ES2306092T3 - Detergentes solidos para colada con tensioactivo de amonio polianionico. - Google Patents
Detergentes solidos para colada con tensioactivo de amonio polianionico. Download PDFInfo
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Abstract
Composición de detergente sólido para colada que comprende gránulos, comprendiendo los gránulos: (a) desde aproximadamente el 0,1% hasta aproximadamente el 80%, en peso de la composición, de un tensioactivo de amonio polianiónico; (b) desde aproximadamente el 0,2% hasta aproximadamente el 40%, en peso de la composición, de un ácido sólido; (c) desde aproximadamente el 1% hasta aproximadamente el 85%, en peso de la composición, de un componente seleccionado del grupo que consiste en bicarbonato, carbonato, percarbonato y mezclas de los mismos, en la que el tensioactivo de amonio polianiónico se selecciona del grupo que consiste en alquilbencenosulfonato de amonio polianiónico, alquilsulfato de amonio polianiónico, sal de ácido graso de amonio polianiónico, alquilpolialcoxisulfato de amonio polianiónico y mezclas de los mismos.
Description
Detergentes sólidos para colada con tensioactivo
de amonio polianiónico.
La presente invención se refiere a composiciones
de detergente sólido para colada que comprenden un tensioactivo de
amonio polianiónico.
A pesar de los numerosos productos de detergente
para colada en el mercado, existe una necesidad continua por parte
del consumidor de un rendimiento mejorado, especialmente si puede
alcanzarse tal a un coste inferior.
Específicamente, los consumidores buscan una
eliminación mejorada de la suciedad y blancura y viveza mejoradas,
sin tener que pagar un recargo por tales beneficios. Las poliaminas,
tales como tetraetilenpentamina ("TEPA"), se conocen en las
operaciones de producción y refino del petróleo como inhibidores de
la corrosión, desemulsionantes, neutralizantes y aditivos
funcionales. Las aplicaciones para colada usan poliaminas
modificadas. Véanse por ejemplo, el documento WO 00/63334, el
documento EP 137 615, la patente estadounidense número 5.669.984, la
patente estadounidense número 4.664.848, el documento WO 99/49009,
la patente estadounidense número 6.121.226, la patente
estadounidense número 4.622.378 y la patente estadounidense número
4.597.898. Algunos de estos documentos describen composiciones de
detergente que también incorporan tensioactivos aniónicos o ácidos
grasos, o precursores de tensioactivos aniónicos, en presencia
también de agentes cáusticos fuertes que se añaden para producir
tensioactivos aniónicos a partir de precursores ácidos de
tensioactivos aniónicos o sales de ácido graso a partir de ácidos
grasos. La presente invención se basa al menos en parte en el
descubrimiento de que los tensioactivos de amonio polianiónicos
(PAAS, "polyanionic ammonium surfactants") empleados en
la presente invención muestran características diferentes y tienen
un rendimiento sustancialmente mejor en la eliminación de la
suciedad que las mezclas físicas de tensioactivos aniónicos/ácidos
grasos y poliaminas. La presente invención también se basa al menos
en parte en el descubrimiento de que los tensioactivos de amonio
polianiónicos pueden formularse para dar gránulos con propiedades
mejoradas, incluyendo la solubilidad. La presente invención se basa
además al menos en parte en el descubrimiento de que los PAAS pueden
incorporarse en una composición de detergente en polvo que contiene
un alto nivel de un componente alcalino con una pKa mayor que o
igual a 10.
La presente invención incluye una composición de
detergente sólido para colada que comprende gránulos, comprendiendo
los gránulos:
- (a)
- desde aproximadamente el 0,1% hasta aproximadamente el 80%, en peso de la composición, de un tensioactivo de amonio polianiónico;
- (b)
- desde aproximadamente el 0,2% hasta aproximadamente el 40%, en peso de la composición, de un ácido sólido;
- (c)
- desde aproximadamente el 1% hasta aproximadamente el 85%, en peso de la composición, de un componente seleccionado del grupo que consiste en bicarbonato, carbonato, percarbonato y mezclas de los mismos,
en la que el tensioactivo de amonio
polianiónico se selecciona del grupo que consiste en
alquilbencenosulfonato de amonio polianiónico, alquilsulfato de
amonio polianiónico, sal ácida de ácido graso de amonio
polianiónico, alquilpolialcoxisulfato de amonio polianiónico y
mezclas de los
mismos.
Los gránulos de PAAS pueden usarse como
coadyuvante o como detergente en polvo formulado completo.
Excepto en los ejemplos de funcionamiento y
comparativos, o si se indica explícitamente lo contrario, todos los
números en esta descripción que indican cantidades de material o
condiciones de reacción, propiedades físicas de materiales y/o uso
han de entenderse como modificados por la palabra
"aproximadamente". Todas las cantidades son en peso de la
composición de detergente líquido, a menos que se especifique lo
contrario.
Debe observarse que para especificar cualquier
intervalo de concentración, cualquier concentración superior
particular puede estar asociada a cualquier concentración inferior
particular.
Para evitar la duda de las palabras "que
comprende(n)" se pretende que signifiquen "que
incluye(n)" pero no necesariamente "que
consiste(n) en" o "compuesto(s)/a(s)
por". En otras palabras, las etapas u opciones enumeradas no
necesitan ser exhaustivas.
