ES2268164T3 - Composicion detergente en forma de pastilla. - Google Patents
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Abstract
Una pastilla compacta de detergente para el lavado de ropa que contiene: (a) polvo base sólido detergente en partículas conte- niendo un tensoactivo y opcionalmente un coadyuvan- te; (b) opcionalmente otros ingredientes detergentes en partículas; y (d) un material aglutinante entre las partículas de polvo base detergente y/o los ingredientes deter- gentes opcionales en partículas; caracterizada porque el aglutinante contiene (c)(i) desde el 10% en peso hasta el 90% en peso de un tensoactivo no iónico con un punto de fusión desde 30 hasta 70ºC; y (c)(ii) desde el 10% en peso hasta el 90% en peso de un material orgánico soluble en agua que tiene un punto de fusión desde 30 hasta 70ºC.
Description
Composición detergente en forma de pastilla.
La presente invención está relacionada con
composiciones detergentes en pastillas que comprenden un tensoactivo
no iónico como uno de los componentes del material aglutinante.
Las pastillas de detergente son bien conocidas
en la técnica y proporcionan al consumidor ventajas significativas
en comparación con los polvos de detergente en partículas
convencionales.
Es muy deseable proporcionar una pastilla que
sea físicamente consistente y que también se disuelve rápidamente
en el lavado, sin embargo puede resultar difícil obtener ambas
propiedades al mismo tiempo. Las pastillas producidas utilizando
una baja presión de compactación tienden a desmenuzarse y
desintegrarse durante la manipulación y empaquetado; mientras que
las pastillas fuertemente compactadas pueden ser suficientemente
cohesivas pero sin embargo pueden no desintegrase o dispersarse
suficientemente en el lavado.
Además generalmente se admite que el
comportamiento soluble de dichas pastillas se inhibe por la
presencia de tensoactivo debido a que puede formar fases de gel
durante la disolución. Un problema particular ocurre con los
tensoactivos no iónicos (p.e. en el documento WO 0037604)
especialmente cuando también están presentes zeolitas.
Un modo de mejorar las propiedades de
resistencia y disolución de las pastillas de detergente que
contienen tensoactivo es recubrir las partículas de detergente con
un aglutinante antes de su compactación.
El documento EP 522 766 (Unilever) divulga
muchos tipos diferentes de aglutinantes y enseña que al menos las
partículas activas de detergente y partículas de coadyuvante
deberían ser recubiertas antes de la compactación.
EP 711 828 divulga un proceso para preparar
pastillas compactas de detergente para el lavado de ropa utilizando
un aglutinante con un punto de fusión desde 35 hasta 90ºC, que se
compacta a una temperatura por encima de 28ºC pero por debajo del
punto de fusión del aglutinante.
Sin embargo, un inconveniente de la utilización
de aglutinantes que mejoran la disolución, es que a menudo
desempeñan poco o ningún papel en el lavado y ocupan una parte
importante en la composición de la pastilla. Por ejemplo, un
aglutinante altamente preferido es el polietilenglicol, que es un
excelente aglutinante y desintegrante pero aporta muy poco a la
función de lavado.
Se han sugerido los tensoactivos no iónicos como
potenciales aglutinantes.
El documento GB 2 327 947 (Procter & Gamble)
divulga una pastilla de detergente con un tensoactivo no iónico
como aglutinante.
Sin embargo, se ha comprobado que un problema en
la utilización de un tensoactivo no iónico como aglutinante es que
las propiedades de dispersión y disolución de la pastilla son
pobres.
Los presentes inventores han encontrado de modo
sorprendente que, al contrario que lo mostrado en documentos
anteriores, las propiedades de resistencia y disolución/dispersión
de una pastilla compacta de detergente para el lavado de ropa se
mejoran si se incluye un tensoactivo no iónico como uno de los
componentes del aglutinante de la pastilla. Además, debido a que se
necesita menos tensoactivo en el resto de la composición, la
invención proporciona una mayor flexibilidad para formular
ingredientes.
En un primer aspecto, la presente invención
proporciona una pastilla compacta de detergente para el lavado de
ropa que comprende:
- (a)
- polvo base detergente en partículas sólidas conteniendo un tensoactivo y opcionalmente un coadyuvante; y
- (b)
- opcionalmente otros ingredientes detergentes en partículas; y
- (c)
- un material aglutinante entre las partículas de polvo base detergente y/o los ingredientes opcionales del detergente en partículas
en la cual el aglutinante comprende (c)(i) desde
el 10% en peso hasta el 90% en peso de un tensoactivo no iónico que
tiene un punto de fusión desde 30 hasta 70ºC; y (c)(ii) desde el 10%
en peso hasta el 90% en peso de un material orgánico soluble en
agua que tiene un punto de fusión desde 30 hasta 70ºC.
En un segundo aspecto, la presente invención
proporciona un proceso para la preparación de una pastilla compacta
de detergente para el lavado de ropa que comprende las siguientes
etapas:
- (i)
- preparación de polvo base detergente;
- (ii)
- mezcla del polvo base detergente con un aglutinante (c) definido más arriba a una temperatura por encima del punto de fusión del aglutinante; y
- (iii)
- compactación del material resultante bajo una presión aplicada.
Las pastillas de la presente invención contienen
un aglutinante que facilita la adherencia del polvo base y de otros
ingredientes detergentes que puedan estar presentes. La cantidad de
aglutinante puede ser hasta el 10% en peso del total de la
pastilla, preferiblemente está presente desde el 1 hasta el 6% en
peso, más preferiblemente desde el 2 hasta el 5% en peso.
