
tensioactivo para formar "agregados"." A este indeseable
fenómeno de disolución se hace comúnmente referencia como formación
de "grumo-gel". Además del efecto viscoso de
"formación de puentes" de tensioactivo, las sales inorgánicas
tienen tendencia a hidratarse, lo que puede también causar la
"formación de puentes" de partículas que se unen entre sí por
medio de hidratación. En particular, las sales inorgánicas se
hidratan entre sí para formar una estructura de jaula que presenta
una disolución escasa y, finalmente, acaba como un "agregado"
después del ciclo de lavado. Por lo tanto, sería deseable tener una
composición detergente que no experimentara los problemas de
disolución indicados anteriormente, con objeto de conseguir una
eficacia limpiadora
mejorada.
mejorada.
La técnica anterior está repleta de descripciones
que se dirigen a los problemas de disolución asociados con las
composiciones detergentes granulares. Por ejemplo, la técnica
anterior sugiere limitar el uso y la clase de sales inorgánicas que
pueden causar agregados por medio de la "formación de puentes"
de sales hidratadas durante el ciclo de lavado de ropa. Se
consideran razones específicas de sales inorgánicas seleccionadas,
con objeto de minimizar los problemas de disolución. Sin embargo,
tal disolución reduce la flexibilidad de formulación y procesamiento
que es necesaria para la comercialización actual de productos
detergentes a gran escala. La técnica anterior ha sido sugeridos
otros diversos mecanismos, todos los cuales implican una alteración
de la formulación y reducir así la flexibilidad de formulación.
Como consecuencia, sería deseable, por tanto, tener una composición
detergente que tuviera una disolución mejorada sin inhibir
significativamente la flexibilidad de formulación.
El documento británico nº 2116200 se refiere a
aglomerados tensioactivos que tienen disolución mejorada debido a
la incorporación en ellos de un tensioactivo aniónico
etoxilado.
El documento de EE.UU. nº 5152932 se refiere a
aglomerados detergentes obtenidos mediante un procedimiento de
neutralización continua y que tiene una capacidad detergente
aumentada debido a la presencia en ellos de PEG y/o un tensioactivo
no iónico etoxilado.
El documento de EE.UU. nº 5366652 se refiere a
aglomerados detergentes que tienen una fluidez mejorada debido a la
incorporación en ellos de un material anhidro.
El documento de EE.UU. nº 5431857 se refiere a
aglomerados tensioactivos que tienen solubilidad mejorada debido a
la incorporación en ellos de un auxiliar de aglomeración tal como
PEG o PEO.
El documento británico nº 2289687 se refiere a
composiciones detergentes que contienen tensioactivo aniónico que
tienen una solubilidad mejorada en agua fría debido a la presencia
en ellos de una sal potásica.
Por tanto, a pesar de las revelaciones de la
técnica anterior discutidas previamente, sería deseable tener una
composición detergente que presentara una eficacia limpiadora
mejorada. También, sería deseable, por tanto, tener tal composición
detergente que tuviera tal disolución mejorada sin inhibir
significativamente la flexibilidad de formulación.
La invención satisface las necesidades anteriores
proporcionando una composición detergente que tiene una disolución
mejorada en disoluciones de lavado de ropa, especialmente en
disoluciones que se mantienen a bajas temperaturas (es decir,
inferiores a aproximadamente 30ºC). Se usa una combinación de
propiedades físicas seleccionadas óptimamente, de diversos
ingredientes detergentes en forma de partículas en una composición
detergente para lograr una eficacia de la disolución mejorada.
Específicamente, la composición detergente comprende de 1% a 50%,
basado en el número total de partículas discretas en la
composición, de partículas sustancialmente "pegajosas" con
ciertas especificaciones de composición, tamaño y densidad. Las
partículas sustancialmente pegajosas contienen al menos 15%, en peso
de las partículas pegajosas, de un "tensioactivo sustancialmente
pegajoso". Además, las partículas sustancialmente pegajosas
tienen una media geométrica del diámetro de las partículas de 300
micrómetros a 700 micrómetros con una desviación estándar
geométrica menor que 1,8, y una densidad aparente de al menos 650
g/l. Adicionalmente, la composición incluye al menos 35%, referido
al número total de partículas discretas en la composición de
mezcla, de partículas sustancialmente no pegajosas que tienen una
media geométrica del diámetro de partículas de 200 micrómetros hasta
500 micrómetros con una desviación estándar geométrica mayor que
1,2, y una densidad aparente menor que 500 g/l. Las partículas
sustancialmente no pegajosas pueden incluir cargas inorgánicas,
mejoradores de la detergencia, "tensioactivos sustancialmente no
pegajosos" y otros ingredientes. Típicamente, las partículas no
pegajosas tendrán una concentración sustancialmente baja hasta nula
(es decir, menor que 10% en una base ponderal) de tensioactivos
pegajosos. La cantidad total de tensioactivos, incluyendo
tensioactivos tanto pegajosos como no pegajosos, en la composición
es al menos 15% en peso de la composición.