Los tensioactivos de amonio polianiónicos
adecuados para su uso en el presente documento contienen unidades
que tienen la fórmula estructural:
en la que R se selecciona de
hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{4}, alquilarilo
C_{7}-C_{12}, alquileno
C_{2}-C_{12}, hidroxialquileno
C_{3}-C_{12}, dihidroxialquileno
C_{4}-C_{12}, dialquilarileno
C_{8}-C_{12} lineales o ramificados,
y
en la que \mu y \mu están en el
intervalo de 0 a 4 y la suma de \mu y \mu es entre 1 y 4. R1 se
selecciona de hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{4},
alquilarilo C_{6}-C_{12}, alquileno
C_{2}-C_{12}, hidroxialquileno
C_{3}-C_{12}, dihidroxialquileno
C_{4}-C_{12} y dialquilarileno
C_{8}-C_{12} lineales o
ramificados;
R2 se selecciona de R1 y óxido de amina;
R' es un enlace que conecta los átomos de
nitrógeno de la estructura principal. Las unidades R' se seleccionan
de alquileno C_{2}-C_{12}, alquenileno
C_{4}-C_{12}, hidroxialquileno
C_{3}-C_{12} en el que el resto hidroxilo puede
tomar cualquier posición en la cadena de unidad R' excepto los
átomos de carbono conectados directamente al nitrógeno de la
estructura principal de la poliamina; dihidroxialquileno
C_{4}-C_{12} en el que los restos hidroxilo
pueden ocupar dos cualquiera de los átomos de carbono de la cadena
de unidad R' excepto aquellos átomos de carbono conectados
directamente al nitrógeno de la estructura principal. Los valores
de \alpha, \beta y \gamma están entre 0 y 10 y la suma de
\alpha y \beta es mayor que o igual a 1. El número total de
grupos amina para la presente invención está entre 2 y 10.
S^{-} es una base conjugada de ácido
tensioactivo aniónico (S^{-}-H^{+}) con un
número HLB en el intervalo de 2 a 45.
S^{-} puede expresarse como
R_{3}-L^{-}
en el que R_{3} se selecciona de alquilo
C_{6}-C_{22}, alquileno
C_{6}-C_{22}, polioxialquilenalquilo
C_{6}-C_{22}, polioxialquilenatacilo
C_{6}-C_{22}, alquilarilo
C_{6}-C_{22}, derivados de rosina,
N-acilalquilo C_{6}-C_{22};
alquilo C_{6}-C_{22}
\alpha-sulfonado, hidroxialquilo
C_{6}-C_{22} e hidroxialquileno
C_{6}-C_{22} lineales o ramificados;
en el que L^{-} se selecciona de COO^{-},
SO_{3}^{-}, OSO_{3}^{-}, ácido fosfórico, ácido fosforoso,
aminoácidos, ácido carboxílico aromático, ácidos a base de azúcar
derivados de la oxidación monosacáridos y polisacáridos.
Los PAAS en las composiciones inventivas se
seleccionan de alquilbencenosulfonato de amonio polianiónico,
alquilsulfato de amonio polianiónico, sal de ácido graso de amonio
polianiónico, alquilpolialcoxisulfato de amonio polianiónico y
mezclas de los mismos.
La cantidad de PAAS empleada en las
composiciones inventivas está en el intervalo de desde el 0,1% hasta
el 80%, preferiblemente desde el 1% hasta el 40%, lo más
preferiblemente desde el 5% hasta el 20%.
El PAAS puede prepararse haciendo reaccionar una
poliamina con el ácido conjugado de un tensioactivo aniónico, por
ejemplo ácido LAS ("alquilbencenosulfónico lineal"), ácido
graso, ácido LES ("alquilpolietoxisulfónico lineal") y
otros.
El PAAS tiene una solubilidad en agua limitada,
de modo que los gránulos de PAAS tendrían una solubilidad limitada
en una lavadora. Los presentes inventores descubrieron que el PAAS
puede formularse conjuntamente con un ácido sólido y una base de
tipo carbonato, de modo que cuando el gránulo entra en contacto con
agua en la lavadora, una reacción entre el ácido y el carbonato
produce CO_{2}, que facilita la rotura de los gránulos que a su
vez favorece la dispersión y/o la disolución de los gránulos
inventivos.
Se creía anteriormente que un tensioactivo de
amonio polianiónico (PAAS) no podía coexistir con una base fuerte
(distinta de las bases de poliamina) porque la naturaleza del par
iónico de PAAS se rompería y se sustituiría por una base fuerte.
Puesto que el carbonato es una base fuerte, es sorprendente que
pueda fabricarse un gránulo que contenga PAAS y carbonato.
Los ácidos sólidos adecuados incluyen pero no se
limitan a ácido cítrico, ácido tartárico, ácido aspártico, ácido
itacónico, ácido D(+)-málico, ácido
2-oxoglutárico, ácido dimetilmalónico, ácido
aconítico, ácido succínico, ácido maleico, ácido glutárico, ácido
adípico.
Los ácidos sólidos preferidos se seleccionan del
grupo que consiste en ácido cítrico y ácido aspártico debido a su
efecto no irritante.
El ácido sólido más preferido es ácido cítrico
debido a su bajo coste, disponibilidad y función adicional como un
adyuvante.