El aglutinante contiene desde el 10 hasta el 90%
en peso de tensoactivo no iónico. El aglutinante preferiblemente
contiene desde el 20 hasta el 80% en peso, más preferiblemente desde
el 30 hasta el 70% en peso y deseablemente desde el 40 hasta el 60%
en peso de tensoactivo no iónico.
Es importante que el tensoactivo no iónico tenga
una fase de material sólido flexible a temperatura ambiente para
comportarse bien como un aglutinante y/o un desintegrante. Para
conseguir esto, el tensoactivo no iónico tiene un punto de fusión
desde 30 hasta 70ºC, preferiblemente desde 40 hasta 60ºC.
Los tensoactivos no iónicos preferidos son los
alcoholes etoxilados. Los tensoactivos no iónicos comprenden
preferiblemente los alcoholes etoxilados alifáticos
C_{8}-C_{20} primarios o secundarios con un
promedio de 8 a 50 moles de óxido de etileno por mol de alcohol.
Los tensoactivos no iónicos comprenden más preferiblemente los
alcoholes etoxilados alifáticos C_{12}-C_{18}
primarios o secundarios con un promedio de 10 a 30 moles de óxido
de etileno por mol de alcohol.
Además del tensoactivo no iónico, el aglutinante
contiene un material orgánico soluble en agua. El aglutinante
contiene desde el 10 hasta el 90% en peso, preferiblemente desde el
20 hasta el 80% en peso y más preferiblemente desde el 30 hasta el
70% en peso del material orgánico soluble en agua. Preferiblemente
el material orgánico es un polímero orgánico. Los materiales de
este tipo se utilizan a menudo como aglutinantes en pastillas de
detergente debido a que tienen unas excelentes propiedades
aglutinantes y de disolución. Un tipo de polímeros orgánicos
solubles en agua especialmente preferidos son los comprendidos por
polietilenglicoles. El peso molecular preferido de los
polietilenglicoles es desde 800 hasta 4000. En un modo de
realización altamente preferido, el tensoactivo no iónico y el
material orgánico están ambos íntimamente mezclados.
Es importante que el material orgánico soluble
en agua tenga una fase de material sólido flexible a temperatura
ambiente para comportarse bien como un aglutinante y/o un
desintegrante. Para conseguir esto el material orgánico tiene un
punto de fusión desde 30 a 70ºC, preferiblemente desde 40 hasta
60ºC.
Sin pretender limitarse a la teoría, se admite
que el material orgánico interfiere con la formación de gel del
tensoactivo no iónico y por tanto impide su influencia negativa
sobre la tasa de disolución, e incluso la mejora.
El aglutinante puede también contener otros
materiales. En un modo de realización preferido, el aglutinante
contiene un tensoactivo aniónico de tipo sulfato, preferiblemente un
sulfato de alcohol primario. Si se encuentra, el tensoactivo
aniónico de tipo sulfato es preferiblemente un sólido en partículas
y se dispersa dentro del tensoactivo no iónico.
Un polvo base detergente es un polvo
caracterizado por una considerable homogeneidad, es decir la
composición de los gránulos individuales es representativa del
polvo base en su conjunto. Los polvos base granulares se pueden
fabricar mediante un mezclador/granulador de alta velocidad, y/u
otros procesos de secado sin pulverización como, por ejemplo,
granulación en lecho fluido. Las composiciones de la presente
invención pueden contener un polvo base granular. También pueden
contener polvos base que se pueden fabricar mediante secado por
pulverización.
Los polvos base típicamente contienen
ingredientes que forman la base de muchas composiciones como, por
ejemplo, tensoactivos y coadyuvantes. Según la presente invención,
las pastillas compactas contienen preferiblemente desde el 20 hasta
el 90% en peso de polvo base, más preferiblemente desde el 30 hasta
el 70% en peso de polvo base.
Las pastillas compactas de detergente para el
lavado de ropa según la invención contienen, entre otros
ingredientes, ingredientes detergentes convencionales,
especialmente materiales de acción detergente (tensoactivos), y
preferiblemente también coadyuvantes de detergencia.
Las pastillas compactas de detergente para el
lavado de ropa según la invención pueden contener de modo adecuado
desde el 5 hasta el 60% en peso de tensoactivo de acción detergente,
desde el 10 hasta el 80% en peso de coadyuvante de detergencia, y
opcionalmente otros ingredientes detergentes hasta el 100% en
peso.
Las pastillas de detergente contendrán, como
ingredientes esenciales, uno o más compuestos detergentes activos
(tensoactivos) que se pueden elegir de entre compuestos detergentes
activos aniónicos, catiónicos, no iónicos, anfotéricos y bipolares
jabonosos y no jabonosos, y mezclas de los mismos.
Hay disponibilidad de muchos compuestos
detergentes activos que son adecuados y se describen en su totalidad
en la bibliografía, por ejemplo, en
"Surface-Active Agents and Detergents",
Volúmenes I y II, de Schwartz, Perry y Berch.
Los compuestos de detergentes activos preferidos
que se pueden utilizar son jabones y compuestos sintéticos
aniónicos y no iónicos no jabonosos. Se prefieren especialmente los
tensoactivos aniónicos no jabonosos.
