ES2229529T3

ES2229529T3 - Formulaciones de detergente sintetico.

Info

Publication number: ES2229529T3
Application number: ES98939752T
Authority: ES
Inventors: Paul Clignet
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2005-04-16
Anticipated expiration: 2018-08-19
Also published as: DE69826492T2; TW449618B; US20030114346A1; ZA987384B; CN1187434C; EP1005523B1; JP2001514305A; DE69826492D1; BR9811236A; US6475972B1; GB9717723D0; AU8815998A; US6949494B2; WO1999010467A1; EP1005523A1; AR013432A1; CN1270627A

Abstract

Un método para elaborar un producto de detergente sintético formulado, que incluye formar una dispersión o emulsión acuosa de un detergente sintético y un plastificante hidrófobo y opcionalmente una carga.

Description

Formulaciones de detergente sintético.

Esta invención se refiere a detergentes sintéticos y en particular a métodos mejorados para la fabricación de productos elaborados con detergentes sintéticos.

En la fabricación de productos elaborados con compuestos de detergente sintético, en particular la fabricación de barras que usan detergentes sintéticos y barras que contienen tanto detergentes sintéticos como jabones (barras de "combinación"), se sabe que las formulaciones de detergente combinadas son difíciles de formar como barras. Actualmente, tales barras se elaboran mediante procedimientos similares a los usados para elaborar barras a partir de jabones naturales (basados en las sales, habitualmente sales de metal alcalino de ácidos grasos presentes en la naturaleza), en particular combinando los ingredientes básicos en escamas o "fideos" extruidos. Convencionalmente, estos se elaboran mezclando las materias primas usando combinación de alto cizallamiento de detergentes sintéticos, y en las barras de combinación con jabón o jabones, con un plastificante fundido en presencia de cantidades relativamente pequeñas de agua. El resultado es una mezcla relativamente heterogénea o macroscópica. La mezcla, a continuación, se escama o se extruye para dar fideos. Las barras se elaboran a partir de las escamas o los fideos trabajando a temperaturas moderadamente elevadas usando mezcladores de rodillos y extrusoras (el procesamiento en extrusoras se denomina comúnmente "compresión en barras"), seguido por extrusión para formar un lingote de la mezcla jabonosa combinada que a continuación se corta y se prensa en la forma de barra final. Un problema particular en la fabricación de barras de detergente sintético y de combinación es que el intervalo de temperaturas dentro del que la plasticidad de la formulación permite la fabricación del lingote y las barras es mucho más estrecho que el que está disponible en la fabricación de barras hechas de jabones naturales. Esta necesita un control del procedimiento relativamente estrecho para elaborar lingotes y finalmente barras que tienen una coherencia adecuada para ser de valor práctico. Aún así, las barras de detergente sintético y de combinación disponibles actualmente no son completamente satisfactorias como productos para uso doméstico. Además, es difícil incorporar cantidades significativas de aditivos que proporcionen propiedades útiles en el producto final ya que los aditivos provocan típicamente cambios en el perfil de plasticidad de la mezcla global provocando a veces reblandecimiento y a veces endurecimiento, complicando así el procesamiento.

Esta invención se basa en el descubrimiento de que preprocesar una composición que contiene el detergente sintético para producir un polvo o granulado relativamente finamente dividido puede hacer mucho más simple el procesamiento subsiguiente, permitiendo la incorporación de aditivos más fácilmente y a niveles superiores de lo que es práctico con métodos de procesamiento convencionales, y permitiendo la fabricación de productos, particularmente lingotes, para dar barras de limpieza que tienen una uniformidad superior y dan una sensación para la piel mejor, particularmente más suave, durante el uso, que las barras de limpieza de detergente sintético convencionales.

GB-845376-A se dirige a una composición de detergente específica en la forma de una barra o tableta. En algunos de los ejemplos, la composición de detergente se secó por pulverización antes de molerse y comprimirse como una barra.

GB-1294754-A describe una barra de baño de detergente sintético que comprende 40-70% en peso de un detergente aniónico, 5-40% en peso de un alcohol graso de una longitud de cadena de 8 a 20 átomos de carbono, y 2-5% en peso de un emoliente que tiene un punto de fusión por debajo de 48,89ºC.

WO-9216610-A se dirige a una barra de detergente sintético para la limpieza personal, suave, que contiene alquil(de cadena larga)-sulfato, alquil-isetionato, jabón, ácidos grasos y cera parafínica.

De acuerdo con esto, la presente invención proporciona un método para elaborar un producto de detergente sintético formulado, que incluye:

1.: formar una dispersión o emulsión acuosa de un detergente sintético y un plastificante hidrófobo y opcionalmente una carga; y

2.: secar por pulverización la dispersión o emulsión,

para producir un producto en partículas que incluye el detergente sintético y el plastificante hidrófobo, y, opcionalmente, la carga, en donde el detergente sintético incluye al menos 50% en peso de tensioactivo suave incluyendo al menos una sal de sulfosuccinato.