El ácido sólido se incluye en las composiciones
inventivas en una cantidad de desde el 0,2% hasta el 40%,
preferiblemente desde el 1% hasta el 20%, lo más preferiblemente
desde el 2% hasta el 10%. Esta cantidad no incluye ningún agua
unida.
Se incluye un componente seleccionado del grupo
que consiste en carbonato, bicarbonato, percarbonato y mezclas de
los mismos en las presentes composiciones para obtener
efervescencia, cuando se hace reaccionar
carbonato/bicarbonato/percarbonato con el ácido sólido, en un
entorno acuoso de la lavadora.
Los componentes adecuados incluyen pero no se
limitan a las sales de litio, sodio y potasio de
carbonato/bicarbo-
nato/percarbonato. Los componentes más preferidos son carbonato de sodio y bicarbonato de sodio debido a su bajo coste y disponibilidad.
nato/percarbonato. Los componentes más preferidos son carbonato de sodio y bicarbonato de sodio debido a su bajo coste y disponibilidad.
Se incluye el carbonato/bicarbonato/percarbonato
en las composiciones inventivas en una cantidad de desde el 1 hasta
el 85%, preferiblemente desde el 5 hasta el 40%, lo más
preferiblemente desde el 10 hasta el 25%.
La cantidad de
carbonato/bicarbonato/percarbonato a la que se hace referencia en el
presente documento no incluye agua unida.
El procedimiento inventivo incluye poner en
contacto una poliamina y un ácido conjugado de un tensioactivo
aniónico, preferiblemente en ausencia o en ausencia sustancial de
agua libre. El PAAS resultante puede purificarse, para su uso
adicional en las composiciones inventivas. El PAAS se granula con el
ácido sólido y el carbonato/bicarbonato/percarbonato, en ausencia
sustancial de agua.
En el procedimiento preferido, el producto de
reacción que contiene PAAS se usa como tal (sin aislar el PAAS) en
una etapa adicional de fabricación del gránulo. La ausencia o
sustancial ausencia de agua garantiza que cuando el producto de
reacción, que contiene tensioactivo PAAS, se pone en contacto con el
carbonato/bicarbonato/percarbonato, la naturaleza del par iónico de
PAAS no se rompería ni se sustituiría por carbonato, dando como
resultado la destrucción de PAAS. Además, la ausencia sustancial de
agua garantiza que la reacción entre el ácido sólido y el
carbonato/bicarbonato/percarbonato no tiene lugar antes de su uso en
la lavadora. En el procedimiento más preferido se incluye un
aglutinante no acuoso (lo más preferiblemente el que actúa también
como agente solubilizante de PAAS) y/o un agente solubilizante para
PAAS en la mezcla de reacción utilizada para preparar el PAAS.
"Sustancialmente no acuoso" tal como se usa
en el presente documento significa como máximo el 10%,
preferiblemente inferior al 5%, más preferiblemente inferior al 1%
y óptimamente inferior al 0,5% de agua. La cantidad de agua a la
que se hace referencia en el presente documento incluye agua
unida.
Normalmente, se emplea el 100% de un ácido
conjugado de un tensioactivo aniónico. La poliamina se emplea en la
cantidad de desde aproximadamente el 10% hasta aproximadamente el
50%, preferiblemente desde el 15% hasta el 45%, lo más
preferiblemente desde el 20% hasta el 40%, del equivalente molar de
la cantidad del ácido conjugado de una poliamina durante la
formación de PASS. Puede añadirse poliamina adicional u otras bases
a base de nitrógeno tras la formación de PAAS.
Un procedimiento preferido incluye en primer
lugar preparar una mezcla principal mezclando propilenglicol,
tensioactivos no iónicos y ácidos tensioactivos aniónicos,
incluyendo ácido graso. Entonces se añade una poliamina, por
ejemplo TEPA (tetraetilenpentamina) a la mezcla principal. Se
continúa mezclando hasta que ambos ácidos están completamente
dispersos y consumidos. Puede añadirse tensioactivo no iónico antes,
durante o después de la adición de ácidos tensioactivos aniónicos.
Opcionalmente, se añade entonces otro tensioactivo/agente
solubilizante, por ejemplo una sal de alquiletersulfato a la mezcla
principal y se continúa mezclando de modo que se forma una
disolución homogénea, que contiene el PAAS y que sirve como un
aglutinante.
Puede usarse cualquier procedimiento de
granulación conocido para preparar gránulos de PAAS. Una de las
rutas preferidas es cargar carbonato/bicarbonato/percarbonato, un
ácido sólido y otros componentes sólidos opcionales a la mezcladora
de alta cizalladura, seguido por aglutinante que contiene PAAS. Los
componentes se granulan a una cizalladura alta hasta que se obtiene
el tamaño de partícula deseado. En general lleva aproximadamente de
0,5 a 5 minutos dependiendo de la cizalladura y de la razón de
aglutinante líquido con respecto a sólido. Puede añadirse un agente
de formación de capas, por ejemplo zeolita, para potenciar la
fluidez y reducir la tendencia a la aglomeración.
La otra ruta preferida es cargar en primer lugar
carbonato/bicarbonato/percarbonato, un ácido sólido y componentes
sólidos opcionales a la mezcladora de baja a media cizalladura, tal
como una granuladora de tambor rotatorio, una granuladora de lecho
fluidizado o una granuladora de bandeja. Puede añadirse un agente de
formación de capas, por ejemplo zeolita, para potenciar la fluidez
y reducir la tendencia a la aglomeración. Entonces, el aglutinante
que contiene PAAS se pulveriza en o se gotea sobre el polvo mientras
se hace rotar el tambor o bandeja o se fluidiza el lecho.