Los tensoactivos aniónicos no jabonosos son bien
conocidos por aquellos expertos en la técnica. Los ejemplos
incluyen sulfonatos de alquilbenceno, particularmente sulfonatos de
alquilbenceno lineales que tienen una longitud de la cadena alquilo
de C_{8}-C_{15}; alquilsulfatos primarios y
secundarios, particularmente sulfatos de alquilo primarios
C_{8}-C_{15}; sulfatos de alquiléter; sulfonatos
de olefina, sulfonatos de alquilxileno; sulfosuccinatos de
dialquilo; y sulfonatos de ésteres de ácidos grasos. Generalmente se
prefieren las sales de sodio. Un tensoactivo aniónico preferido es
el sulfonato de alquilbenceno lineal.
Los tensoactivos no iónicos se pueden encontrar
presentes opcionalmente además del tensoactivo no iónico que hay en
el aglutinante. Estos incluyen los alcoholes etoxilados primarios y
secundarios, especialmente los alcoholes etoxilados alifáticos
C_{8}-C_{20} con un promedio de 1 a 20 moles de
óxido de etileno por mol de alcohol, y más especialmente los
alcoholes etoxilados alifáticos primarios y secundarios
C_{10}-C_{15} con un promedio de 1 a 10 moles
de óxido de etileno por mol de alcohol. Los tensoactivos no iónicos
no etoxilados incluyen alquilpoliglucósidos, monoéteres de glicerol
y polihidroxiamidas (glucamida).
Opcionalmente se pueden encontrar presentes
tensoactivos catiónicos. Estos incluyen sales de amonio cuaternarias
de fórmula general R_{1}R_{2}R_{3}R_{4}N^{+} X^{-}
donde los grupos R son cadenas de hidrocarbilo largas y cortas,
típicamente grupos alquilo, hidroxialquilo o alquilo etoxilado, y X
es un anión solubilizante (por ejemplo, compuestos en los que
R_{1} es un grupo alquilo C_{8}-C_{22},
preferiblemente un grupo alquilo C_{8}-C_{10} ó
C_{12}-C_{14}, R_{2} es un grupo metilo, y
R_{3} y R_{4}, que pueden ser iguales o diferentes, son grupos
metilo o hidroxietilo); y ésteres catiónicos (por ejemplo, ésteres
de colina).
En un tensoactivo catiónico de fórmula general
R_{1}R_{2}R_{3}R_{4}N^{+} X^{-} especialmente preferido,
R_{1} representa un grupo alquilo
C_{8}-C_{10} ó
C_{12}-C_{14}, R_{2} y R_{3} representan
grupos metilo, R_{4} presenta un grupo hidroxietilo, y X^{-}
representa un haluro o un ión metosulfato.
Opcionalmente, también se pueden encontrar
presentes tensoactivos anfotéricos, por ejemplo, óxidos de amina, y
tensoactivos bipolares, por ejemplo betaínas.
Preferiblemente, la cantidad de tensoactivo
aniónico está en el rango desde el 5 hasta el 50% en peso de la
composición total. Más preferiblemente, la cantidad de tensoactivo
aniónico está en el rango desde el 8 hasta el 35% en peso, lo más
preferiblemente desde el 10 hasta el 30% en peso.
El tensoactivo no iónico, si está presente,
además del que pueda estar presente en el aglutinante, se utiliza
preferiblemente en una cantidad en el rango desde el 1 hasta el 20%
en peso además del que pueda estar presente en la emulsión
estructurada.
Preferiblemente, la cantidad total de
tensoactivo presente está en el rango desde el 5 hasta el 60% en
peso.
Las composiciones pueden contener coadyuvante de
detergencia de modo adecuado desde el 10 hasta el 80% en peso,
preferiblemente desde el 15 hasta el 70% en peso. Preferiblemente,
la cantidad de coadyuvante está en el rango desde el 15 hasta el
50% en peso.
Las composiciones detergentes pueden contener
como coadyuvante un aluminosilicato cristalino, preferiblemente un
aluminosilicato de metal alcalino, más preferiblemente un
aluminosilicato de sodio (zeolita).
La zeolita utilizada como coadyuvante puede ser
la zeolita A (zeolita 4A) actualmente disponible comercialmente y
ampliamente utilizada en polvos detergentes de colada.
Alternativamente, la zeolita puede ser la zeolita P de máximo
aluminio (zeolita MAP) como se describe y reivindica en el documento
EP 384 070B (Unilever), y está disponible comercialmente como
Doucil (marca registrada) A24 de Crosfield Chemicals Ltd, Reino
Unido.
La zeolita MAP se define como un aluminosilicato
de metal alcalino de tipo zeolita P que tiene una relación de
silicio a aluminio no superior a 1,33, preferiblemente en el rango
de 0,90 a 1,33, preferiblemente en el rango de 0,90 a 1,20.
Se prefiere especialmente la zeolita MAP con una
relación de silicio a aluminio no superior a 1,07, más
preferiblemente aproximadamente 1,00. El tamaño de partícula de la
zeolita no es crítico. Se puede utilizar zeolita A o zeolita MAP de
cualquier tamaño de partícula adecuado.
Según la presente invención también se prefieren
los coadyuvantes de fosfato, especialmente de tripolifosfato de
sodio. Este se puede utilizar en combinación con ortofosfato de
sodio, y/o pirofosfato de sodio.
Otros coadyuvantes inorgánicos que se pueden
encontrar presentes de modo adicional o alternativo incluyen
carbonato de sodio, silicato laminar, aluminosilicatos amorfos.