La invención incluye un material detergente elaborado mediante el método de secado por pulverización de la invención, que incluye un detergente sintético, un plastificante hidrófobo y, opcionalmente, una carga, en dispersión substancialmente homogénea, que tiene un tamaño de partícula medio en peso de 50 a 1200 \mum, en forma en partículas que no se reduce a polvo, que fluye libremente.

La invención incluye además un método para elaborar barras de materiales detergentes sintéticos, que comprende formar como barrasun material detergente sintético en forma de partículas de la invención, o elaborado mediante el método de secado por pulverización de la invención.

La invención incluye adicionalmente un producto de barra de limpieza de detergente sintético para el cuidado personal que se ha elaborado a partir de un material detergente sintético en forma de partículas de la invención, o se ha elaborado mediante el método de secado por pulverización de la invención.

El detergente sintético es (típicamente) un tensioactivo aniónico o no iónico. Tipos aniónicos adecuados de tensioactivo incluyen alquil-sulfatos, tales como lauril-, miristil-, estearil- y cetil-sulfatos, alquil-sulfonatos, alquil-éter-sulfatos, alquil-glicerol-éter-sulfonatos, ésteres de alquil-fosfato, ésteres de alquil-fosfato etoxilados, sarcosinatos, derivados de taurato, alquil-sulfoacetatos, ésteres de hidroxialquil-sulfonato, tales como ésteres de isetionato, particularmente de ácidos carboxílicos grasos, por ejemplo ácido cocoilisetiónico, ácido laurilisetiónico y ácido estearilisetiónico, habitualmente usados como una sal de metal alcalino, por ejemplo sodio, alquil-sulfosuccinatos, tales como lauril-, oleil- y estearil-sulfosuccinatos, alquil-éter-sulfosuccinatos, alquil-sulfosuccinamatos y acil-glutamatos di-sódicos y/o potásicos. Tales tensioactivos aniónicos se usan habitualmente como sales de metal, habitualmente metal alcalino, especialmente sodio o potasio, amonio, etanolamina, o metal alcalinotérreo, particularmente magnesio. Las cadenas alquílicas en tales tensioactivos son típicamente cadenas de 9 a 20 átomos de carbono, más habitualmente de 14 a 18 átomos de carbono.

Tipos no iónicos adecuados de tensioactivo incluyen alquil-polisacáridos (descritos más apropiadamente como alquil-oligosacáridos), particularmente cuando los residuos de sacárido son residuos de glucosa y particularmente cuando los grupos alquilo son grupos alquilo de 8 a 16 átomos de carbono, y especialmente lauril- o decil-glucósido, que tiene particularmente un grado medio de polimerización de 1 a 2; alcoxilatos de éster de sorbitán, particularmente etoxilatos de laurato o estearato de sorbitán, por ejemplo que contienen una media de aproximadamente 15 a aproximadamente 30, particularmente una media de aproximadamente 20, residuos de óxido de etileno por molécula; tensioactivos de glucamida, tales como glucamidas de ácidos de 8 a 22 átomos de carbono; alcoxilato de alcohol, particularmente tensioactivos de etoxilato, especialmente alcoxilatos, particularmente etoxilatos, de alquilo de 10 a 22 átomos de carbono, que contienen típicamente de 2 a 100 residuos alcoxilato, particularmente etoxilato; etoxilatos de ácido carboxílico, especialmente de ácidos carboxílicos de 10 a 22 átomos de carbono y que contienen de 20 a 100 residuos de etoxilato. La composición también incluye tensioactivos de éster tales como monoésteres de glicerol, tales como mono-estearato, oleato o laurato de glicerilo, y ésteres de citrato.

Como es habitual en los productos de cuidado personal, es deseable incluir tensioactivos suaves, y es por esta razón por la que se usan en esta invención tensioactivos aniónicos en los que el hidrófilo es el residuo aniónico de un grupo ácido relativamente fuerte, habitualmente un grupo sulfato o más habitualmente sulfonato. Ejemplos típicos de tales tensioactivos incluyen ácidos carboxílicos incluyendo grasos, particularmente alquílicos de 8 a 20 átomos de carbono, esterificados con ácidos hidroxialquilsulfónicos tales como ácido isetiónico (ácido 2-hidroxietanosulfónico; HO.CH_{2}.CH_{2}.SO_{3}H), como sales, habitualmente sales de metales alcalinos, particularmente sales sódicas de isetionatos carboxílicos de 12 a 20 átomos de carbono, especialmente tensioactivos de cocoilisetionato y sulfosuccinato sódico. Las combinaciones de tensioactivos de isetionato y tensioactivos de sulfosuccinato, por ejemplo proporciones aproximadamente iguales de cocoilisetionato sódico y sulfosuccinato sódico, dan resultados particularmente buenos. Tales tensioactivos suaves pueden usarse solos o en combinación con otros tensioactivos (más fuertes), pero tales mezclas tendrán propiedades de suavidad intermedias.

