ES2280806T3 - Composiciones detergentes porosas solidas. - Google Patents
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Abstract
Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo que comprende al menos 60% en peso de tensioactivo y que tiene una densidad que no sobrepasa 700 g/litro, caracterizado porque contiene de 0, 1 a 15% en peso de aglutinante.
Description
Composiciones detergentes porosas sólidas.
La presente invención se refiere a un cuerpo
sólido de tensioactivo, adecuado para ser usado como, o en, una
composición detergente de lavandería.
Los polvos de detergentes de lavandería han
contenido tradicionalmente, además de tensioactivo necesario para
la limpieza, una o más sales inorgánicas mejoradoras de la
detergencia que ayudan en el procedimiento de lavado uniendo calcio
en el líquido de lavado, pero que desempeñan también una función
principal en la estructura del polvo mismo. La mayoría de los
tensioactivos aniónicos y no iónicos convencionalmente usados en los
detergentes de lavandería son suministrados como líquidos, pastas o
sólidos céreos, y se requieren sales inorgánicas para portar los
ingredientes más móviles y proporcionar estructura de polvo.
Consecuentemente, la mayoría de los polvos de
detergentes de lavandería, de densidad aparente tanto elevada como
baja, contienen un "polvo de base" que consiste en gránulos
compuestos de tensioactivo y mejorador de la detergencia,
preparados secando por aspersión en una torre secadora por
aspersión, o mediante mezcladura y granulación (procedimiento sin
torres) en un mezclador/glanulador de cizallamiento elevado. Otros
ingredientes menores que sean suficientemente consistentes para
soportar estos procedimientos pueden estar también contenidos en
los gránulos de base, aunque los ingredientes más sensibles tales
como blanqueadores y enzimas son mezclados son posterioridad
("post-dosificados").
Los polvos contienen normalmente niveles
sustanciales de sales inorgánicas, no solamente mejoradores de la
detergencia como zeolitas o fosfatos, sino, por ejemplo, carbonato
de sodio para proporcionar alcalinidad, sulfato de sodio como
material de carga y para proporcionar una suficiente resistencia
iónica en el lavado y silicato de sodio para la alcalinidad,
estructura de polvo y propiedades anticorrosión. Pueden estar
presentes también sales blanqueadoras como percarbonato de sodio y
perborato de sodio.
Las pastillas de detergentes de lavandería que
se han popularizado recientemente son generalmente de una
composición análoga y se prepararan mediante procedimientos
análogos, seguidos de una etapa de compactación. Pueden ser
necesarios también aglutinantes para mantener unidas las pastillas.
Las pastillas resultantes son de una densidad aparente elevada,
generalmente al menos 1000 g/litro, y de baja porosidad, y pueden
necesitar disgregantes para hacer po-
sible que se deshagan de forma suficientemente rápida y se dispersen suficientemente a fondo en el líquido de lavado.
sible que se deshagan de forma suficientemente rápida y se dispersen suficientemente a fondo en el líquido de lavado.
El documento
GB-A-2.142.341 describe copos de
tensioactivos y un procedimiento para prepararlos. El documento
JP-11172298 describe un detergente de tipo de
pastilla y su preparación.
En los últimos años ha habido una tendencia en
la industria de los detergentes a usar niveles inferiores de
sulfato de sodio en los polvos de lavandería. Una reducción
adicional del contenido inorgánico de los detergentes de lavandería
sería altamente deseable para reducir la carga en sistemas de
desecho. La eliminación de los ingredientes insolubles como la
zeolita reduce la posibilidad de que los residuos sólidos sean
depositados sobre los objetos lavados. Es un objetivo útil también
la simplificación de las composiciones detergentes de lavandería y
de los procedimientos para su preparación.
Los presentes inventores han identificado una
vía posible para la preparación de composiciones detergentes
sólidas con un contenido reducido o nulo de materia inorgánica, que
tienen una buena detergencia dentro de la gama de condiciones de
lavado y excelentes propiedades de dispersión y disolución.
La presente invención proporciona un cuerpo
poroso sólido de tensioactivo, que comprende al menos 60% en peso
de tensioactivo y que tiene una densidad que no sobrepasa 700
g/litro y 0,1 a 15% en peso de un aglutinante.