Lo más preferiblemente, el coadyuvante se
selecciona entre tripolifosfato de sodio, zeolita, carbonato de
sodio, y combinaciones de los mismos.
Opcionalmente se pueden encontrar presentes
coadyuvantes orgánicos. Estos incluyen polímeros de policarboxilato
como, por ejemplo, poliacrilatos y copolímeros acrílicos/maleicos;
poliaspartatos; policarboxilatos monoméricos como, por ejemplo,
citratos, gluconatos, oxidisuccinatos, mono- di- y trisuccinatos de
glicerol, carboximetiloxisuccinatos,
carboxi-metiloximalonatos, dipicolinatos,
iminodiacetatos de hidroxetilo, alquil- y alquenilmalonatos y
succinatos; y sales de ácidos grasos sulfonatados.
Los coadyuvantes orgánicos se pueden utilizar en
menores cantidades como suplementos a los coadyuvantes inorgánicos
como, por ejemplo, fosfatos y zeolitas. Los coadyuvantes orgánicos
adicionales especialmente preferidos son citratos, adecuadamente
utilizados en cantidades desde el 5 hasta el 30% en peso,
preferiblemente desde el 10 hasta el 25% en peso; y polímeros
acrílicos, más especialmente copolímeros acrílicos/maleicos,
adecuadamente utilizados en cantidades desde el 0,5 hasta el 15% en
peso, preferiblemente desde el 1 hasta el 10% en peso.
Los coadyuvantes, tanto inorgánicos como
orgánicos, están presentes preferiblemente en forma de sal de metal
alcalino, especialmente sal de sodio.
Las composiciones detergentes según la invención
pueden también de modo adecuado contener un sistema blanqueador,
aunque las composiciones no blanqueadoras también se encuentran en
el ámbito de la invención.
El sistema blanqueador se basa preferiblemente
en compuestos blanqueadores peroxi, por ejemplo, persales
inorgánicas o peroxiácidos orgánicos, capaces de producir peróxido
de hidrógeno en una solución acuosa. Los compuestos blanqueadores
peroxi adecuados incluyen peróxidos orgánicos como, por ejemplo,
peróxido de urea, y persales inorgánicas como, por ejemplo,
perboratos, percarbonatos, perfosfatos, persilicatos y persulfatos
de metal alcalino. Las persales inorgánicas preferidas son el
perborato de sodio monohidrato y tetrahidrato, y el percarbonato de
sodio. El compuesto blanqueador peroxi está presente de forma
adecuada en una cantidad desde el 5 hasta el 35% en peso,
preferiblemente desde le 10 hasta el 25% en peso.
El compuesto blanqueador peroxi se puede
utilizar junto a un activador blanqueador (precursor blanqueador)
para mejorar la acción blanqueadora a bajas temperaturas de lavado.
El precursor blanqueador está presente de forma adecuada en una
cantidad desde el 1 hasta el 8% en peso, preferiblemente desde el 2
hasta el 5% en peso.
Los precursores blanqueadores preferidos son los
precursores de ácido peroxicarboxílico, más especialmente los
precursores de ácido paracético y precursores de ácido
peroxibenzoico; y los precursores de ácido peroxicarbónico. Un
precursor blanqueador especialmente preferido adecuado para su
utilización en la presente invención es
N,N,N',N'-tetracetil etilendiamina (TAED).
También se puede encontrar presente un
estabilizador blanqueador (secuestrante de metales pesados). Los
estabilizadores blanqueadores adecuados incluyen tetraacetato de
etilendiamina (EDTA) y los polifosfonatos como, por ejemplo,
Dequest (marca registrada), EDTMP.
Las composiciones detergentes también pueden
contener una o más enzimas. Enzimas adecuadas incluyen las
proteasas, amilasas, celulasas, oxidasas, peroxidasas y lipasas
utilizables para su incorporación a composiciones detergentes.
Las enzimas proteolíticas (proteasas) preferidas
son materiales de proteína catalíticamente activos que degradan o
alteran las manchas de tipo proteína cuando se encuentran en manchas
de tejidos en una reacción de hidrólisis. Pueden ser de cualquier
origen adecuado, como, por ejemplo, de origen vegetal, animal,
bacteriano o de levadura.
\newpage
Hay disponibilidad de enzimas proteolíticas o
proteasas de diversas calidades y orígenes y que presentan actividad
en varios rangos de pH de 4-12. Son adecuadas
proteasas tanto de alto como de bajo punto isoeléctrico.
Otras enzimas que se pueden encontrar presentes
de modo adecuado incluyen lipasas, amilasas, y celulasas incluyendo
celulasas de alta actividad como, por ejemplo, Carezyme (marca
registrada) de Novo.
En composiciones detergentes en partículas, las
enzimas de detergencia se utilizan comúnmente en forma granular en
cantidades desde aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 3,0% en
peso. Sin embargo, se puede utilizar cualquier forma física
adecuada de la enzima en cualquier cantidad efectiva.
También se pueden encontrar presentes agentes
antirredeposición, por ejemplo, éteres y ésteres de celulosa, por
ejemplo carboximetil celulosa de sodio.
Las composiciones también pueden contener
polímeros para la eliminación de suciedad, por ejemplo polímeros
PET/POET sulfonatados y sin sulfonatar, tanto con extremos
desactivados como con extremos activados, y copolímeros injertados
de alcohol de polietilenglicol/polivinilo como, por ejemplo, Sokolan
(marca registrada) HP22.