Con las concentraciones en partículas óptimamente
seleccionadas mencionadas anteriormente, las densidades de
partículas respectivas, los tamaños de partícula y los intervalos
de tamaño de partícula según se mide por los parámetros
estadísticos media geométrica y la desviación estándar geométrica,
la composición muestra inesperablemente una dispersión y disolución
superiores en disoluciones para lavado de ropa a baja temperatura.
También se proporciona un método de lavado de ropa que comprende
las etapas de poner en contacto la ropa sucia con una cantidad
eficaz de una composición detergente según las composiciones
descritas en esta memoria en una disolución acuosa de lavado.
La invención proporciona una composición
detergente que presenta una dispersión y disolución mejoradas en
disoluciones acuosas para lavado de ropa. Se ha encontrado que
seleccionando óptimamente propiedades físicas de diversas
partículas contenidas en composiciones detergentes granulares, se
puede mejorar la disolución. Como se ha mencionado previamente, las
formulaciones típicas detergentes que se disuelven en disoluciones
acuosas para lavado de ropa forman una fase o pasta tensioactiva
muy viscosa que se une a, o, de otro modo, "forma puentes
con", otras partículas que contienen tensioactivo para formar
"agregados" causando finalmente la formación de
"grumo-gel".
Según se usa en esta memoria, la frase
"partículas discretas" significa partículas, aglomerados o
gránulos individuales que se pueden identificar por medio de
microscopía de barrido electrónico como unidades discretas de masa.
Para cada tipo de componente partícula en una mezcla, las partículas
discretas de este tipo tiene una composición igual o
sustancialmente similar independientemente de si las partículas
están en contacto con otras partículas. Para componentes
aglomerados, los propios aglomerados se consideran como partículas
discretas, y cada partícula discreta puede estar compuesta de un
material compuesto de partículas primarias más pequeñas y
composiciones aglutinantes. Según se usa en esta memoria, la frase
"media geométrica del diámetro de partícula" significa el
diámetro medio geométrico referido a masa de un conjunto de
partículas discretas medido mediante cualquier técnica estándar de
medida del tamaño de partícula basada en la masa, tal como
tamización en seco. Según se usa en esta memoria, la frase
"desviación estándar geométrica" de una distribución de tamaño
de partícula significa la anchura geométrica de la función
logarítmica normal de mejor ajuste con relación a los datos de
tamaños de partículas anteriormente mencionados.
Según se usa en esta memoria, la frase
"mejorador de la detergencia" significa cualquier material
inorgánico que tiene una eficacia "mejoradora" en el contexto
de la detergencia, y, específicamente, cualquier material orgánico o
inorgánico capaz de eliminar la dureza del agua de las disoluciones
de lavado. Según se usa en esta memoria, la expresión "densidad
aparente" se refiere a la densidad aparente de polvo no
comprimido, ni compactado, medida al verter un exceso de la muestra
de polvo en un recipiente metálico liso (por ejemplo un cilindro de
500 ml de volumen) a través de un embudo, quitar el exceso del
cúmulo situado por encima del borde del recipiente, medir la masa
restante de polvo y dividir la masa por el volumen del recipiente.
Según se usa en esta memoria, la expresión "tensioactivos
sustancialmente pegajosos" se refiere a un tensioactivo o
sistema de mezcla de tensioactivo que consiste principalmente en
tensioactivos que contribuyen sustancialmente a la formación de
grumo-gel en disoluciones de lavado de baja
temperatura, incluyendo las clases generales de
alquilbencenosulfonatos, alquiletoxisulfatos y tensioactivos no
iónicos. Según se usa en esta memoria, la frase "tensioactivo
sustancialmente no pegajoso" se refiere a un tensioactivo o
sistema de mezcla de tensioactivo que consiste principalmente en
tensioactivos que no contribuyen sustancialmente a la formación de
grumo-gel en disoluciones de lavado a baja
temperatura, tales como alquilsulfatos de cadena lineal con un
alquilcarburo de longitud de cadena media de al menos 12. Según se
usa en esta memoria, todas las especificaciones de nivel de la
composición y distribución del tamaño se hacen en una base másica
salvo que se especifique de otra forma. En los casos en los que el
nivel se especifica en una base numérica, los cálculos usados para
convertir de una base másica a una numérica se exponen en el
Ejemplo III que se ilustra más adelante.
Se ha encontrado que la "formación de
grumo-gel" se puede evitar minimizando el efecto
de "formación de puentes" o puntos de contacto entre las
partículas que tienden a ser "pegajosas" tales como las
partículas que contienen sistemas tensioactivos que consisten
principalmente en tensioactivos sustancialmente pegajosos. Esto se
logra por la presente invención mediante la formulación de la
composición detergente con niveles selectivamente decrecientes de
partículas que contienen tensioactivo, en las que "nivel" está
basado en la "fracción en número" total de partículas
discretas en la composición. Además, el tamaño de partícula y su
anchura de distribución (es decir, intervalo de distribución) de
las partículas sustancialmente pegajosas se seleccionan
óptimamente. La eliminación posterior del efecto de "formación de
puentes" que provoca indeseables problemas de disolución se
logra mediante el incremento del nivel de otros componentes en
forma de partículas que típicamente no son "pegajosos", y por
tanto, no tienden a "formar puentes" con partículas fácilmente
dando lugar a la formación de agregados o grumo-gel.