El uso de tales tensioactivos suaves es una característica importante de la invención, de modo que forma una parte específica de la invención que, de acuerdo con esto, incluye un método para elaborar un producto de detergente sintético formulado, que comprende

1: formar una dispersión o emulsión acuosa de una composición de tensioactivo que comprende al menos un tensioactivo espumante de isetionato graso, opcionalmente, pero deseablemente, al menos una sal de sulfosuccinato; un plastificante hidrófobo; y opcionalmente una carga; y

2: secar por pulverización la dispersión o emulsión,

para producir un producto en partículas que incluye el detergente sintético y el plastificante hidrófobo y, opcionalmente, la carga.

En tales productos basados en tensioactivos suaves, el tensioactivo es de forma deseable principalmente o predominantemente un tensioactivo suave, en particular, al menos 50%, deseablemente al menos 75% y especialmente al menos 90% en peso de tensioactivo es un tensioactivo suave, particularmente un alquil-sulfonato y/o un sulfosuccinato y/o un isetionato graso. Esto forma un aspecto específico adicional de la invención.

Otros tensioactivos, particularmente tensioactivos sintéticos, pueden incluirse en los productos de detergente sintético de y elaborados por la presente invención. Tensioactivos sintéticos adecuados incluyen tensioactivos anfóteros tales como derivados de betaína, derivados de imidazolina y anfoacetatos grasos, particularmente coco-anfoacetatos. La composición también puede incluir jabones, particularmente jabones de ácido graso, particularmente una sal de metal alcalino de ácidos carboxílicos grasos de 12 a 20 átomos de carbono tales como estearato y/o miristato y/o cocoato sódico y/o potásico. La cantidad de jabones de ácido graso, cuando se usan, puede variar ampliamente. Pueden usarse cantidades relativamente pequeñas para mejorar las propiedades cosméticas de formulaciones de detergente sintético, tales como espumación. En tales aplicaciones, la cantidad será habitualmente de 5 a 30% en peso basado en la cantidad total de detergente en la composición. Estos niveles son típicos de algunas formulaciones de combinación comerciales en forma de barra. A tales niveles, el jabón puede substituir a parte de o añadirse al detergente sintético en la formulación. Las composiciones que contienen cantidades relativamente grandes de jabón pueden considerarse composiciones basadas en jabón que incluyen detergentes sintéticos para hacerlas más suaves o para hacer la base más compatible con aditivos. En tales sistemas, el jabón puede ser hasta aproximadamente 95%, típicamente de 75 a 95%, en peso basado en la cantidad total de detergente en la composición. Los niveles intermedios entre estos intervalos se usan en formulaciones de combinación destinadas a tener propiedades intermedias entre las de los detergentes sintéticos y los jabones. Para tales productos, la cantidad de jabón está habitualmente en el intervalo de 30 a 75%, más habitualmente de 40 a 60%, en peso basado en la cantidad total de detergente en la composición.

Cuando se incluyen jabones de ácido graso en las composiciones, el procedimiento de fabricación para los productos en barra puede implicar incluir parte o la totalidad del jabón en la emulsión que se seca por pulverización, combinar el jabón, por ejemplo en la forma de fideos, escamas o nódulos convencionales, con polvo de detergente sintético secado por pulverización o una combinación de estos.

El componente descrito generalmente como un plastificante hidrófobo realiza la función de ablandar el producto de detergente para mejorar su capacidad de trabajo, particularmente en la fabricación de barras de detergente. La fabricación de barras de detergente se lleva a cabo típicamente a temperaturas de 35 a 50ºC y los plastificantes hidrófobos usados en la invención tienen típicamente puntos de fusión o reblandecimiento desde temperatura ambiente hasta aproximadamente 90ºC, deseablemente hasta 50ºC. Materiales adecuados incluyen ácidos grasos, particularmente ácidos grasos de 12 a 22 átomos de carbono tales como ácidos grasos esteárico, mirístico y de aceite de coco; alcoholes grasos, particularmente alcoholes grasos de 14 a 22 átomos de carbono tales como alcohol estearílico; ceras tales como cera parafínica o aceites hidrogenados tales como aceite de ricino y cera de jojoba hidrogenados (aceite de jojoba hidrogenado).

La carga es un componente opcional pero muy deseable de la formulación de detergente usada en la invención. Es un material en partículas finamente dividido relativamente inerte, que tiene habitualmente un tamaño de partícula medio de menos de 50 \mum, típicamente de 2 a 25 \mum, que proporciona unión, plasticidad adicional y propiedades de sensación para la piel mejoradas. La carga puede ser un material orgánico tal como almidón o un material inorgánico tal como talco.