Los polímeros capaces de eliminar de suciedad
especialmente preferidos son los poliésteres con extremos activados
sulfonatados descritos y reivindicados en WO 95 32997A (Rhodia
Chimie).
Las composiciones detergentes también pueden
incluir una o más sales inorgánicas además de las sales
coadyuvantes. Estas pueden incluir, por ejemplo, bicarbonato de
sodio, silicato de sodio, sulfato de sodio, sulfato de magnesio,
sulfato de calcio, cloruro de calcio y cloruro de sodio. Las sales
inorgánicas preferidas son el sulfato de sodio, el cloruro de sodio
y combinaciones de las mismas.
Las composiciones detergentes pueden contener
también otros materiales inorgánicos, por ejemplo, calcita, sílice,
aluminosilicato amorfo, o arcillas.
Otros ingredientes que se pueden encontrar
presentes incluyen disolventes, hidrotropos, agentes fluorescentes,
tintes, fotoblanqueadores, reforzantes de espuma o controladores de
espuma (antiespumantes) según sea necesario, compuestos
acondicionadores de tejidos, y perfumes.
Una pastilla o una parte de una pastilla puede
contener partículas solubles en agua para fomentar la
desintegración. Se puede preferir que dichas partículas constituyan
desde el 3%, preferiblemente desde el 5% o 10% hasta el 50% en peso
de la composición de la pastilla o parte de la misma.
Dichas partículas solubles contienen típicamente
al menos un 50% (de su propio peso) de uno o más materiales que son
distintos de jabón o tensoactivo orgánico y que tienen una
solubilidad de al menos 10 g/100 g a 20ºC en agua desionizada.
Más preferiblemente, este material soluble en
agua se eligen entre:
- \bullet
- compuestos con una solubilidad en agua superior a 50 g/100 g a 20ºC en agua desionizada; o
- \bullet
- tripolifosfato de sodio, que contenga al menos un 50% de su propio peso en forma anhidra de fase I, y que se hidrata parcialmente para contener agua de hidratación en una cantidad que es al menos el 1% en peso de tripolifosfato de sodio en las partículas.
Como se explicará detalladamente más abajo,
estas partículas que fomentan la desintegración pueden también
contener otras formas de tripolifosfato u otras sales en el resto de
su composición.
Si el material en dichas partículas solubles en
agua que fomentan la desintegración puede actuar como coadyuvante
de detergencia, (como es el caso con el tripolifosfato de sodio)
entonces contribuye, por supuesto, a la cantidad total de
coadyuvante de detergencia en la composición de la pastilla.
La cantidad de partículas solubles en agua que
fomentan la desintegración pueden ser desde el 10% hasta el 30 o
40% en peso de la pastilla o parte de la misma. La cantidad puede
ser desde el 12% hasta el 25 ó el 30% o más.
Una solubilidad de al menos 50 g/100 g de agua
desionizada a 20ºC es una solubilidad excepcionalmente alta: muchos
materiales que se clasifican como solubles en agua tienen una
solubilidad menor que esta. Los materiales con una solubilidad tan
alta se pueden utilizar en cantidades desde el 3%, posiblemente
desde el 5% ó 10% hasta el 30% en peso de la pastilla.
Algunos materiales altamente solubles en agua
que se pueden utilizar se enumeran más abajo, con sus solubilidades
expresadas como gramos de sólido para formar una solución saturada
en 100 g de agua desionizada a 20ºC:
\newpage
| Material | Solubilidad en agua (g/100 g) |
| Citrato de sodio dihidrato | 72 |
| Carbonato de potasio | 112 |
| Urea | >100 |
| Acetato de sodio | 119 |
| Acetato de sodio trihidrato | 76 |
| Sulfato de magnesio 7 H_{2}O | 71 |
\vskip1.000000\baselineskip
En contraste las solubilidades de algunos otros
materiales comunes a 20ºC son:
| Material | Solubilidad en agua (g/100 g) |
| Cloruro de sodio | 36 |
| Sulfato de sodio decahidrato | 21,5 |
| Carbonato de sodio anhidro | 8,0 |
| Percarbonato de sodio anhidro | 12 |
| Perborato de sodio anhidro | 3,7 |
| Tripolifosfato de sodio anhidro | 15 |
Preferiblemente, este material altamente soluble
en agua se incorpora en forma de partículas del material en una
forma sustancialmente pura (es decir cada una de dichas partículas
contiene más del 95% en peso del material). Sin embargo, dichas
partículas pueden contener material de esta solubilidad en una
mezcla con otro material, siempre que el material de la solubilidad
especificada proporcione al menos el 50% en peso de estas
partículas.
Un material preferido es el acetato de sodio en
forma parcial o totalmente hidratada.
Se puede preferir que el material altamente
soluble en agua sea una sal que se disuelve en agua en forma
ionizada. A medida que dicha sal se disuelve da lugar a un
incremento local transitorio en la fuerza iónica que puede
contribuir a la desintegración de la pastilla impidiendo que el
tensoactivo no iónico se expanda e inhibiendo la disolución de
otros materiales.
Otra posibilidad que es menos preferida es que
dichas partículas que fomentan la desintegración sean partículas
que contienen tripolifosfato de sodio con más del 50% (del peso de
las partículas) en forma anhidra de fase I, y que se hidrata
parcialmente para que contenga agua de hidratación en una cantidad
que es al menos el 1% en peso del tripolifosfato de sodio.