De nuevo, el nivel de las partículas no pegajosas se basa en el
número total de partículas discretas en la composición detergente.
Las propiedades físicas, tales como el tamaño de partícula y la
distribución y densidad, de las partículas sustancialmente no
pegajosas también se seleccionan óptimamente. Se debe entender que
las "partículas discretas" que contienen tensioactivos u otros
ingredientes tales como mejoradores de la detergencia inorgánicos
pueden estar en forma de partículas mezcladas, gránulos secados por
pulverización, y/o aglomerados, dependiendo de la formulación total
deseada y de la densidad del producto.
Aunque sin querer limitarse a la teoría, se cree
que seleccionando partículas sustancialmente pegajosas
relativamente grandes y densidad relativamente alta con niveles, de
moderados a altos, de tensioactivo en cada partícula discreta en
combinación con partículas sustancialmente no pegajosas
relativamente pequeñas, el efecto de "formación de puentes" se
puede reducir considerablemente en cuanto a que hay relativamente
pocos (o al menos inferiores) puntos de contacto entre las
denominadas partículas que contienen tensioactivo "pegajoso".
Esto, a su vez, reduce la formación de grumo-gel
dando como resultado una dispersión y disolución mejoradas de la
composición detergente en disoluciones acuosas de lavado de ropa,
especialmente en disoluciones a bajas temperaturas. Se debe
entender, sin embargo, que las propiedades físicas de la
composición detergente se deben mantener dentro de límites
razonables con tal de asegurar que los atributos del producto de la
composición detergente típicos se mantengan. Por ejemplo, aunque un
mayor tamaño de una partícula pegajosa puede ayudar a promover
mejor dispersión, el tamaño de partícula de las partículas
pegajosas no debe ser extremadamente grande tal que requiera una
cantidad excesiva de tiempo antes de disolverse en la disolución
acuosa de lavado de ropa. De forma similar, el tamaño de partícula
de las partículas sustancialmente no pegajosas no debe ser
extremadamente pequeño y tener una densidad muy baja de forma que
la composición detergente sea extremadamente "polvorienta".
Finalmente, el balance entre las partículas sustancialmente
pegajosas más grandes y las partículas sustancialmente no pegajosas
más pequeñas se debe seleccionar para evitar una segregación del
producto importante en la caja del producto detergente antes de
usarlo. Como se ha indicado previamente, la presente invención
proporciona una selección óptima de diversas propiedades físicas
para proporcionar la mejora en la capacidad de disolución mejorada
deseada.
Con este fin, la media geométrica del diámetro de
partícula basada en la masa de las partículas sustancialmente
pegajosas es de 300 micrómetros a 700 micrómetros con una
desviación estándar geométrica menor que 1,8, preferiblemente de
350 micrómetros a 650 micrómetros con una desviación estándar
geométrica menor que 1,7, y lo más preferiblemente 400 micrómetros a
600 micrómetros con una desviación estándar geométrica menor que
1,6. Las composiciones incluyen partículas sustancialmente
pegajosas que tienen al menos 15%, preferiblemente al menos 35%, y
lo más preferiblemente al menos 45%, en peso de las partículas
pegajosas, de un tensioactivo sustancialmente pegajoso. Aunque son
adecuados una amplia variedad de tensioactivos pegajosos para usar
en las composiciones detergentes de la invención, un tensioactivo
sustancialmente pegajoso especialmente preferido es una sal
potásica de un tensioactivo seleccionado del grupo que consiste en
alquilbencenos lineales, alquiletoxisulfatos, y sus mezclas. La
densidad aparente media de las partículas sustancialmente pegajosas
es al menos 650 g/l.
La media geométrica del diámetro de partícula de
las partículas sustancialmente no pegajosas es preferiblemente de
200 micrómetros a 500 micrómetros con una desviación estándar
geométrica menor que 1,2, preferiblemente de 250 micrómetros a 450
micrómetros con una desviación estándar geométrica mayor que 1,4
más preferiblemente de 300 micrómetros a 400 micrómetros con una
desviación estándar geométrica mayor que 1,6. Las composiciones
preferidas incluyen partículas que contienen mejoradores de la
detergencia inorgánicos que tienen menos de 10%, más preferiblemente
menos de 5%, y lo más preferiblemente menos de 1%, en peso de las
partículas no pegajosas, de un tensioactivo sustancialmente
pegajoso. La densidad aparente media de las partículas no pegajosas
es menor que 500 g/l.