La presente invención proporciona adicionalmente
un procedimiento para la preparación de un cuerpo poroso sólido de
tensioactivo, como se definió anteriormente, que comprende las
etapas de:
(i) convertir un conjunto de partículas de
tensioactivo en un estado cohesivo calentando y/o mezclando con
aglutinante,
(ii) permitir que el conjunto cohesivo
resultante de partículas adquieran consistencia para formar un
cuerpo sólido.
La invención proporciona adicionalmente una
composición detergente en forma de partículas que comprende un
cuerpo poroso sólido de tensioactivo, como se definió anteriormente,
mezclado o en combinación con uno o más de otros ingredientes
detergentes sólidos.
El cuerpo sólido de tensioactivo de la invención
se caracteriza por su elevado contenido de tensioactivo y su baja
densidad.
La densidad no sobrepasa los 700 g/litro y,
preferentemente no sobrepasa los 600 g/litro.
Cuanto mejor es la densidad, mayor esta
porosidad y más rápida la disolución.
El cuerpo sólido de tensioactivo puede contener
una proporción menor de materiales distintos a los tensioactivos.
Sin embargo, el contenido total de tensioactivo es al menos 60% en
peso, preferentemente 75% en peso, más preferentemente al menos 90%
en peso.
Preferentemente, el cuerpo sólido de
tensioactivo comprende al menos 50% en peso, más preferentemente al
menos 70% en peso, de tensioactivo aniónico de sulfonato y/o
sulfato. Los tensioactivos especialmente preferidos son
alquilbenceno-sulfonato y/o
alquil-sulfato.
Otros tensioactivos aniónicos que pueden estar
presentes incluyen alquil-éter-sulfatos;
olefino-sulfonatos;
alquil-xileno-sulfonatos;
dialquil-sulfosulcinatos y sulfonatos de ésteres de
ácidos grasos. Generalmente son preferidas las sales de sodio.
El perfil de detergencia del cuerpo sólido de
tensioactivo dentro de una gama de condiciones de lavado puede ser
optimizado usando combinaciones de tensioactivos. Cuando el
tensioactivo principal es un material intolerante para el calcio
como alquilbenceno-sulfonato lineal, ventajosamente
pueden estar presentes uno o más co-tensioactivos
tolerantes para el calcio.
Si se desea puede estar presente también un
tensioactivo no iónico. Los tensioactivos no iónicos que pueden ser
usados incluyen los etoxilatos de alcoholes primarios y secundarios,
especialmente los alcoholes alifáticos de
C_{8}-C_{20} hetoxilados con una media de 1 a 20
moles de óxido de etileno por mol de alcohol, más especialmente,
los alcoholes alifáticos primarios y secundarios de
C_{10}-C_{15} etoxilados con una media de 1 a
10 moles de óxido de etileno por molde alcohol. Los tensioactivos no
iónicos y no etoxilados incluyen
alquil-poliglicozidos, monoéteres de glicerol y
polihidroxiamidas (glucamida).
De acuerdo con una realización preferida de la
invención, está presente un tensioactivo no iónico de alcohol
etoxilado de fórmula general I
(I)R - (- O -
CH_{2} - CH_{2})_{n} -
OH
en la que R es una cadena de
hidrocarbilo que tiene de 8 a 16 átomos de carbono, y el grado medio
de etoxilación n es de 20 a
50.
Más preferentemente, el tensioactivo no iónico
de alcohol etoxilado tiene una cadena de hidrocarbilo R que
contiene de 10 a 16 átomos de carbono y un grado medio de
etoxilación n de 25 a 40.
El cuerpo poroso sólido de tensioactivo de la
invención puede contener adecuadamente de 1 a 20% en peso,
preferentemente de 5 a 15% en peso, de tensioactivo no iónico
etoxilado.
La relación de tensioactivo aniónico a
tensioactivo no iónico etoxilado puede ser adecuadamente de 1:1 a
15:1, más preferentemente de 1:1 a 10;1 y, lo más preferentemente,
de 2:1 a 6:1.
Los tensioactivos catiónicos que pueden ser
usados incluyen sales de amonio cuaternario de fórmula general
R_{1}R_{2}R_{3}R_{4}N^{+} X^{-} en la que los grupos R
son cadenas de hidrocarbilo largas o cortas, normalmente grupos
alquilo, hidroxialquilo o alquilo etoxilado, y X es un anión
solubilizante (por ejemplo, compuestos en lo que R_{1} es un
grupo alquilo C_{8}-C_{22}, preferentemente un
grupo alquilo C_{8}-C_{10} o
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).