Las composiciones inventivas pueden incluir
poliamina no neutralizada y sales de alquilbencenosulfonato y/o
sales de alquilsulfato y/o sales de ácido graso, además del
tensioactivo PAAS de la presente invención.
Un aglutinante no acuoso o sustancialmente libre
de agua es un líquido o componente que puede licuarse, dispersable
en agua/que puede disolverse en agua y se selecciona generalmente de
tensioactivos, disolventes y polímeros. Se prefiere un tensioactivo
líquido tal como un tensioactivo no iónico. Otros tensioactivos,
tales como tensioactivos aniónicos y tensioactivos catiónicos, que
son sólidos a temperatura ambiente, pueden usarse junto con un
tensioactivo líquido o un disolvente para formar un aglutinante.
Puede usarse un disolvente tal como propilenglicol, glicerol y
alcohol graso de bajo molecular y polietilenglicol (PEG) para
modificar la reología del aglutinante para facilitar la
granulación. Puede incorporarse un polímero, tal como PEG de alto
peso molecular, en una forma fundida o disuelto previamente en un
disolvente y usarse como aglutinante durante la granulación.
La fabricación de PAAS u otros tensioactivos
aniónicos puede usarse como formación de un aglutinante in
situ por medio de un procedimiento de una única etapa o de dos
etapas. Para el procedimiento in situ de una única etapa, se
añade un ácido conjugado de tensioactivo aniónico seleccionado,
utilizado como un aglutinante y como un reactivo, o preferiblemente
se pulveriza sobre los componentes sólidos, que incluye al menos un
componente alcalino, durante la granulación. El tensioactivo
aniónico resultante sirve como un aglutinante. La formación in
situ de dos etapas de tensioactivo aniónico es adecuada para
formar PAAS. Para el método de dos etapas, o bien se añade
conjuntamente o bien se mezcla previamente in situ un ácido
conjugado de tensioactivo aniónico seleccionado con una base
seleccionada, por ejemplo, TEPA, antes de la adición a una
granuladora. El tensioactivo aniónico recientemente formado es a
alta temperatura y es móvil, por tanto puede dispersarse fácilmente
y servir como un aglutinante.
Las composiciones inventivas incluyen
preferiblemente un agente solubilizante adicional para PAAS. El
agente solubilizante se selecciona del grupo que consiste en
tensioactivos líquidos, disolventes (tales como propilenglicol,
glicerina y etanol) y la mezcla de ellos y se selecciona
preferiblemente de tensioactivos no iónicos (tales como alcano
C_{8}-C_{18} con 5-15 grupos EO)
y/o alquilpolietoxisulfato, debido a su capacidad para ayudar en la
formación de las micelas mixtas teniendo gran capacidad de
solubilización. En general, estos agentes solubilizantes también
pueden usarse como un aglutinante.
La razón preferida del agente solubilizante con
respecto a PAAS es 1:10, generalmente en el intervalo de desde 1:10
hasta 10:1, en porcentaje en peso; preferiblemente en el intervalo
de desde 1:5 hasta 5:1, y lo más preferiblemente desde 1:2 hasta
2:1. Sin embargo, PAAS también puede dispersarse o dispensarse en un
medio de detergente líquido, por tanto no se necesita agente
solubilizante adicional además de los tensioactivos usados en la
composición para obtener la acción de limpieza.
Las composiciones de la invención pueden, pero
no tienen que contener agentes activos de superficie adicionales
seleccionados del grupo que consiste en tensioactivos aniónicos, no
iónicos, catiónicos, anfolíticos y bipolares o mezclas de los
mismos. Los detergentes de tensioactivo preferidos para su uso en la
presente invención son mezclas de tensioactivos aniónicos y no
iónicos aunque debe entenderse que puede usarse cualquier
tensioactivo solo o en combinación con cualquier otro tensioactivo
o tensioactivos.
Los agentes activos de superficie aniónicos que
pueden usarse en la presente invención son los compuestos activos
de superficie que contienen un grupo hidrófobo de hidrocarburo de
cadena larga en su estructura molecular y un grupo hidrófilo, es
decir grupo solubilizante en agua tal como un grupo carboxilato,
sulfonato o sulfato o su forma ácida correspondiente. Los agentes
activos de superficie aniónicos incluyen las sales de metal
alcalino (por ejemplo, sodio y potasio) y de bases a base de
nitrógeno (por ejemplo monoaminas y poliaminas) de
alquilpolietersulfatos, alquilsulfatos, alquilsulfonatos y
alquilarilsulfonatos de alto peso molecular solubles en agua.
También pueden incluir ácido graso o jabones de ácido graso. Uno de
los grupos preferidos de agentes activos de superficie
monoaniónicos son las sales de metal alcalino, de amonio o de
alcanolamina de alquilarilsulfonatos de alto peso molecular y sales
de metal alcalino, de amonio o alcanolamina de alquilsulfatos de
alto peso molecular o las sales de poliamina monoaniónica.