Aunque una amplia variedad de mejoradores de la
detergencia inorgánicos son adecuados para usar en las partículas
sustancialmente no pegajosas de la invención, las partículas no
pegajosas especialmente preferidas comprenden sales potásicas o de
sodio seleccionadas del grupo que consiste en cloruro de sodio,
carbonato de sodio, sulfato de sodio, pirofosfato tetrasódico,
pirofosfato trisódico, pirofosfato disódico, pirofosfato
monosódico, cloruro potásico, carbonato potásico, sulfato potásico,
pirofosfato tetrapotásico, pirofosfato tripotásico, pirofosfato
dipotásico, pirofosfato monopotásico y sus mezclas. Se logran
mejoras adicionales en la disolución cuando la composición comprende
de 0,05% a 50% en peso de potasio, preferiblemente de 0,5% a 30%,
más preferiblemente de 1% a 20%, en peso de iones potásicos,
independientemente de la fuente de la que deriven los iones
potásicos. Típicamente, sin embargo, los iones potásicos útiles en
la presente invención se derivan de sales potásicas. Algunos de los
ejemplos no limitativos de las sales potásicas útiles en esta
memoria son sales potásicas de mejoradores de la detergencia
alcalinos (por ejemplo, sal potásica de carbonatos, sal potásica de
silicatos), sal potásica de tensioactivos ramificados en mitad de
la cadena, y sus mezclas.
De las sales potásicas, se prefieren las sales
potásicas inorgánicas, y se seleccionan más preferiblemente del
grupo que consiste en cloruro potásico (KCI), carbonato potásico
(K_{2}CO_{3}), sulfato potásico (K_{2}SO_{4}), y sus
mezclas. Éstos están disponibles comercialmente. El carbonato
potásico es el más preferido. Las sales potásicas inorgánicas
pueden incluir pirofosfato tetrapotásico (K_{4}P_{2}O_{7};
preferido) hidratado o deshidratado (preferiblemente); pirofosfato
tripotásico (HK_{3}P_{2}O_{7}), pirofosfato dipotásico
(H_{2}K_{2}P_{2}O_{7}), y pirofosfato monopotásico
(H_{3}KP_{2}O_{7}). De los hidratos, se prefieren aquellos que
son estables hasta aproximadamente 48,9ºC (120ºF). Otras sales
potásicas para usar en esta memoria son tripolifosfato
pentapotásico (K_{5}P_{3}O_{10}) hidratado o deshidratado
(preferiblemente), tripolifosfato tetrapotásico
(K_{5}P_{3}O_{10}), tripolifosfato tetrapotásico
(HK_{4}P_{3}O_{10}), tripolifosfato tripotásico
(H_{2}K_{3}P_{3}O_{10}), tripolifosfato dipotásico
(H_{3}K_{2}P_{3}O_{10}) y tripolifosfato monopotásico
(H_{4}KP_{3}O_{10}); hidróxido potásico (KOH); silicato
potásico; y tensioactivo neutralizado con potasio tal como alquilo
de cadena larga potásico, compuestos tensioactivos ramificados en
mitad de la cadena, alquilbencenosulfonato potásico lineal,
alquilsulfato potásico, y/o alquilpolietoxilado potásico.
También son adecuados para usar en esta memoria
las sales de polímeros que forman películas tales como las descritas
en la patente de EE.UU. No. 4.379.080, Murphy, expedida el 5 de
abril de 1983, columna 8, línea 44 a columna 10, línea 37,
incorporada aquí, que está parcial o completamente neutralizada con
potasio. Particularmente preferidas son las sales potásicas de
copolímeros de acrilamida y acrilato que tienen un peso molecular
entre aproximadamente 4.000 y 20.000. Además, la combinación de
ambos tipos de las partículas mencionadas anteriormente debe tener
en total una distribución de tamaño de partícula total que tiene
menos de aproximadamente 5% de partículas pequeñas y menos de
aproximadamente 5% de partículas de gran tamaño, donde el límite
pequeño se define en 150 micrómetros y el límite de gran tamaño se
define en 1180 micrómetros.
Ejemplos no limitantes de los tensioactivos
sustancialmente pegajosos preferidos incluyen tensioactivos
aniónicos que incluyen los
alquil(C_{11}-C_{18})bencenosulfonatos
convencionales, alquil (C_{10}-C_{20} de cadena
ramificada y al azar)sulfatos; los alquil
(C_{10}-C_{18} secundario (2,3))sulfatos de
fórmula
CH_{3}(CH_{2})_{x}(CHOSO_{3}^{-}M^{+})CH_{3}
y
CH_{3}(CH_{2y}(CHOSO_{3}-M^{+})CH_{2}CH_{3}
en las que x e (y+1) son números enteros de al menos
aproximadamente 7, preferiblemente al menos aproximadamente 9, y M
es un catión solubilizante en agua, especialmente sodio o potasio;
sulfatos insaturados, como oleilsulfato, y los (alquil
C_{10}-C_{18})-alcoxisulfatos
(AE_{x}S, especialmente etoxisulfatos EO
1-7).