La lista de tensioactivos no se pretende que sea
exhaustiva y, cumpliendo las restricciones de compatibilidad y
tratamiento, en principio puede ser usado cualquier tensioactivo
adecuado para ser incorporado en las composiciones detergentes de
lavandería en forma de partículas.
El cuerpo poroso sólido de tensioactivo de
acuerdo con la invención puede estar sustancialmente exento de
jabón de ácidos grasos.
Preferentemente, el cuerpo sólido de
tensioactivo de la invención contiene no más de 40% en peso,
preferentemente no más de 20% en peso y lo más preferentemente no
más de 10% en peso, de sales inorgánicas.
De acuerdo con una realización preferida de la
invención, está sustancialmente exenta de sales inorgánicas
distintas de las sales blanqueadoras.
Pueden estar presentes sales mejoradoras de la
detergencia de zeolitas o fosfatos, aunque de acuerdo con una
realización especialmente preferida de la invención, están ausentes
las sales mejoradoras de la detergencia inorgánicas.
Los mejoradores de la detergencia orgánicos que
pueden estar presentes incluyen polímeros de policarboxílicos como
poliacrilatos y copolímeros acrílicos/maleicos; policarboxilatos
monómeros como citratos, gluconatos, oxidisuccinatos, mono-, di-,
tri-succinatos de glicerol,
carboximetiloxisuccinatos, carboximetiloximalonatos, dipicolinatos,
hidroxietilimino-diacetatos, alquil- y
alquenil-malonatos y -succinatos; y sales de ácidos
grasos sulfonadas.
De acuerdo con la invención, la baja densidad y
la correspondiente porosidad son conseguidas mediante la estructura
del cuerpo de tensioactivo, que es un conjunto de partículas
mantenidas unidas por medio de enlaces entre partículas. El enlace
puede ser generado mediante la incorporación de un bajo nivel de
aglutinante y/o, cuando las características de fusión del
tensioactivo lo permitan, mediante calentamiento controlado.
El tamaño y la forma de las partículas son
importantes con el fin de conseguir propiedades óptimas.
Preferentemente, el tamaño de partículas es
mayor que 1 micrómetros y no sobrepasa 1500 micrómetros.
Más preferentemente, el tamaño de partículas
esta dentro del intervalo de 200 a 1000 micrómetros.
Parece que es ventajoso que las partículas sean
de una forma irregular. Son especialmente preferidos los copos.
Como se mencionó anteriormente, está presente un
aglutinante en una cantidad de 0,1 a 15% en peso. El aglutinante
puede ser, por ejemplo, un polímero no tensioactivo como
polietilenglicol.
De forma alternativa o adicional, un
tensioactivo no iónico presente en el cuerpo poroso sólido puede
actuar también como un aglutinante.
Un procedimiento preferido para la preparación
del cuerpo poroso sólido de tensioactivo comprende las etapas
de:
(i) convertir un conjunto de partículas de
tensioactivo en un estado cohesivo calentado y/o mezclando con
aglutinante,
(ii) permitir que el conjunto cohesivo
resultante de partículas adquieran consistencia para formar un
cuerpo sólido.
La etapa (ii) se puede llevar acabo en un molde,
mediante lo cual se puede crear un cuerpo de cualquier tamaño o
formas deseadas.
Por ejemplo, se puede producir un cuerpo de
tamaño similar a una pastilla de detergente de lavandería disponible
en el comercio.
El tensioactivo sólido puede ser usado por sí
mismo como una composición detergente de lavandería, por ejemplo en
forma de una pastilla, o puede ser usado junto con otros componentes
en un producto más complejo.
Por lo tanto, la invención proporciona
adicionalmente una composición detergente en forma de partículas,
que comprende un cuerpo poroso sólido de tensioactivo como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores
mezclado o en combinación con uno o más de otros ingredientes
detergentes sólidos.
Las composiciones detergentes de acuerdo con la
invención pueden contener adecuadamente un sistema blanqueador.
Preferentemente, este incluirá un compuesto blanqueador de
peroxígeno, por ejemplo, una persal inorgánica o un peroxiácido
orgánico capaz de producir peróxido de hidrógeno en solución
acuosa.