Las proporciones (porcentaje) en peso relativas del detergente y el plastificante hidrófobo son habitualmente como sigue:

Material	intervalo amplio	intervalo habitual
detergente	55-80	60-75
plastificante hidrófobo	45-20	40-25

Cuando la carga está presente, las proporciones relativas del detergente y el plastificante hidrófobo están generalmente dentro de los intervalos previos y la carga se añade como de 2 a 25, particularmente de 8 a 22 y especialmente de 10 a 20% del sistema de tres componentes. Esto da composiciones de tres componentes de porcentaje en peso típicamente como sigue (incluyendo por claridad las proporciones sin carga):

1

Otros componentes tales como los que se incluyen convencionalmente en barras de detergente sintético y de combinación pueden incluirse, por ejemplo polímeros tales como polietilenglicol (PEG) de alto peso molecular, que tienen típicamente un peso molecular de más de 100 kD, y polisacáridos que mejoran la unión, la sensación para la piel y la compatibilidad, acondicionadores tales como compuestos de amonio policuaternario (polyquats), humectantes tales como glicerol y etoxilatos de sorbitol tales como sorbet-30, aceites emolientes tales como aceites minerales, por ejemplo aceites isoparafínicos, diglicéridos naturales o sintéticos, propoxilatos, éteres alquílicos, perfumes, pigmentos y colorantes. Tales materiales se incluirán habitualmente en concentraciones habituales, para cada tipo de estos componentes típicamente de 0,1 a 5% en peso de la formulación global. Dependiendo de su naturaleza, pueden incluirse en cualquier fase adecuada en la fabricación, mediante inclusión en la emulsión (para componentes no volátiles), mediante adición a producto secado por pulverización o mediante inclusión en fases ulteriores de procesamiento.

La dispersión o emulsión en agua puede elaborarse simplemente dispersando los componentes individuales, detergente o detergentes, plastificante hidrófobo y opcionalmente carga en agua y calentando y agitando la mezcla para formar la dispersión o emulsión. Sin embargo, generalmente es deseable precalentar el agua hasta aproximadamente o por encima de la temperatura de fusión del plastificante hidrófobo, un intervalo típico es de aproximadamente 75 a aproximadamente 90ºC, a continuación añadir la carga (si se usa), seguido por los detergentes, y finalmente añadir el plastificante hidrófobo en forma líquida (fundida) y agitar la mezcla. Generalmente, no es necesaria mezcladura de alto cizallamiento para dispersar o emulsificar los componentes una vez que se ha elaborado la mezcla. Esto hace el procesamiento relativamente simple y directo. La dispersión o emulsión se seca a continuación por pulverización típicamente alimentando la dispersión o emulsión a un secador de pulverización usando una corriente calentada de gas, típicamente aire o nitrógeno, habitualmente como gas seco, como el medio de secado. La temperatura del gas seco será suficientemente alta, y suficientemente por encima del punto de rocío del gas, para permitir la retirada eficaz de agua, es decir, para suministrar suficiente calor para evaporar el agua presente a los caudales usados, pero no tan alta que provoque la descomposición del producto. Típicamente, la temperatura del gas seco será de 160 a 250ºC.

Después de secar por pulverización, la composición de detergente en polvo puede someterse a aglomeración suave, por ejemplo en un lecho fluidizado, particularmente con la recirculación de finos, particularmente para reducir la proporción de finos y para incrementar con moderación el tamaño de partícula medio. Esta agregación reduce la formación de polvo y facilita la incorporación de aditivos. El tamaño de partícula medio en peso del producto de detergente secado por pulverización está generalmente en el intervalo de 50 a 1200 \mum. Más habitualmente, si el polvo no se aglomera, el tamaño de partícula medio en peso es típicamente de 50 a 250 \mum y, si se aglomera, el tamaño de partícula medio en peso (después de la aglomeración) es típicamente de aproximadamente 200 a aproximadamente 750 \mum.

Las barras pueden elaborarse a partir del polvo secado por pulverización directamente o usando técnicas convencionales (teniendo en cuenta la forma del material de alimentación). Así, el polvo puede cargarse a un mezclador y añadirse cantidades apropiadas de agua, perfume y otros aditivos, si se desea, tales como aceites, humectantes, por ejemplo glicerina, y extractos de plantas y la composición mezclarse hasta que los componentes se distribuyen uniformemente. Se ha encontrado que esto puede ser más rápido que con detergentes en la forma de escamas o fideos. Así, con el producto producido de acuerdo con la invención, la mezcladura puede realizarse en aproximadamente 1 minuto, cuando con las escamas o los fideos se empleaban de 3 a 4 minutos. Esto puede mejorar significativamente el rendimiento de los mezcladores sin requerir la inversión en equipo de mayor escala. Además, debido a que la mezcladura prolongada incrementa la extensión hasta la que las composiciones se vuelven blandas y pegajosas, la capacidad para trabajar con tiempos de mezcladura cortos es un beneficio adicional.

La mezcla se hace pasar a continuación a una línea de elaboración de barras donde puede molerse en un molino de 2 ó 3 rodillos para dar una lámina con la plasticidad y la temperatura deseadas y a continuación procesarse en una extrusora simple (habitualmente equipada con una rejilla gruesa) para extruir el lingote de jabón. En la fabricación convencional de barras de detergente sintético y de combinación, la etapa de molienda, particularmente durante el comienzo, implica habitualmente mucho ajuste de la instalación para elaborar un producto satisfactorio. Se ha encontrado que usando el producto secado por pulverización elaborado mediante esta invención, la realización de la fase de molienda es mucho más fácil. Alternativamente, el procesamiento en el mezclador de 2/3 rodillos puede omitirse y la mezcla hacerse pasar directamente a una prensa, por ejemplo una prensa doble (2 etapas) y la barra de jabón extruirse. La ruta elegida dependerá del grado de homogeneidad deseado en el producto. El lingote extruido, a continuación, puede cortarse y estamparse para formar el producto de barra de jabón.