Opcionalmente, otros ejemplos de tensioactivos
útiles incluyen
alquil(C_{10}-C_{18})alcoxicarboxilatos
(especialmente los etoxicarboxilatos EO 1-5), los
glicerol-éteres C_{10}-C_{18}, los (alquil
C_{10}-C_{18})poliglucósidos y sus
correspondientes poliglucósidos sulfatados, y ésteres de
ácidos grasos C_{12}-C_{18}
alfa-sulfonados. Si se desea, también se pueden
incluir en las composiciones globales los tensioactivos no iónicos
y anfóteros convencionales tales como los
alquil(C_{12}-C_{18})etoxilatos,
incluidos los denominados (alquil de pico estrecho)etoxilatos
y
alquil(C_{6}-C_{12})fenolalcoxilatos
(especialmente etoxilatos y etoxi/propoxi mixtos), betaínas
C_{12}-C_{18}, y sulfobetaínas
("sultaínas"), óxidos de aminas
C_{10}-C_{18}, y similares. También se pueden
usar las N-(alquil C_{10}-C_{18})amidas
de ácidos grasos polihidroxilados. Ejemplos típicos incluyen las
N-metilglucamidas
C_{12}-C_{18}. Véase el documento WO 9.206.154.
Otros tensioactivos derivados de azúcares incluyen las
N-alcoxiamidas de ácidos grasos polihidroxilados,
como N-(3-metoxipropil)glucamida
C_{10}-C_{18}. También se pueden usar las
N-propil a
N-hexil-glucamidas
C_{12}-C_{18} para baja formación de espuma.
También se pueden usar jabones convencionales
C_{10}-C_{20}. Si se desea mucha formación de
espuma, se pueden usar jabones C_{10}-C_{16} de
cadena ramificada. Son especialmente útiles mezclas de
tensioactivos aniónicos y no iónicos. Otros tensioactivos útiles
convencionales se enumeran en los textos clásicos.
Una variedad de mejoradores de la detergencia
inorgánicos son adecuados para usar en esta memoria e incluyen
aluminosilicatos, silicatos laminares cristalinos, zeolitas MAP,
citratos, silicatos amorfos, carbonatos de sodio y sus mezclas. Los
materiales de intercambio iónico de tipo aluminosilicato usados en
esta memoria como mejoradores de la detergencia tienen
preferiblemente tanto una elevada capacidad de intercambio del ión
calcio como una elevada velocidad de intercambio. Sin querer
limitarse a la teoría, se cree que tales elevadas velocidad y
capacidad de intercambio del ión calcio son una función de varios
factores interrelacionados que se derivan del método por el que se
ha producido el material de intercambio iónico de tipo
aluminosilicato. En este sentido, los materiales de intercambio
iónico de tipo aluminosilicato que se utilizan en esta memoria se
producen preferiblemente según Corkill et al, Patente de los
EE.UU. Nº 4.605.509 (Procter & Gamble), cuya descripción se
incorpora aquí como referencia.
Preferiblemente, el material de intercambio
iónico de tipo aluminosilicato está en forma "sódica", ya que
las formas potásica e hidrógeno del presente aluminosilicato no
presentan una capacidad ni una velocidad de intercambio tan
elevadas como las proporcionadas por la forma sódica.
Adicionalmente, el material de intercambio iónico de tipo
aluminosilicato está preferiblemente en forma secada en exceso de
forma que se facilite la producción de aglomerados detergentes
quebradizos como se describe en esta memoria. Los materiales de
intercambio iónico de tipo aluminosilicato usados en esta memoria
tienen preferiblemente diámetros de partícula que optimizan su
eficacia como mejoradores de la detergencia. La expresión
"diámetro de partícula" según se usa en esta memoria
representa el diámetro de partícula medio de un material de
intercambio iónico de tipo aluminosilicato dado, determinado
mediante técnicas analíticas convencionales, tales como la
determinación microscópica y la microscopía electrónica de barrido
(SEM del inglés Scanning Electron Microscope). El diámetro de
partícula preferido del aluminosilicato es de aproximadamente 0,1
micrómetros a aproximadamente 10 micrómetros, más preferiblemente
de aproximadamente 0,5 micrómetros a aproximadamente 9 micrómetros.
Lo más preferiblemente, el diámetro de partícula es de
aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 8 micrómetros.
El material de intercambio iónico de tipo
aluminosilicato tiene preferiblemente la fórmula:
Na_{z}
[(AlO_{2})_{z} \cdot
(SiO_{2})_{y}]xH_{2}O
en la que z e y son números enteros
de al menos 6, la razón molar de z a y es de aproximadamente 1 a
aproximadamente 5, y x es de aproximadamente 10 a aproximadamente
264. Más preferiblemente, el aluminosilicato tiene la
fórmula:
Na_{12}
[(AlO_{2})_{12} (SiO_{2})_{12}]\cdot
xH_{2}O
en la que x es de aproximadamente
20 a aproximadamente 30, preferiblemente aproximadamente 27. Estos
aluminosilicatos preferidos están disponibles comercialmente, por
ejemplo con las denominaciones Zeolita A, Zeolita B y Zeolita X. De
forma alternativa, se pueden producir materiales de intercambio
iónico de tipo aluminosilicato naturales o sintéticos adecuados para
su utilización aquí según se describe en Krummel et al,
Patente de EE.UU. nº 3.985.669, cuya descripción se incorpora aquí
como
referencia.