El tripolifosfato de sodio es bien conocido como
coadyuvante secuestrante en composiciones detergentes. Existe en
forma hidratada y dos formas anhidras cristalinas. Estas son las
formas anhidras cristalinas normales, conocidas como fase II que es
la forma de baja temperatura, y la fase I que es estable a
temperatura alta. La conversión de fase II a fase I se produce con
bastante rapidez calentando por encima de la temperatura de
transición, que es aproximadamente 420ºC, pero la reacción inversa
es lenta. Consecuentemente el tripolifosfato de sodio en fase I es
metaestable a temperatura ambiente.
En el documento
US-A-4536377 se muestra un proceso
para la fabricación de partículas que contienen una proporción alta
de la forma de fase I del tripolifosfato de sodio mediante secado
por pulverización por debajo de 420ºC.
Estas partículas deberían contener también
tripolifosfato de sodio que está parcialmente hidratado. La
extensión de la hidratación debería ser de al menos el 1% en peso
del tripolifosfato de sodio en las partículas. Puede estar en un
rango desde el 1 hasta el 4%, o puede ser más alto. Desde luego el
tripolifosfato de sodio completamente hidratado se puede utilizar
para obtener estas partículas.
El resto de la composición de la pastilla
utilizada para formar la pastilla o parte de la misma puede incluir
tripolifosfato de sodio adicional. Este se puede encontrar en
cualquier forma, incluyendo tripolifosfato de sodio con un alto
contenido de la forma anhidra en fase II.
Existe disponible comercialmente material
apropiado. Los proveedores incluyen Rhone-Poulenc,
Francia y Albright & Wilson, Reino Unido.
Se pueden preparar polvos base de baja a
moderada densidad aparente mediante secado por pulverización de una
suspensión, y opcionalmente añadiendo posteriormente (mezclando en
seco) ingredientes adicionales. Se pueden preparar polvos
"concentrados" o "compactos" mediante procesos de mezclado
y granulado, por ejemplo, utilizando un mezclador/granulador de
alta velocidad u otros procesos sin torre.
Después de haber preparado el polvo base
normalmente se mezcla con otros materiales de ‘dosificación
posterior' como, por ejemplo, partículas solubles en agua que
fomentan la desintegración y posiblemente otros ingredientes
detergentes en partículas.
Después se añade el aglutinante al polvo seco a
una temperatura tal que está en forma líquida. El líquido y los
sólidos se mezclan conjuntamente en un recipiente de mezcla
apropiado hasta que el líquido y los sólidos están relativamente
bien mezclados. Se deja enfriar la composición resultante y el
aglutinante, que está presente en la superficie de las partículas y
por tanto también entre ellas, se solidifica. Después, la
composición en partículas resultante se prepara en forma de
pastilla de detergente compacta para el lavado de ropa.
La formación de pastillas supone la compactación
de una composición de partículas bajo una presión aplicada. Se
conoce una diversidad de maquinaria para formar pastillas que se
puede utilizar. Generalmente funcionará aplastando una cantidad de
la composición en partículas que se confina en un troquel.
La formación de pastillas se puede realizar a
temperatura ambiente o a una temperatura por encima de la
temperatura ambiente lo que puede permitir que se consiga una
adecuada solidez aplicando una menor presión durante la
compactación. Para la formación de pastillas a una temperatura por
encima de la temperatura ambiente, preferiblemente, la composición
en partículas se introduce en la maquinaria para formar las
pastillas a una temperatura elevada. Por supuesto, esto
proporcionará calor a la maquinaria de formación de pastillas, pero
la maquinaria se puede calentar también de otro modo. Sin embargo,
se prefiere que la etapa de formación de pastillas se produzca a
una temperatura por debajo del punto de fusión del aglutinante.
Si se proporciona algo de calor, se prevé que se
proporcionará de manera convencional, como, por ejemplo, pasando la
composición en partículas a través de un horno, en lugar de mediante
cualquier aplicación de energía de microondas.
El tamaño de la pastilla variará apropiadamente
desde 10 hasta 160 g, preferiblemente desde 15 hasta 60 g, en
función de las condiciones de la utilización que se pretende, y si
representa una dosis para una carga media en una máquina de lavado
de tejidos o de lavado de platos o una fracción de dicha dosis. Las
pastillas pueden tener cualquier forma. Sin embargo, para facilitar
el empaquetado son preferiblemente bloques con una sección
sustancialmente uniforme, como, por ejemplo, cilindros o cuboides.
La densidad global de una pastilla para el lavado de tejidos
preferiblemente se encuentra en un rango desde 1040 ó 1050 g/litro,
preferiblemente al menos 1100 g/litro hasta 1400 g/litro. La
densidad de la pastilla bien puede encontrarse en un rango hasta no
más de 1350 o incluso 1250 g/litro. La densidad global de una
pastilla de alguna otra composición de limpieza, como, por ejemplo,
una pastilla para el lavado de vajillas con máquina o como un
aditivo blanqueador, puede variar hasta 1700 g/litro y a menudo se
encontrará en un rango desde 1300 hasta 1550 g/litro.
Como una medida de la resistencia de una
pastilla a la fractura, se calcula el estrés de fractura diametral
(DFS) a partir de la siguiente ecuación:
DFS (Pa) =
\frac{2P}{\pi
Dt}
Donde P es la presión aplicada para causar la
fractura (N), D es el diámetro de la pastilla (m) y t es el grosor
de la pastilla (m).