Usando el material secado por pulverización de esta invención, se ha encontrado que, después de la mezcladura, según se describe previamente, el producto puede hacerse pasar directamente a la prensa o extrusora. Esto contrasta con la fabricación usando escamas o fideos convencionales debido a que estos materiales requieren habitualmente el procesamiento en una extrusora o prensa simple y/o la molienda con rodillos para homogeneizar el producto y para darle una plasticidad adecuada antes de la compresión adicional y la extrusión en barras. Se ha encontrado además que el tiempo necesario para que una línea de procesamiento se asiente hasta condiciones de funcionamiento en estado estacionario es mucho más corto usando el material secado por pulverización de acuerdo con esta invención. Se cree que esto se debe a que el material secado por pulverización proporciona mejor carga del volumen de la extrusora y un contacto superficial mejorado y la fricción interna superior del material que se extruye conduce a una equilibración mucho más rápida de la temperatura.

Una ventaja de esta invención es que los efectos generalmente adversos sobre la capacidad de procesamiento (al elaborar barras) de aditivos mezcladores son mucho menores que en procedimientos convencionales. Así, pueden incluirse cantidades de agua muy superiores antes de que el material se haga demasiado blando para el procesamiento. Por ejemplo, usando escamas, fideos o nódulos convencionales, la cantidad máxima de agua que puede añadirse es típicamente de 2 a 4%, pero usando polvo elaborado de acuerdo con la invención, pueden añadirse cantidades tan altas como de 10 a 13% sin mayor dificultad. Además, aditivos, tales como perfumes, particularmente perfumes basados en alcohol o hidroalcohol, que tienen un efecto adverso sobre la plasticidad y la unión en sistemas convencionales que a veces hace imposible extruir el detergente como un lingote, tienen un impacto muy reducido sobre el procedimiento llevado a cabo usando el producto secado por pulverización de acuerdo con esta invención.

La invención incluye un método para elaborar una barra de detergente sintético que incluye las etapas de:

1: formar una dispersión o emulsión acuosa de un detergente sintético y un plastificante hidrófobo y opcionalmente una carga; y

2: secar por pulverización la dispersión o emulsión,

para producir un producto en partículas que incluye el detergente sintético y el plastificante hidrófobo, y, opcionalmente, la carga:

y subsiguientemente formar como una barra el producto en partículas que incluye el detergente sintético.

En particular, la barra de detergente sintético puede elaborarse mezclando componentes adicionales opcionales (si los hay) con el producto en partículas que incluye el detergente sintético seguido por molienda en un molino de 2 ó 3 rodillos y procesamiento subsiguiente en una extrusora simple (habitualmente equipada con una rejilla gruesa) para extruir el lingote de jabón que subsiguientemente se corta y se estampa en forma de barras. Alternativamente, el procesamiento en el mezclador de 2/3 rodillos puede omitirse y la mezcla pasarse directamente a una prensa, por ejemplo una prensa doble (de 2 etapas), y el jabón extruirse como un lingote que subsiguientemente se corta y se estampa en forma de barras.

Los siguientes Ejemplos ilustran la invención. Todas las partes y porcentajes son en peso a no ser que se indique otra cosa.

Materiales Usados
Arlatone SCI	cocoil-isetionato sódico de ICI Surfactants
Radiasurf 7140/3	monoestearato de glicerol de Oleofina
Radiacid 0427	ácido esteárico de Oleofina
Talco de Luzenac	talco finamente dividido como carga de Luzenac
Perfumes	perfume hidroalcohólico Blue Water de Dragoco
Zetasap 813A	base de detergente sintético de Zschimmer \textamp Schwarz que contiene:
	50% (p/p) de tensioactivo aniónico:
	\hskip0.5cm (C12 a C18)-sulfosuccinato disódico y alcohol-(C12 a C18)-sulfato sódico
	23% de cargas
	\hskip0.5cm incluyendo almidón de maíz
	23% de plastificantes
	\hskip0.5cm incluyendo alcohol cetearílico y parafina
	3,5% de agua
	0,1% de dióxido de titanio
	nódulos con conformación de fideo de color blanco a marfil
Zetasap 5165	base de detergente sintético de Zschimmer \textamp Schwarz que contiene:
	40% (p/p) de tensioactivo aniónico:
	\hskip0.5cm (C12 a C18)-sulfosuccinato disódico y cocoil-isetionato sódico
	26% de cargas
	incluyendo almidón de maíz
	30% de plastificantes
	\hskip0.5cm incluyendo alcohol cetearílico, estearato de glicerilo y parafina
	3,5% de agua
	0,1% de dióxido de titanio
	nódulos con conformación de fideo de color blanco a marfil

(Continuación)