Los aluminosilicatos usados en esta memoria se
caracterizan además por su capacidad de intercambio iónico que es al
menos aproximadamente 200 mg equivalentes de dureza en CaCO_{3}
/gramo, calculada en una base anhidra, y que está preferiblemente
en el intervalo de aproximadamente 300 a 352 mg equivalentes de
dureza en CaCO_{3} /gramo. Adicionalmente, los materiales de
intercambio iónico de tipo del presente aluminosilicato se
caracterizan además por su velocidad de intercambio de ion calcio
la cual es al menos aproximadamente 0,0342 g Ca^{++}/l\cdotmin
(2 grains Ca^{++}/gallon/minute/-gram/gallon), y más
preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0,0342 a
aproximadamente 0,1026 g Ca^{++}/l\cdotmin (2 a 6 grains
Ca^{++}/gallon/minute/-gram/gallon).
En comparación con los silicatos de sodio
amorfos, los silicatos de sodio cristalinos laminares presentan una
capacidad de intercambio iónico de calcio y magnesio claramente
aumentada. Adicionalmente, los silicatos de sodio laminares
prefieren los iones magnesio en lugar de los iones calcio, una
característica necesaria para garantizar que sustancialmente toda
la "dureza" se quita del agua de lavado. Estos silicatos de
sodio cristalinos laminares, sin embargo, son generalmente más
caros que los silicatos amorfos así como otros mejoradores de la
detergencia. Por tanto, para proporcionar un detergente para lavado
de ropa económicamente factible, la proporción usada de silicatos de
sodio cristalinos laminares se debe determinar con cautela.
Los silicatos de sodio cristalinos laminares
adecuados para usar en esta memoria tienen preferiblemente la
fórmula
NaMSi_{x}O_{2x+1}\cdot
yH_{2}O
en la que M es sodio o hidrógeno, x
es de aproximadamente 1,9 a aproximadamente 4 e y es de
aproximadamente 0 a aproximadamente 20. Más preferiblemente, el
silicato de sodio laminar cristalino tiene la
fórmula
NaMSi_{2}O_{5}\cdot
yH_{2}O
en la que M es sodio o hidrógeno, e
y es de aproximadamente 0 a aproximadamente 20. Estos y otros
silicatos de sodio laminares cristalinos se describen en Corkill
et al, Patente de EE.UU. Nº 4.605.509, incorporada
previamente en esta memoria como
referencia.
Los ingredientes adyuvantes incluyen otros
mejoradores de la detergencia, blanqueantes, activadores del
blanqueante, potenciadores de las jabonaduras o supresores de las
jabonaduras, agentes contra el deslustre y anticorrosión, agentes
de suspensión de suciedad, agentes de liberación de suciedad,
germicidas, agentes de ajuste del pH, fuentes alcalinas no
mejoradoras de la detergencia, agentes quelantes, arcillas
esmectitas, enzimas, agentes de estabilización de enzimas y
perfumes. Véase la patente de EE.UU nº 3.936.537, expedida el 3 de
Febrero de 1976 a Baskerville, Jr. et al., incorporada a
esta memoria como referencia. Los mejoradores de la detergencia
orgánicos no fosforosos solubles en agua útiles en esta memoria
incluyen los poliacetatos, carboxilatos, policarboxilatos y
polihidroxi sulfonatos de diferentes metales alcalinos, amonio y
amonio sustituido. Ejemplos de mejoradores de la detergencia de
tipo poliacetato y policarboxilato son las sales de sodio, potasio,
litio, amonio y amonio sustituido del ácido
etilendiaminotetracético, ácido nitrilotriacético, ácido
oxidisuccínico, ácido melítico, ácidos bencenopolicarboxílicos y
ácido cítrico.
En la Patente de EE.UU. nº 3.308.067, expedida el
7 de marzo de 1967 a Diehl, cuya descripción se incorpora aquí como
referencia, se presentan mejoradores de la detergencia poliméricos
de tipo policarboxilato. Tales materiales incluyen las sales
solubles en agua de homo y copolímeros de ácidos carboxílicos
alifáticos tales como ácido maleico, ácido itacónico, ácido
mesacónico, ácido fumárico, ácido aconítico, ácido citracónico y
ácido metilenmalónico. Algunos de estos materiales son útiles como
polímeros aniónicos solubles en agua como se describe más adelante,
pero sólo si están en mezcla íntima con el tensioactivo aniónico no
jabonoso.
Otros policarboxilatos adecuados para usar en la
presente memoria son los poliacetalcarboxilatos descritos en la
patente de EE.UU nº 4.144.226, expedida el 13 de marzo de 1979 a
Crutchfield et al., y la patente de EE.UU. nº 4.246.495,
expedida el 27 de marzo de 1979 a Crutchfield et al,
incorporadas ambas a esta memoria como referencia. Estos
poliacetalcarboxilatos se pueden preparar poniendo juntos bajo
condiciones de polimerización un éster de ácido glioxílico y un
iniciador de la polimerización. El éster resultante
poliacetalcarboxilato se une después a grupos terminales
químicamente estables para estabilizar el poliacetalcarboxilato
contra la rápida despolimerización en solución alcalina, se
convierte en la correspondiente sal, y se añade a una composición
detergente. Mejoradores de la detegencia de tipo policarboxilato
particularmente preferidos son las composiciones con mejoradores de
la detergencia a base de éter-carboxilato que
comprenden una combinación de
tartrato-monosuccinato y
tartrato-disuccinato descritas en la Patente de
EE.UU. nº 4.663.071, expedida el 5 de mayo de 1987 a Bush et
al., cuya descripción se incorpora aquí como referencia.