Alquilsulfatos de alto peso molecular preferidos son aquéllos en
los que los grupos alquilo contienen de 8 a 26 átomos de carbono,
preferiblemente de 12 a 22 átomos de carbono y más preferiblemente
de 14 a 18 átomos de carbono. El grupo alquilo en el
alquilarilsulfonato preferiblemente contiene de 8 a 16 átomos de
carbono y más preferiblemente de 10 a 15 átomos de carbono. Un
alquilarilsulfonato particularmente preferido es el bencenosulfonato
C_{10} a C_{16} de sodio, de potasio o de etanolamina, por
ejemplo dodecilbenceno sulfonato lineal de sodio. Los alquilsulfatos
primarios y secundarios pueden prepararse haciendo reaccionar
olefinas de cadena larga con sulfitos o bisulfitos, por ejemplo
bisulfito de sodio. Los alquilsulfonatos también pueden prepararse
haciendo reaccionar hidrocarburos de parafina normal de cadena
larga con dióxido de azufre y oxígeno tal como se describe en las
patentes estadounidenses números 2.503.280, 2.507.088, 3.372.188 y
3.260.741 para obtener alquilsulfatos de alto peso molecular
secundarios o normales adecuados para su uso como detergentes de
tensioactivo.
El sustituyente alquilo es preferiblemente
lineal, es decir alquilo normal, sin embargo, pueden emplearse
alquilsulfonatos de cadena ramificada, aunque no son tan buenos en
lo que respecta a la biodegradabilidad. El sustituyente alcano, es
decir alquilo, puede estar sulfonado de manera terminal o puede
estar unido, por ejemplo al átomo de carbono 2 de la cadena, es
decir, puede ser un sulfonato secundario. Se entiende en la técnica
que el sustituyente puede estar unido a cualquier carbono en la
cadena alquílica. Los alquilsulfonatos de alto peso molecular
pueden usarse como las sales de metal alcalino, tales como de sodio
Y potasio. Las sales preferidas son las sales de sodio. Los
alquilsulfonatos preferidos son los alquilsulfonatos normales
primarios C_{10} a C_{18} de sodio y potasio, prefiriéndose más
la sal de alquilsulfonato normal primario C_{10} a C_{15}.
Pueden usarse mezclas de alquilbencenosulfonatos
de alto peso molecular y alquilsulfatos de alto peso molecular así
como mezclas de alquilbencenosulfonatos de alto peso molecular
alquilpolietersulfatos de alto peso molecular.
El sulfato de metal alcalino o de etanolamina
puede usarse en mezcla con el alquilbencenosulfonato en una
cantidad del 0 al 70%, preferiblemente del 5 al 50% en peso.
Los alquilpolietoxisulfatos de alto peso
molecular utilizados según la presente invención pueden ser alquilo
de cadena ramificada o normal y pueden contener grupos alcoxilo de
bajo peso molecular que pueden contener dos o tres átomos de
carbono. Se prefieren los alquilpolietersulfatos de alto peso
molecular normales porque tienen un grado superior de
biodegradabilidad al del alquilo de cadena ramificada y los grupos
polialcoxilo son preferiblemente grupos etoxilo.
Los alquilpolietoxisulfatos de alto peso
molecular preferidos utilizados según la presente invención se
representan por la fórmula:
R^{1}-O(CH_{2}CH_{2}O)_{p}-SO_{3}M,
en la que R^{1} es alquilo
C_{8} a C_{20}, preferiblemente C_{10} a C_{18} y más
preferiblemente C_{12} a C_{15}; p es de 1 a 8, preferiblemente
de 2 a 6 y más preferiblemente de 2 a 4; y M es un metal alcalino
tal como sodio y potasio, un catión de amonio o poliamina. Se
prefieren las sales de sodio y potasio y
poliaminas.
Un alquilsulfato polietoxilado de alto peso
molecular preferido es la sal de sodio de un
trietoxialcohol(C_{12} a C_{15})sulfato que tiene
la fórmula:
C_{12-15}-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{3}-SO_{3}Na
Ejemplos de alquiletoxisulfatos adecuados que
pueden usarse según la presente invención son alquil(primario
o normal C_{12-15})trietoxisulfato, sal de
sodio; n-decildietoxisulfato, sal de sodio;
alquil(primario C_{12})dietoxisulfato, sal de
amonio; alquil(primario C_{12})trietoxisulfato, sal
de sodio; alquil(primario C_{15})tetraetoxisulfato,
sal de sodio; alquil(primario normal
C_{14-15} mixto)(tri y
tetraetoxi(mixto))sulfato, sal de sodio;
estearilpentaetoxisulfato, sal de sodio; y alquil(primario
normal C_{10}-_{18}
mixto)trietoxisulfato, sal de potasio.
Los alquil(normal)etoxisulfatos
son fácilmente biodegradables y se prefieren. Los
alquilpolialcoxi(de bajo peso molecular)sulfatos
pueden usarse en mezclas entre si y/o en mezclas con los
alquilsulfatos o alquilbencenosulfonatos de alto peso molecular
tratados anteriormente.
El alquilpolietoxisulfato de alto peso molecular
de metal alcalino puede usarse con el alquilbencenosulfonato y/o
con un alquilsulfato, en una cantidad del 0 al 70%, preferiblemente
del 5 al 50% y más preferiblemente del 5 al 20% en peso de la
composición total.
Los tensioactivos no iónicos que pueden usarse
con la invención, solos o en combinación con otros tensioactivos se
describen a continuación.