Las persales inorgánicas preferidas son
monohidrato y tetrahidrato de perborato de sodio y percarbonato de
sodio, siendo especialmente preferida esta última. El percarbonato
de sodio puede tener un revestimiento protector contra la
desestabilización por la humedad. El compuesto blanqueador de
peroxígeno está presente adecuadamente en una cantidad de 5 a 35%
en peso, preferentemente de 10 a 25% en peso.
El compuesto blanqueador de peroxígeno puede ser
usado en combinación con un activador de blanqueo (precursor de
blanqueo) para mejorar la acción blanqueadora a bajas temperaturas
de lavado. El precursor de blanqueo está presente adecuadamente en
una cantidad de 1 a 8% en peso, preferentemente de 2 a 5% en peso.
Los precursores de blanqueo preferidos son precursores de ácidos
peroxicarboxílicos, más especialmente precursores de ácido
peracético y precursores de ácido peroxibenzoico; y precursores de
ácido peroxicarbónico. Un precursor de blanqueo especialmente
preferido adecuado para ser usado en la presente invención es
N,N,N',N'-tetraacetil-etilendiamina
(TEAD). Puede estar presente también un estabilizador de blanqueo
(secuestrante de metales pesados). Los estabilizadores de blanqueo
adecuados incluyen etilendiamina-tetraacetato
(EDTA), dietilentriamina-pentaacetato (DTPA),
etilendiamina-disuccinato (EDDS) y los polifosfatos
como los Dequests (marca comercial),
etilendiamina-tetrametileno-fosofonato
(EDTMP) y
dietilentriamina-pentametileno-fosfato
(DETPMP).
Otros materiales que pueden estar presentes en
las composiciones detergentes de la invención incluyen agentes
anti-redepósito como polímeros celulósicos; agentes
supresores de la suciedad; agentes
anti-transferencia de colorantes; mejoradores de la
formación de espuma o controladores de la espuma en la medida
apropiada; agentes de contraste; enzimas (por ejemplo, proteasas,
lipasas, amilasas o celulasas); colorantes; partículas; perfumes y
compuestos acondicionadores de telas.
Siempre que se cumplan las restricciones de
compatibilidad y tratamiento, algunos de estos materiales pueden
ser incorporados en el propio cuerpo sólido de tensioactivo,
mientras que otros están presentes más adecuadamente como
ingredientes post-dosificados separados.
La invención se ilustra adicionalmente por medio
de los siguientes ejemplos no limitativos, en los que las partes y
porcentajes están en peso salvo que se establezca otra cosa.
Ejemplo
1
Las materias primas usadas fueron las
siguientes:
| \begin{minipage}[t]{125mm}Copos de alquilbenceno-sulfonato de sodio lineal (Nansa (marca comercial) 90HF de la empresa Huntsman Surface Sciencies)\end{minipage} | 7,00 g |
| \begin{minipage}[t]{125mm}Polietilenglicol (PEG 6.000, peso molecular 6.000, de la empresa Fisher Chemicals)\end{minipage} | 0,77 g |
Los copos de LAS se mezclaron con el
polietilenglicol y se calentaron en un horno de convección Sharp
Carousel a 160ºC hasta una temperatura de 60ºC.
La masa resultante se vertió en un molde que
tenía unas dimensiones de 4 cm por 2 cm por 2 cm (volumen de 16
cm^{3}) y se dejó que adquirieran consistencia a temperatura
ambiente durante 30 minutos.
La pastilla resultante tenía una masa de 7,77 g
y un volumen de 16 cm^{3} y tenía una densidad de 485 g/litro. Su
contenido de tensioactivo de 7,0 g es comprable a la de una pastilla
de detergente de lavandería de media dosis comercial.
Fueron comparados los tiempos de la disolución
de la pastilla del Ejemplo 1 y un pastilla detergente de lavandería
de media dosis disponible en el comercio (Ejemplo comparativo
A).
La pastilla del Ejemplo comparativo A tenía la
siguiente formulación:
\vskip1.000000\baselineskip
Los tiempos de disolución se compararon usando
un método de conductividad. Una probeta de 5 litros se llenó con 3
litros de agua desionizada y se calentó a 35ºC. Las pastillas se
colocaron en una jaula de alambres de malla gruesa unida a un
agitador que se hizo rotar a 500 revoluciones/minuto.