En la patente de EE.UU nº 4.412.934, Chung et
al., expedida el 1 de Noviembre de 1983, y en la patente de
EE.UU nº 4.483.781, Hartman, expedida el 20 de Noviembre de 1984,
incorporadas ambas a esta memoria como referencia, se describen
activadores y agentes blanqueantes. En la Patente de EE.UU.
4.663.071, de Bush et al., de la columna 17, línea 54 a la
columna 18, línea 68, incorporada aquí como referencia, también se
describen agentes quelantes. Los modificadores de las jabonaduras
son también ingredientes opcionales y se describen en las patentes
de EE.UU nº 3.933,672, expedida el 20 de enero de 1976 a Bartoletta
et al., y 4.136.045, expedida el 23 de Enero de 1979 a Gault
et al, incorporadas ambas en esta memoria como
referencia.
Arcillas esmectitas adecuadas para usar en la
presente memoria se describen en la patente de EE.UU nº 4.762,645,
Tucker et al., expedida el 9 de agosto de 1988, de la
columna 6, línea 3, hasta la columna 7, línea 24, incorporada en
esta memoria como referencia. En la patente de Baskerville, columna
13, línea 54 hasta columna 16, línea 16, y en la patente de EE.UU nº
4.663.071, Bush et al, expedida el 5 de Mayo de 1987,
incorporadas ambas en esta memoria como referencia, se enumeran
mejoradores de la detergencia adicionales adecuados.
Para hacer entender más fácilmente la presente
invención, se hace referencia a los siguientes ejemplos, que se
destinan a ser ilustrativos solamente, y no a limitar el
alcance.
Ejemplos
I-II
Los siguientes Ejemplos ilustran composiciones
detergentes dentro del alcance de la invención así como un ejemplo
Control para ilustrar una composición fuera del alcance de la
invención. Los ingredientes detergentes específicos y proporciones
relativas se muestran debajo, en los que "LAS" significa
tensioactivo alquil(lineal
C_{12}-C_{14})bencenosulfonato, "AS"
significa tensioactivo
alquil(C_{14}-_{15})sulfato,
"AES" significa tensioactivo de sulfato de
alquil(C_{12}-_{15})etoxilado (EO
= 3), y "65/25/10" es una razón en peso en porcentaje:
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\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Los gránulos secados por pulverización se
preparan usando un procedimiento estándar de secado por
pulverización en el que los ingredientes se mezclan juntos para
formar una suspensión que se pulveriza después en una torre de
secado por pulverización para formar gránulos secados por
pulverización. Los aglomerados detergentes se preparan combinando
la pasta tensioactiva y otros ingredientes juntos en uno o más
mezcladores hasta que se forman los aglomerados detergentes. Los
componentes de la mezcla se añaden a los gránulos y aglomerados si
están en forma de ingredientes secos y se pulverizan si están en
forma líquida. Las diversas propiedades físicas de las
composiciones se muestran a continuación:
La composición Control es una composición
detergente típica que tiene aproximadamente 90% de partículas
sustancialmente pegajosas (gránulos secados por pulverización y
aglomerados) referido al número total de partículas en la
composición. Como resultado, la composición control tiene un número
elevado de puntos de contacto entre las partículas pegajosas que le
hacen susceptible de efectos de "formación de puentes"
provocando finalmente la formación de grumo-gel.
Por el contrario, las composiciones de los Ejemplos I y II solamente
contienen tensioactivos pegajosos en los aglomerados de alta
densidad, y por lo tanto, tienen aproximadamente 30% o menos
partículas pegajosas, referido al número total de partículas en la
composición. Inesperablemente, los Ejemplos I y II tienen un grado
mucho mejor de ROOA ("Reverse Order Of Addition") y
experimentan menos masa residual en la lavadora y en las ropas
después de operaciones de lavado de ropa estándar.
Este Ejemplo ilustra uno de los muchos medios por
los cuales se puede determinar el porcentaje en número de partículas
de partículas pegajosas y/o partículas no pegajosas con relación al
número total de partículas discretas en la composición. Las
variables de entrada describen las características físicas de cada
componente de mezcla dentro de la mezcla:
| w_{i} | peso del componente i en la composición; | |
| d_{i} | media geométrica del tamaño de partícula en una base másica;^{1} | |
| \sigma_{i} | desviación estándar geométrica de la distribución del tamaño de partícula en una base másica; | |
| \rho_{i} | densidad aparente. |
Para cuantificar el potencial de formación de
puentes entre partículas, se quiere considerar la distribución en
número de partículas en la mezcla. Por otro lado, se ha visto que
virtualmente todas las operaciones de fabricación de polvo en
volumen operan en la base másica. Por lo tanto, se desea usar las
fracciones en masa de los componentes en forma de partículas como
la base para definir la mezcla, y convertir de base másica a base
numérica.