Materiales Usados
Tensianol LSA-LM	base de detergente sintético de ICI Surfactants que contiene:
	43% de tensioactivos aniónicos
	\hskip0.5cm laurilsulfosuccinato disódico y cocoil-isetionato sódico
	20% de fase grasa de reengrasado
	\hskip0.5cm alcohol cetearílico y aceite de ricino hidrogenado
	20% de almidón de maíz
	\begin{minipage}[t]{120mm}y cantidades menores de cocamidopropilbetaína, glicerina, aceite mineral, dióxido de titanio y agua \end{minipage}

Los materiales de base de detergente sintético comerciales se fabrican combinando los componentes de base con contenido de agua relativamente bajo (menos de 50% de la composición total) y secado evaporativo seguido por extrusión como fideos, formación de escamas o nodulización. Los expertos en la técnica reconocerán que tales productos, particularmente aquellos en forma de fideo o nódulo, requieren procesamiento de alto cizallamiento, típicamente usando un molino de rodillos para dar al producto la plasticidad y la superficie aceptables para aceptar aditivos antes de que se extruya como barras. Sin este tipo de procesamiento, el producto no se extruye satisfactoriamente.

Ejemplo 1

Se elaboró una formulación de detergente sintético que contenía los siguientes componentes:

material	% en peso	papel
Arlatone SCI	14,28	tensioactivo
Radiasurf 7140/3	11,22
Radiacid 0427	2,0	plastificante hidrófobo
Talco de Luzenac	1,5	carga
agua	70	medio de dispersión

La dispersión se elaboró calentando el agua hasta 80ºC y dispersando el Arlatone SCI bajo agitación moderada hasta homogeneidad. El Radiasurf 7140/3 y Radiacid 0427 se calentaron hasta 80ºC y se añadieron a la mezcla acuosa bajo agitación hasta que se dispersaba homogéneamente. La mezcla dispersada se mantuvo a 80ºC bajo agitación moderada hasta un procesamiento adicional mediante secado por pulverización. La emulsión resultante se secó por pulverización usando un secador piloto NIRO P63 a una velocidad de evaporación en el intervalo de 10 a 60 kg de agua.hora^{-1}. El secado por pulverización se llevó a cabo bajo las siguientes condiciones: temperaturas: suspensión en la entrada del secador de pulverización 75ºC; entrada a la cámara de secado (usando aire caliente como el medio de secado) de 195 a 200ºC; salida 90ºC; flujo de aire 400 m^{3}.hora^{-1}. El polvo resultante tenía un tamaño de partícula medio de menos de 200 \mum y un contenido de agua de 3%.

Este material se convirtió en barras usando una extrusora piloto de un solo tornillo a temperatura ambiente. Añadir 10% de agua no influía adversamente en la plasticidad del lingote o en la dureza de las barras de limpieza resultantes.

Ejemplo 2

Se elaboró un producto secado por pulverización similar al del Ejemplo 1 secando por pulverización una emulsión acuosa formada dispersando Zetasap 813A a 30ºC en agua precalentada hasta 80ºC con agitación moderada. Esta temperatura está por encima de la temperatura de fusión de la combinación de los componentes de plastificante hidrófobo de la formulación de detergente sintético. La emulsión resultante se secó por pulverización usando un secador piloto NIRO P63 a una velocidad de evaporación en el intervalo de 10 a 60 kg de agua.hora^{-1}. El secado por pulverización se llevó a cabo bajo las siguientes condiciones: temperaturas: suspensión a la entrada del secador de pulverización 75ºC; entrada a la cámara de secado (usando aire caliente como el medio de secado) de 195 a 200ºC; salida 90ºC; flujo de aire 400 m ^{3}.hora^{-1}. El polvo resultante tenía un tamaño de partícula medio de menos de 200 \mum y un contenido de agua de 2,5%.

Ejemplo 3

Se repitió el Ejemplo 2, excepto que se usó Zetasap 813A en lugar del Zetasap 813A usado en el Ejemplo 2. El polvo resultante tenía un contenido de agua de 2,5% (el Zetasap 5165 original tiene un contenido de agua de entre 4 y 7% en peso).

El polvo resultante, que era muy similar en forma física al del Ejemplo 2, se convirtió directamente a temperatura ambiente en una extrusora simple de laboratorio a escala piloto de un solo tornillo con la adición de 10 a 15% de agua en lingotes de detergente sintético que pueden estamparse en barras sin reblandecer el lingote extruido o las barras estampadas. En contraste, el material en escamas comercial necesita molerse con rodillos o calentarse hasta 40ºC y reciclarse muchas veces en la extrusora para imitar la etapa de plastificación en molino de rodillos y para permitir la incorporación de los aditivos de procesamiento agua/glicerina (2,5%).

El material detergente sintético en polvo (calentado o a temperatura ambiente) se mezcló con los aditivos y los adyuvantes de procesamiento agua/glicerina hasta homogeneidad, añadiendo material a la extrusora gradualmente y extruyéndolo en fideos usando una rejilla de 4 mm de diámetro en el cabezal de extrusión. El cuerpo de la extrusora se enfrió en esta fase para evitar el deslizamiento. Los fideos de detergente sintético se hicieron pasar subsiguientemente a través de la extrusora una segunda vez para imitar el uso secuencial de extrusoras simple y doble. Para el segundo paso, un cabezal de extrusora calentado se usó para formar un lingote rectangular (sección transversal). Después de la extrusión, el lingote se cortó y se estampó en barras.