La conductividad de la solución se midió usando
una sonda de conductividad fijada cerca de la pared de la probeta.
La conductividad se registró en un registrador gráfico que trazaba
el cambio de conductividad lo largo del tiempo.
Los valores de t_{90} (el tiempo para que
tenga lugar una disolución del 90% en peso) de las pastillas fueron
como se muestra a continuación
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Usando el método del Ejemplo 1 se preparó una
pastilla a partir de las materias primas citadas a continuación
para proporcionar una pastilla que tenía la formulación
mostrada.
La detergencia de la pastilla del Ejemplo 2 se
midió mediante un método de máquina lavadora usando algodón y
poliéster tricotado sobre las siguientes suciedades: grasa de cocina
(aceite de soja), aceite sucio de motor y manteca. La pastilla
proporcionó un rendimiento considerable dentro de una amplia gama de
durezas del agua (5, 20, 35 y 50 grados franceses de dureza).
Claims (20)
1. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo que
comprende al menos 60% en peso de tensioactivo y que tiene una
densidad que no sobrepasa 700 g/litro, caracterizado porque
contiene de 0,1 a 15% en peso de aglutinante.
2. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según
la reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos
75% en peso de tensioactivo.
3. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según
la reivindicación 2, caracterizado porque comprende al menos
90% en peso de tensioactivo.
4. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque tiene una densidad que no sobrepasa los 600 g/litro.
5. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque comprende al menos 50% en peso de tensioactivo aniónico de
sulfonato y/o de sulfato.
6. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según
la reivindicación 5, caracterizado porque comprende al menos
70% en peso de tensioactivo aniónico de sulfonato y/o sulfato.
7. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según
la reivindicación 6, caracterizado porque el tensioactivo
aniónico comprende
alquil-benceno-sulfonato y/o
alquil-sulfato.
8. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según
una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque comprende adicionalmente un tensiactivo
no iónico de alcohol etoxilado de fórmula general I
(I)R - (- O -
CH_{2} - CH_{2})_{n} -
OH
en la que R es una cadena de
hidrocarbilo que tiene de 8 a 16 átomos de carbono, y el grado medio
de etoxilación n es de 20 a
50.
9. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según
la reivindicación 8, caracterizado porque el tensioactivo no
iónico de alcohol etoxilado tiene una cadena de hidrocarbilo que
contiene de 10 a 16 átomos de carbono y un grado medio de
etoxilación n de 25 a 40.
10. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo
según la reivindicación 8 o la reivindicación 9,
caracterizado porque contiene de 1 a 20% en peso,
preferentemente de 5 a 15% en peso, de tensioactivo no iónico
etoxilado.
11. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo
según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10,
caracterizado que la relación de tensioactivo aniónico a
tensioactivo no iónico etoxilado es de 1:1 a 15:1, preferentemente
de 1:1 a 10:1, más preferentemente de 2:1 a 6:1.
12. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque contiene no más de 40% en peso,
preferentemente no más de 20% en peso, más preferentemente no más de
10% en peso, de sales inorgánicas.
13. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo
según la reivindicación 12, caracterizado porque está
sustancialmente exento de sales inorgánicas distintas a las sales
blanqueadoras.
14. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque está en forma de conjunto de partículas
con un tamaño de partículas mayor que 1 micrómetro y que no
sobrepasa 1500 micrómetros.
15. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo
según la reivindicación 14, caracterizado porque el tamaño de
partículas esta dentro del intervalo de 200 a 1000 micrómetros.
16. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo
según la reivindicación 14 o la reivindicación 15,
caracterizado porque las partículas son de forma
irregular.
17. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo
según la reivindicación 16, caracterizado porque las
partículas son copos.
18. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo
según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el aglutinante comprende
polietilenglicol.
19. Un procedimiento para la preparación de un
cuerpo poroso sólido de tensioactivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
las etapas de:
(i) convertir un conjunto de partículas de
tensioactivo en un estado cohesivo calentando y/o mezclando con un
aglutinante,
(ii) permitir que el conjunto cohesivo
resultante de partículas adquiera consistencia para formar un cuerpo
sólido.
20. Una composición detergente en forma de
partículas, que comprende un cuerpo poroso sólido de tensioactivo
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque está mezclado o en combinación con uno
o más de otros ingredientes detergentes sólidos.
Applications Claiming Priority (2)
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