Primero, la fracción en peso de cada componente
de la mezcla, w_{i}, se convierte a la fracción en volumen de
mezcla total, V_{i}. Esto se hace usando un volumen intermedio,
v_{i}, y la densidad aparente del componente, \rho_{i} (eq.
A1). Los volúmenes del componente se normalizan a las fracciones en
volumen de la mezcla totales (eq. A2).
Se usa un método numérico para convertir la
distribución basada en masa a una base numérica. Para cada
componente (i), considera un intervalo de n valores de las clases
de tamaño (j), xij donde:
| log(x_{il}) = log(di)-3 x log(\sigmai) | límite fino | (A3) | |
| log(x_{in}) = log(di)+3xIog(\sigmai) | límite grueso | (A4) |
y los valores intermedios (j = 2 a
n-1) se distribuyen en intervalos iguales de
\Deltalog(x), donde
\Deltalog(x)=[(log(x_{in})-log(x_{il})]/30.
La distribución logarítmica normal describe una fracción en masa
diferencial por log(tamaño), y_{ij}, de la siguiente
manera (eq.
A5).
(A5)y_{ij} =
\frac{1}{2\pi \ log(\sigma_{i})} x \ exp \left(\frac{-
(log(x_{ij}) - \ log(d_{i}) )^{2}}{2 \
x(log(\sigma_{i}))^{2}} \right) ; función de
distribución logarítmica
normal
Al convertir la población en masa a población en
número, se calcula una población, z_{ij}, de partículas (i)
asociadas con cada fracción en masa discreta (eq. A6), y una
población normalizada, Z_{ij}, (eq. A7).
(A6)z_{ij} =
\left( \frac{6}{\pi} \right) y_{ij} \cdot (x_{ij})^{-3} ;
población de la partícula i en la clase de tamaño
j
La densidad en número, ni, de partículas de
componente i se define como la población de las partículas de
componente (i) por unidad de volumen de mezcla; este es el producto
de la fracción en volumen y la suma de las poblaciones (i) sobre
todas las clases de tamaño, j (eq. A7). La fracción en número,
N_{i}, de cada componente se calcula normalizando la población en
número sobre todos los componentes en la mezcla (eq. A8). El
porcentaje en número es simplemente la fracción en número por
100.
(A7)n_{i} =
V_{i} \cdot \sum\limits_{j}z_{ij} densidad en número, o población
de la partícula i por unidad de
volumen de mezcla, sumado
sobre todas las clases de tamaño,
j
Habiendo descrito así en detalle la invención,
será obvio para los expertos en la técnica que se pueden hacer
distintos cambios sin alejarse del alcance de la invención y la
invención no ha de considerarse limitada a lo que se describe en la
memoria descriptiva.
Claims (8)
1. Una composición detergente que comprende
(a) de 1% a 50%, referido al número total de
partículas discretas en dicha composición, de partículas
sustancialmente pegajosas que contienen al menos 15%, en peso de
dichas partículas pegajosas, de un tensioactivo sustancialmente
pegajoso, donde dichas partículas pegajosas tienen una media
geométrica del diámetro de partícula de 300 micrómetros a 700
micrómetros con una desviación estándar geométrica menor que 1,8, y
una densidad aparente de al menos 650 g/l; y
(b) más de 35%, referido al número total de
partículas discretas en dicha composición, de partículas
sustancialmente no pegajosas que tienen una media geométrica del
diámetro de partícula de 200 micrómetros a 500 micrómetros con una
desviación estándar geométrica mayor que 1,2, y una densidad
aparente menor que 500 g/l;
en la que la cantidad total de tensioactivo
detersivo en dicha composición es al menos 15% en peso de dicha
composición.
2. La composición detergente de la reivindicación
1, en la que dichas partículas pegajosas contienen al menos 35%, en
peso de dichas partículas pegajosas, de dicho tensioactivo
pegajoso.
3. La composición detergente de la reivindicación
1, en la que dichas partículas pegajosas contienen al menos 45%, en
peso de dichas partículas pegajosas, de dicho tensioactivo
pegajoso.
4. La composición detergente de la reivindicación
1, en la que dicha composición comprende de 0,05% a 50% en peso de
iones potasio.
5. La composición detergente de la reivindicación
1, en la que dichas partículas no pegajosas comprenden una sal
potásica seleccionada del grupo que consiste en cloruro potásico,
carbonato potásico, sulfato potásico, pirofosfato tetrapotásico,
pirofosfato tripotásico, pirofosfato dipotásico, pirofosfato
monopotásico y sus mezclas.
6. La composición detergente de la reivindicación
1, en la que dichas partículas pegajosas tienen una media
geométrica del diámetro de partícula de 350 micrómetros a 650
micrómetros, con una desviación estándar geométrica menor que
1,7.
7. La composición detergente de la reivindicación
1, en la que dichas partículas no pegajosas tienen una media
geométrica del diámetro de partícula de 250 micrómetros a 450
micrómetros, con una desviación estándar geométrica mayor que
1,4.
8. Un método para lavar ropa que comprende las
etapas de poner en contacto dichas ropas con una cantidad eficaz de
una composición detergente según la reivindicación 1 en una
disolución acuosa de lavado.
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