La pastilla se coloca sobre su lado y se
comprime entre dos rodillos paralelos hasta que se rompe. A partir
de la fuerza requerida para causar la fractura, P, se calcula el DFS
según la ecuación de más arriba.
Se coloca una pastilla en un tamiz de cocina
doméstico que es después sumergido en un cubo de plástico que
contiene 9 litros de agua a 20ºC. El mango del tamiz está unido a un
motor agitador que rota a 200 rpm. La conductividad del agua se
mide continuamente hasta que la conductividad deja de aumentar. El
T90 es el tiempo que tarda la conductividad en alcanzar el 90% de
su valor final.
\newpage
Ejemplos 1 a 6 y Ejemplos
Comparativos A y
B
Un polvo base detergente se fabricó mediante
secado por pulverización de una suspensión de la siguiente
composición:
| Ingrediente | % Peso | |
| LAS de sodio | 20,80 | |
| Tensoactivo no iónico C_{16} 7EO | 5,94 | |
| Tensoactivo no iónico C_{16} 3EO | 3,18 | |
| Jabón de sodio | 1,58 | |
| Zeolita MAP | 46,43 | |
| Acetato de sodio | 5,94 | |
| Carbonato de sodio | 6,89 | |
| Carboximetilcelulosa de sodio | 0,93 | |
| Humedad + Sales | 8,35 | |
| Total | 100,00 |
El polvo base resultante se mezcló en seco con
ingredientes de dosificación posterior para obtener siguiente
composición final:
| Ingrediente | % Peso | |
| Polvo base | 50,0 | |
| Acetato de sodio | 30,0 | |
| Carbonato de sodio | 10,0 | |
| Percarbonato de sodio | 10,0 | |
| Total | 100,0 |
Los componentes aglutinantes utilizados fueron
un tensoactivo no iónico alcohol etoxilado C_{16} con 20 moles de
etoxilado por mol de grupo alquilo (C_{16} 20EO), un
polietilenglicol con un peso molecular promedio de aproximadamente
1500 (PEG1500), un polietilenglicol con un peso molecular promedio
de aproximadamente 1000 ex (PEG1000), y un tensoactivo sulfato de
alcohol primario en forma sólida (PAS). Se prepararon mezclas de
aglutinante como se muestra en la Tabla 1.
| Ingrediente | Punto de | Aglutinante ( % Peso) | |||
| Aglutinante | Fusión (ºC) | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| C_{16} 20EO | 48 | 33 | 50 | 75 | 100 |
| PEG1500 | 44 | 50 | - | 25 | - |
| PEG1000 | 39 | - | 50 | - | - |
| PAS | >60 | 17 | - | - | - |
Los aglutinantes se fabricaron mediante la
mezcla de los componentes en forma sólida y calentándolos lentamente
hasta que formaron una mezcla líquida homogénea. Mientras estaba en
forma líquida, el aglutinante se mezcló con la composición final
para recubrir las partículas del polvo con el aglutinante. El
aglutinante se añadió al 2% o bien al 5% del peso del polvo base. A
continuación se dejó enfriar el polvo resultante, permitiendo de
este modo que el aglutinante se solidificara. Se formaron pastillas
de detergente cilíndricas de 44 mm de diámetro compactando 40 g del
polvo resultante bajo una fuerza de 4 kN.
\newpage
Para cada una de las composiciones aglutinantes
se fabricaron dos pastillas. La resistencia de las pastillas se
evaluó mediante la medida de la resistencia a la fractura diametral
(DFS). La tasa de disolución se evaluó midiendo el tiempo de
disolución al 90% (T90).
Los resultados de los análisis de resistencia y
disolución de cada uno de los aglutinantes en diferentes niveles de
aglutinamiento se muestran en la Tabla 2. Como se explica antes de
la Tabla 2 es deseable obtener pastillas que sean resistentes (un
DFS alto) y también se disuelvan rápidamente (un T90 bajo). Para un
valor determinado de DFS son mejores las pastillas con un T90 bajo.
Del mismo modo para un T90 dado son mejores las pastillas con un
DFS alto. La capacidad de las pastillas para satisfacer estos dos
requisitos con distintos valores de DFS y T90 se puede conseguir
utilizando el cociente resistencia/disolución DFS/T90. Una pastilla
con un alto valor del cociente resistencia/disolución tiene mejores
propiedades de resistencia/disolución que una pastilla con un bajo
cociente resistencia/disolución.
Se puede observar claramente que la presencia de
tensoactivo no iónico en realidad mejora las propiedades de
resistencia/disolución de las pastillas. Aunque las pastillas tienen
muy buen comportamiento en un amplio rango de niveles de
tensoactivo parece que se encuentra un punto óptimo cuando alrededor
del 50% del aglutinante es tensoactivo no iónico.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 7 a
9
El procedimiento tal como se describe más arriba
se repitió pero con un polvo base detergente fabricado mediante
secado de una solución acuosa de sulfato de alcohol primario (PAS)
en un secador rápido de superficie abrasiva. El polvo base tenía la
siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
| Ingrediente | % Peso | |
| PAS | 90,0 | |
| Zeolita MAP | 5,0 | |
| Humedad + otros | 5,0 | |
| Total | 100,0 |
\vskip1.000000\baselineskip
El polvo base resultante se mezcló en seco con
ingredientes de dosificación posterior para producir la composición
final siguiente:
\newpage
| Ingrediente | % Peso | |
| Polvo base | 50,0 | |
| Acetato de sodio | 30,0 | |
| Percarbonato de sodio | 20,0 | |
| Total | 100,0 |
Las pastillas se fabricaron del mismo modo que
para los ejemplos 1 a 6 pero bajo una fuerza de compactación de 0,5
kN. Las propiedades de resistencia y disolución se midieron y los
resultados se muestran en la tabla 3.