Tal como se sabe bien, los tensioactivos no
iónicos están caracterizados por la presencia de un grupo hidrófobo
y un grupo hidrófilo orgánico y se producen normalmente mediante la
condensación de un compuesto hidrófobo aromático alquílico o
alifático orgánico con óxido de etileno (de naturaleza hidrófila).
Los tensioactivos no iónicos adecuados típicos son los dados a
conocer en las patentes estadounidenses números 4.316.812 y
3.630.929. Normalmente, los tensioactivos no iónicos son lipófilos
polialcoxilados en los que el equilibrio
hidrófilo-lipófilo deseado se obtiene a partir de
la adición de un grupo polialcoxílico hidrófilo a un resto lipófilo.
Una clase preferida de detergente no iónico son los alcanoles
alcoxilados en los que el alcanol es de 9 a 20 átomos de carbono y
en los que el número de moles de óxido de alquileno (de 2 ó 3 átomos
de carbono) es de desde 3 hasta 20. De tales materiales se prefiere
emplear aquéllos en los que el alcanol es un alcohol graso de 9 a
11 o de 12 a 15 átomos de carbono y que contiene desde 5 hasta 9 o
de 5 a 12 grupos alcoxilo por mol. También se prefiere alcohol a
base de parafina (por ejemplo detergentes no iónicos de Huntsman o
Sassol).
Ejemplos de tales compuestos son aquéllos en los
que el alcanol es de 10 a 15 átomos de carbono y que contienen
aproximadamente de 5 a 12 grupos de óxido de etileno por mol, por
ejemplo Neodol® 25-9 y Neodol®
23-6.5, productos que se fabrican por Shell
Chemical Company, Inc. El primero es un producto de condensación de
una mezcla de alcoholes grasos de alto peso molecular que tienen
como promedio aproximadamente de 12 a 15 átomos de carbono, con
aproximadamente 9 moles de óxido de etileno y el último es una
mezcla correspondiente en la que el contenido en átomos de carbono
del alcohol graso de alto peso molecular es de 12 a 13 y el número
de grupos óxido de etileno presentes tienen como promedio
aproximadamente 6,5. Los alcanoles de alto peso molecular son los
alcanoles primarios.
Otra subclase de tensioactivos alcoxilados que
pueden usarse contiene una longitud de cadena alquílica precisa en
lugar de una distribución de cadena alquílica de los tensioactivos
alcoxilados descritos anteriormente. Normalmente, estos se
denominan como alcoxilatos de intervalo estrecho. Ejemplos de estos
incluyen la serie Neodol-1^{(R)} de tensioactivos
fabricados por Shell Chemical Company.
Otros tensioactivos no iónicos útiles se
representan por la clase comercialmente bien conocida de
tensioactivos no iónicos que se venden bajo la marca comercial
Plurafac® por BASF. Los Plurafacs® son los productos de reacción de
un alcohol lineal de alto peso molecular y una mezcla de óxidos de
etileno y de propileno, que contienen una cadena mixta de óxido de
etileno y óxido de propileno, terminado por un grupo hidroxilo. Los
ejemplos incluyen alcohol graso C_{13-}C_{15} condensado con 6
moles de óxido de etileno y 3 moles de óxido de propileno, alcohol
graso C_{13-}C_{15} condensado con 7 moles de óxido de propileno
y 4 moles de óxido de etileno, alcohol graso C_{13-}C_{15}
condensado con 5 moles de óxido de propileno y 10 moles de óxido de
etileno o mezclas de cualquiera de los anteriores.
Otro grupo de tensioactivos no iónicos líquidos
está comercialmente disponible de Shell Chemical Company, Inc. bajo
la marca comercial Dobanol® o Neodol®: Dobanol® 91-5
es un alcohol graso C_{9}-C_{11} etoxilado con
un promedio de 5 moles de óxido de etileno y Dobanol®
25-7 es un alcohol graso C_{12-}C_{15} etoxilado
con un promedio de 7 moles de óxido de etileno por mole de alcohol
graso.
En las composiciones de esta invención, los
tensioactivos no iónicos preferidos incluyen los alcoholes grasos
primarios C_{12-}C_{15} con contenido relativamente escaso en
óxido de etileno en el intervalo de desde aproximadamente 6 hasta 9
moles y los alcoholes grasos C_{9} a C_{11} etoxilados con
aproximadamente 5-6 moles de óxido de etileno. Otra
clase de tensioactivos no iónicos que pueden usarse según esta
invención son tensioactivos de glicósido. Tensioactivos de
glicósido adecuados para su uso según la presente invención incluyen
aquéllos de fórmula:
RO-(R^{2}O)_{y}-(Z)_{x}
en la que R es un radical orgánico
monovalente que contiene desde aproximadamente 6 hasta
aproximadamente 30 (preferiblemente desde aproximadamente 8 hasta
aproximadamente 18) átomos de carbono; R^{2} es un radical de
hidrocarburo divalente que contiene desde aproximadamente 2 hasta 4
átomos de carbono; O es un átomo de oxígeno; y es un número que
puede tener un valor promedio de desde 0 hasta aproximadamente 12
pero que es lo más preferiblemente cero; Z es un resto derivado de
un sacárido reductor que contiene 5 ó 6 átomos de carbono; y x es
un número que tiene un valor promedio de desde 1 hasta
aproximadamente 10 (preferiblemente desde aproximadamente 1 1/2
hasta aproximadamente
10).