Ejemplo 4

Se dispersó base de detergente sintético en escamas Tensianol LSA-LM al 30% en peso en agua a 80ºC bajo agitación moderada. Esta temperatura está por encima de la temperatura de fusión de los componentes del plastificante hidrófobo de la formulación de detergente sintético y permite que se emulsifique en la solución de tensioactivo formada durante la dispersión. Subsiguientemente, se secaron por pulverización 2000 l de esta emulsión en una secadora de pulverización Niro MSD que tenía una capacidad de eliminación de agua de aproximadamente 1000 kg de agua.hora^{-1}. Un lecho fluidizado vibratorio y un filtro se pusieron en el fondo de la secadora para granular el material secado por pulverización y para separar y recircular partículas pequeñas a la secadora. Se usó aire caliente como el medio de secado y la temperatura de entrada a la cámara de secado era 180ºC, la temperatura de salida de la cámara de secado era 65ºC y la temperatura del flujo de aire en lecho fluidizado era de 75 a 85ºC. El polvo libre de polvo fino, que fluye libremente, resultante tenía un tamaño de partícula entre 300 y 1200 \mum y un contenido de agua de 2,5% (la escama Tensianol LSA-LM tiene un contenido de agua entre 2 y 6%) en peso.

Este producto en polvo se procesó adicionalmente en una línea industrial. En comparación con la forma de escamas original del detergente sintético, el tiempo de mezcladura se redujo en 50% y la capacidad de absorción del detergente sintético se incrementaba. Así, usando 100 kg de polvo, se añadieron 8 kg de agua, 3 kg de un perfume hidroalcóholico y 1 kg de aceite de almendras y todos estos aditivos se absorbían fácilmente. Esto se efectuó sin un efecto adverso sobre las propiedades finales de los productos en forma de barra de detergente sintético. Se sabe bien en la técnica que esto no puede alcanzarse usando materiales en escamas, fideos o nódulos convencionales.

Se encontró que no era necesario usar un molino de rodillos para procesar el detergente sintético en polvo, algo del polvo se procesaba usando un molino de rodillos para ver si la capacidad de procesamiento del polvo en un molino de rodillos era satisfactoria. (Esto tiene en cuenta la situación práctica en la que un fabricante de barras tiene un molino de rodillos en la línea de producción y sería incómodo retirarlo sólo para procesar material detergente sintético en polvo). El detergente sintético en polvo se procesó a través de un molino de rodillos sin dificultades o reajuste adicional.

Generalmente, se sabe bien en la técnica que no es práctico trabajar tan simplemente usando detergentes sintéticos en escamas, fideos o nódulos convencionales. Usando escamas, fideos o nódulos, habitualmente es necesario calentar los molinos de rodillos al comienzo y usar una separación relativamente amplia entre los rodillos para evitar el bloqueo del molino de rodillos. Después del comienzo, las separaciones de los molinos de rodillos necesitan estrecharse a fin de permitir que el detergente sintético se procese para dar la plasticidad deseada y para evitar dejar fragmentos duros en el detergente sintético molido. Además, el calentamiento por fricción significa que el molino de rodillos necesita enfriarse para evitar la adherencia y el bloqueo. Todo esto necesita manejo y coordinación cuidadosos hasta que se alcanzan las condiciones de funcionamiento en estado estacionario.

El producto fue evaluado durante el uso por personal experto y se juzgó que el tacto y la sensación para la piel de la barra hecha a partir del detergente sintético en polvo era mucho mejor que barras por lo demás similares elaboradas a partir de detergente sintético en escamas convencional.

Ejemplo 5

Se sabe bien que los perfumes, especialmente el alcohol y en algunos casos los perfumes basados en hidroalcohol, tienden a cambiar las propiedades de unión y plasticidad de las bases de detergente sintético. Las siguientes pruebas muestran la superioridad del material elaborado de acuerdo con la invención en comparación con material en escamas. El detergente sintético en polvo elaborado según se describe previamente se convirtió en barras usando una extrusora simple piloto de un solo tornillo (muestras del Ejemplo 5a y 5b). Muestras de la misma formulación de detergente sintético pero en la forma de escamas (según se suministraban) también se convirtieron en barras en el mismo equipo (muestras del Ejemplo Comparativo C5a y C5b). En una prueba, se usó etanol como un aditivo para simular un perfume basado en alcohol y en la otra se usó perfume Blue Water.