| Ejemplo | |||
| 7 | 8 | 9 | |
| Tipo de aglutinante | 1 | 2 | 3 |
| Nivel de aglutinante | 5% | 5% | 5% |
| % No Iónico en el aglutinante | 33% | 50% | 75% |
| DFS | 17 | 15 | 15 |
| T90 | 470 | 280 | 470 |
| DFS/T90 | 0,0361 | 0,0536 | 0,0319 |
Claims (23)
1. Una pastilla compacta de detergente para el
lavado de ropa que contiene:
- (a)
- polvo base sólido detergente en partículas conteniendo un tensoactivo y opcionalmente un coadyuvante;
- (b)
- opcionalmente otros ingredientes detergentes en partículas; y
- (d)
- un material aglutinante entre las partículas de polvo base detergente y/o los ingredientes detergentes opcionales en partículas;
caracterizada porque el aglutinante
contiene
- (c)(i)
- desde el 10% en peso hasta el 90% en peso de un tensoactivo no iónico con un punto de fusión desde 30 hasta 70ºC; y
- (c)(ii)
- desde el 10% en peso hasta el 90% en peso de un material orgánico soluble en agua que tiene un punto de fusión desde 30 hasta 70ºC.
2. Una pastilla de detergente según la
reivindicación 1, caracterizada porque contiene hasta el 10%
en peso de material aglutinante, preferiblemente desde el 1 hasta
el 6% en peso y más preferiblemente desde el 2 hasta el 5% en
peso.
3. Una pastilla de detergente según la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque
el aglutinante contiene desde el 20 hasta el 80% en peso del
tensoactivo no iónico.
4. Una pastilla de detergente según la
reivindicación 3, caracterizada porque el aglutinante
contiene desde el 30 hasta el 70% en peso del tensoactivo no
iónico.
5. Una pastilla de detergente según la
reivindicación 4, caracterizada porque el aglutinante
contiene desde el 40 hasta el 60% en peso del tensoactivo no
iónico.
6. Una pastilla de detergente según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
tensoactivo no iónico tiene un punto de fusión desde 40 hasta
60ºC.
7. Una pastilla de detergente según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque el
tensoactivo no iónico es un alcohol etoxilado.
8. Una pastilla de detergente según la
reivindicación 7, caracterizada porque el tensoactivo no
iónico contiene un alcohol etoxilado alifático primario o
secundario C_{8}-C_{20} con un promedio desde 8
hasta 50 moles de óxido de etileno por mol de alcohol.
9. Una pastilla de detergente según la
reivindicación 8, caracterizada porque el tensoactivo no
iónico contiene un alcohol etoxilado alifático primario o
secundario C_{12}-C_{18} con un promedio desde
10 hasta 30 moles de óxido de etileno por mol de alcohol.
10. Una pastilla de detergente según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
aglutinante contiene desde el 20 hasta el 80% en peso del material
orgánico.
11. Una pastilla de detergente según la
reivindicación 10, caracterizada porque el aglutinante
contiene desde el 30 hasta el 70% en peso del material
orgánico.
12. Una pastilla de detergente según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
material orgánico tiene un punto de fusión desde 40 hasta 60ºC.
13. Una pastilla de detergente según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
material orgánico es un polímero orgánico.
14. Una pastilla de detergente según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
polímero orgánico es un polietilenglicol.
15. Una pastilla de detergente según la
reivindicación 14, caracterizada porque el polietilenglicol
tiene un peso molecular desde 800 hasta 4000.
16. Una pastilla de detergente según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
tensoactivo no iónico y el material orgánico están mezclados
íntimamente entre sí.
\newpage
17. Una pastilla de detergente según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
aglutinante además contiene un tensoactivo aniónico de tipo
sulfato.
18. Una pastilla de detergente según la
reivindicación 17, caracterizada porque el tensoactivo
aniónico de tipo sulfato es un sulfato de alcohol primario.
19. Una pastilla de detergente según la
reivindicación 17 o la reivindicación 18, caracterizada
porque el tensoactivo de tipo sulfato es un sólido en partículas y
está disperso en el tensoactivo no iónico.
20. Una pastilla de detergente según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
contiene desde el 5 hasta el 60% en peso de tensoactivo.
21. Una pastilla de detergente según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
contiene desde el 10 hasta el 80% en peso de coadyuvante.
22. Un proceso para la preparación una pastilla
compacta de detergente para el lavado de ropa que comprende las
etapas:
- (i)
- preparación de un polvo base detergente;
- (ii)
- mezclado del polvo base detergente con un material aglutinante;
- (iii)
- compactación del material resultante bajo una presión aplicada;
caracterizado porque el aglutinante
contiene
- (a)
- desde el 10% en peso hasta el 90% en peso de un tensoactivo no iónico que tiene un punto de fusión desde 30 hasta 70ºC; y
- (b)
- desde el 10% en peso hasta el 90% en peso de un material orgánico soluble en agua que tiene un punto de fusión desde 30 hasta 70ºC.
23. Un proceso según la reivindicación 22,
caracterizado porque la etapa (iii) se lleva a cabo por
debajo del punto de fusión del aglutinante.
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