Un grupo particularmente preferido de
tensioactivos de glicósido para su uso en la práctica de esta
invención incluye aquéllos de la fórmula anterior en la que R es un
radical orgánico monovalente (lineal o ramificado) que contiene
desde aproximadamente 6 hasta aproximadamente 18 (especialmente
desde aproximadamente 8 hasta aproximadamente 18) átomos de
carbono; y es cero; z es glucosa o un resto derivado de la misma; x
es un número que tiene un valor promedio de desde 1 hasta
aproximadamente 4 (preferiblemente desde aproximadamente 1 1/2 hasta
4).
Los tensioactivos no iónicos que pueden usarse
incluyen polihidroxiamidas tal como se trata en la patente
estadounidense número 5.312.954 concedida a Letton y cols. y
aldobionamidas tal como se tratan en la patente estadounidense
número 5.389.279 concedida a Au y cols.
Generalmente, los tensioactivos no iónicos
comprenderían el 0-75% en peso, preferiblemente del
5 al 50%, más preferiblemente del 5 al 25% en peso de la
composición.
Pueden usarse mezclas de dos o más de los
tensioactivos no iónicos.
En la técnica se conocen muchos tensioactivos
catiónicos y casi cualquier tensioactivo catiónico que tiene al
menos un grupo alquílico de cadena larga de aproximadamente 10 a 24
átomos de carbono es adecuado en la presente invención. Tales
compuestos se describen en "Cationic Surfactants", Jungermann,
1970.
Tensioactivos catiónicos específicos que pueden
usarse como tensioactivos en la invención objeto se describen en
detalle en la patente estadounidense número 4.497.718.
Como con los tensioactivos no iónicos y
aniónicos, las composiciones de la invención pueden usar
tensioactivos catiónicos solos o en combinación con cualquiera de
los otros tensioactivos conocidos en la técnica. Desde luego, las
composiciones pueden no contener tensioactivos catiónicos en
absoluto.
Los tensioactivos sintéticos anfolíticos pueden
describirse ampliamente como derivados de derivados alifáticos o
alifáticos de aminas secundarias y terciarias heterocíclicas en los
que el radical alifático puede ser de cadena lineal o ramificado y
en los que uno de los sustituyentes alifáticos contiene desde
aproximadamente 8 hasta 18 átomos de carbono y al menos uno
contiene un grupo aniónico soluble en agua, por ejemplo carboxilato,
sulfonato, sulfato. Ejemplos de compuestos que caen dentro de esta
definición son 3-(dodecilamino)propionato de sodio,
3-(dodecilamino)propano-1-sulfonato
de sodio, 2-(dodecilamino)etilsulfato de sodio,
2-(dimetilamino)octadecanoato de sodio,
3-(N-carboximetildodecilamino)propano-1-sulfonato
de disodio, octadecil-iminodiacetato de disodio,
1-carboximetil-2-undecilimidazol
de sodio y
N,N-bis(2-hidroxietil)-2-sulfato-3-dodecoxipropilamina
de sodio. Se prefiere
3-(dodecilamino)propano-1-sulfonato
de sodio.
Los tensioactivos bipolares pueden describirse
ampliamente como derivados de aminas secundarias y terciarias,
derivados de aminas secundarias y terciarias heterocíclicas, o
derivados de amonio cuaternario, fosfonio cuaternario o compuestos
de sulfonio terciario. El átomo catiónico en el compuesto
cuaternario puede ser parte de un anillo heterocíclico. En todos
estos compuestos existe al menos un grupo alifático, de cadena
lineal o ramificada, que contiene desde aproximadamente 3 hasta 18
átomos de carbono y al menos un sustituyente alifático que contiene
un grupo aniónico solubilizante en agua, por ejemplo, carboxilo,
sulfonato, sulfato, fosfato o fosfonato.
Ejemplos específicos de tensioactivos bipolares
que pueden usarse se exponen en la patente estadounidense número
4.062.647.
La cantidad de tensioactivo adicional utilizada
puede variar desde el 1 hasta el 85% en peso, preferiblemente del
10 al 50% en peso.
Tal como se observa, los sistemas de
tensioactivo preferidos de la invención son mezclas de tensioactivos
aniónicos y no iónicos.
Preferiblemente, el tensioactivo no iónico debe
comprender, como porcentaje de un sistema aniónico/no iónico, al
menos el 20%, más preferiblemente al menos el 25%, hasta
aproximadamente el 75% del sistema de tensioactivo total. Un
sistema de tensioactivo particularmente preferido comprende
tensioactivo aniónico:no iónico en una razón de 3:1.
Los adyuvantes que pueden usarse según esta
invención incluyen adyuvantes de detergencia alcalinos
convencionales, inorgánicos u orgánicos, que deben usarse a niveles
desde aproximadamente el 0,1% hasta aproximadamente el 20,0% en
peso de la composición, preferiblemente desde el 1,0% hasta
aproximadamente el 10,0% en peso, más preferiblemente del 2% al 5%
en peso.
Como electrolito puede usarse cualquier sal
soluble en agua. El electrolito también puede ser un adyuvante de
detergencia, tal como el adyuvante inorgánico de tripolifosfato de
sodio, o puede ser un electrolito no funcional tal como el cloruro
o sulfato de sodio. Preferiblemente el adyuvante inorgánico
comprende todo o parte del electrolito. Es decir, el término
electrolito engloba tanto adyuvantes como sales.