El material detergente sintético (calentado o a temperatura ambiente) se mezcló con los aditivos y los adyuvantes de procesamiento y se suministró a la extrusora y se extruyó en fideos usando una rejilla de 4 mm de diámetro en el cabezal de extrusión. La cantidad (porcentaje basado en el peso de la composición de detergente) de agua que podía añadirse durante la mezcladura para mejorar el procesamiento sin hacerla pegajosa se apuntó y se da como % de Agua en la Tabla 1. Para el material en polvo, era satisfactorio usar una temperatura de la entrada de 22ºC, pero para el material en forma de escamas era necesario calentarlo de modo que la temperatura del material en la entrada fuera 40ºC para permitir el procesamiento satisfactorio a través de la extrusora. (El cuerpo de la extrusora se enfrió en esta fase para evitar el deslizamiento). La plasticidad de los fideos extruidos se determinó y se indica en la Tabla 1 como Plasticidad de los fideos. El material se hizo pasar subsiguientemente a través de la extrusora una segunda vez para evitar el uso secuencial de extrusoras simple y doble en una línea de producción a escala completa y se usó un cabezal de extrusión calentado para formar un lingote rectangular (sección transversal), que después de la extrusión, se cortó y se estampó en barras. Si esto no daba una mezcla con plasticidad adecuada para el procesamiento en barras, la mezcla se procesaba de nuevo a través de la extrusora realizando tres pasos en total. En la Tabla 1, el número de Pasos = 1 indica que se alcanzaba una plasticidad satisfactoria después de un paso de la extrusora empezando desde fideos extruidos y Pasos = 2+ indica que eran necesarios 2 pasos - no dando siempre un resultado completamente satisfactorio aun entonces. La apariencia y la unión del lingote extruido se apuntaron y se incluyen brevemente en la Tabla 1. Unión = "escasa" significa que la barra enfriada y madura se rompe bajo una tensión baja y "buena" significa que cumple la especificación estándar, se rompe bajo tensión alta. Es necesaria una buena plasticidad para poder estampar las barras a partir del lingote extruido a una velocidad económica para obtener barras que no se "abran" o "agrieten" cuando se enfrían.

TABLA 1

2

Claims

1. Un método para elaborar un producto de detergente sintético formulado, que incluye:

2.: secar por pulverización la dispersión o emulsión,

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el detergente sintético incluye al menos un tensioactivo espumante de isetionato graso.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el detergente sintético incluye uno o más tensioactivos aniónicos de alquil-sulfatos, alquil-sulfonatos, alquil-éter-sulfatos, alquil-glicerol-éter-sulfonatos, ésteres de alquil-fosfato, ésteres de alquil-fosfato etoxilados, sarcosinatos, derivados de taurato, alquil-sulfoacetatos, ésteres de hidroxialquil-sulfonato, alquil-sulfosuccinatos, alquil-éter-sulfosuccinatos, alquil-sulfosuccinamatos y acil-glutamatos.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el tensioactivo aniónico está presente como una sal de metal alcalino, amonio, etanolamina o metal alcalinotérreo.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que las cadenas alquílicas en el tensioactivo aniónico son cadenas de 9 a 20 átomos de carbono.

6. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el detergente sintético incluye uno o más tensioactivos no iónicos de alquil-polisacáridos; alcoxilatos de éster de sorbitán; tensioactivos de glucamida; tensioactivos de alcoxilato de alcohol y etoxilatos de ácido carboxílico.

7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el tensioactivo suave incluye un alquil-sulfonato y/o un isetionato graso.

8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el detergente sintético incluye al menos un derivado de betaína, un derivado de imidazolina o tensioactivos anfóteros de anfoacetato graso.

9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la emulsión incluye adicionalmente una o más sales de metales alcalinos de un ácido carboxílico graso de 12 a 20 átomos de carbono.

10. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el plastificante hidrófobo es uno o más de un ácido graso de 12 a 22 átomos de carbono; un alcohol graso de 14 a 22 átomos de carbono; una cera parafínica; o aceite de ricino o cera de jojoba hidrogenados.

11. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la carga es un material en partículas finamente dividido inerte que tiene un tamaño de partícula medio de menos de 50 \mum.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la carga es almidón o talco.

13. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la cantidad de detergente es de 55 a 80% en peso y la cantidad de plastificante hidrófobo es de 20 a 45% en peso, ambos basados en los pesos combinados del detergente y el plastificante hidrófobo.

14. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la cantidad de detergente es de 41 a 76% en peso, la cantidad de plastificante hidrófobo es de 19 a 34% en peso y la cantidad de carga es de 5 a 25% en peso, basado en los pesos combinados de estos tres componentes.

15. Un material detergente elaborado mediante el método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que incluye un detergente sintético, un plastificante hidrófobo y, opcionalmente, una carga, en dispersión substancialmente homogénea y que tiene un tamaño de partícula medio en peso de 50 a 1200 \mum, en forma de partículas que no se reduce a polvo, que fluye libremente.

\newpage

16. Un material detergente de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el tamaño de partícula medio en peso del material detergente es de 50 a 250 \mum.

17. Un material detergente de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el tamaño de partícula medio en peso del material detergente es de 200 a 750 \mum.

18. Un método para elaborar barras de materiales detergentes sintético, que comprende formar como barras un material detergente sintético en forma de partículas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17 o elaborado mediante el método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.

19. Un producto en forma de barra de limpieza de detergente sintético para el cuidado personal que se ha elaborado a partir de un material detergente sintético en forma de partículas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17 o se ha elaborado mediante el método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.