Ejemplos de adyuvantes de detergencia alcalinos
inorgánicos adecuados que pueden usarse son fosfatos, polifosfatos,
boratos, silicatos y también carbonatos de metal alcalino solubles
en agua. Ejemplos específicos de tales sales son trifosfatos,
pirofosfatos, ortofosfatos, hexametafosfatos, tetraboratos,
silicatos y carbonatos de sodio y de potasio.
Ejemplos de sales de adyuvante de detergencia
alcalinas orgánicas adecuadas son: (1) aminopolicarboxilatos
solubles en agua, por ejemplo, etilendiamintetraacetatos de sodio y
de potasio, nitrilotriacetatos y
N-(2-hidroxietil)-nitrilodiacetatos;
(2) sales solubles en agua de ácido fítico, por ejemplo, fitatos de
sodio y de potasio (véase la patente estadounidense número
2.379.942); (3) polifosfonatos solubles en agua, incluyendo
específicamente, sales de sodio, de potasio y de litio de ácido
etano-1-hidroxi-1,1-difosfónico;
sales de sodio, de potasio y de litio de ácido metilendifosfónico;
sales de sodio, de potasio y de litio de ácido etilendifosfónico; y
sales de sodio, de potasio y de litio de ácido
etano-1,1,2-trifosfónico. Otros
ejemplos incluyen las sales de metal alcalino de ácido
etano-2-carboxi-1,1-difosfónico,
ácido hidroximetanodifosfónico, ácido carboxildifosfónico, ácido
etano-1-hidroxi-1,1,2-trifosfónico,
ácido
etano-2-hidroxi-1,1,2-trifosfónico,
ácido
propano-1,1,3,3-tetrafosfónico,
ácido propano-1,1,2,3-tetrafosfónico
y ácido
propano-1,2,2,3-tetrafosfónico; (4)
sales solubles en agua de polímeros y copolímeros de policarboxilato
tal como se describen en la patente estadounidense número
3.308.067.
Además, pueden usarse adyuvantes de
policarboxilato de manera satisfactoria, incluyendo sales solubles
en agua de ácido melítico, ácido cítrico y ácido
carboximetiloxisuccínico, iminodisuccinato, sales de polímeros de
ácido itacónico y ácido maleico, tartrato monosuccinato, tartrato
disuccinato y mezclas de los mismos.
Se prefiere particularmente el citrato de sodio,
para optimizar la función frente al coste, en una cantidad de desde
el 0 hasta el 15%, preferiblemente desde el 1 hasta el 10%.
Pueden usarse ciertas zeolitas o
aluminosilicatos. Un aluminosilicato de este tipo que es útil en las
composiciones de la invención es un compuesto hidratado insoluble
en agua amorfo de fórmula
Na_{x}(_{y}AlO_{2}.SiO_{2}), en la que x es un
número desde 1,0 hasta 1,2 e y es 1, caracterizándose además dicho
material amorfo por una capacidad de intercambio de Mg++ de
aproximadamente 50 mg eq. CaCO_{3}/g. y un diámetro de partícula
de desde aproximadamente 0,01 micras hasta aproximadamente 5
micras. Este adyuvante de intercambio iónico se describe en más
detalle en la patente británica número 1.470.250.
Un segundo material de intercambio iónico de
aluminosilicato sintético insoluble en agua útil en el presente
documento es de naturaleza cristalina y tiene la fórmula
Na_{z}[(AlO_{2})_{y}.(SiO_{2})]xH_{2}O, en la que
z e y son números enteros de al menos 6; la razón molar de z con
respecto a y está en el intervalo de desde 1,0 hasta
aproximadamente 0,5, y x es un número entero desde aproximadamente
15 hasta aproximadamente 264; teniendo dicho material de
intercambio iónico de aluminosilicato un diámetro de tamaño de
partícula de desde aproximadamente 0,1 micras hasta aproximadamente
100 micras; una capacidad de intercambio iónico de calcio en base
anhidra de al menos aproximadamente 200 miligramos equivalentes de
la dureza de CaCO_{3} por gramo; y una velocidad de intercambio
de calcio en base anhidra de al menos aproximadamente 9
granos/litro/minuto/gramo. Estos aluminosilicatos sintéticos se
describen en más detalle en la patente británica número 1.429.143.
Los aluminosilicatos también pueden usarse como agente de formación
de capas para potenciar la fluidez de gránulos.
Los tampones de alcalinidad que pueden añadirse
a las composiciones de la invención incluyen monoetanolamina,
trietanolamina, borax y similares. Pueden añadirse tampones
inorgánicos en forma libre o sustancialmente libre de agua.
Una o más enzimas tal como se describen en
detalle a continuación, pueden usarse en las composiciones de la
invención.
Si se usa una lipasa, la enzima lipolítica puede
ser o bien una lipasa fúngica que puede producirse por Humicola
lanuginosa y Thermomyces lanuginosus, o bien una lipasa
bacteriana que muestra una reacción cruzada inmunológica positiva
con el anticuerpo de la lipasa producida por el microorganismo
Chromobacter viscosum variedad lipolyticum NRRL
B-3673.
Un ejemplo de una lipasa fúngica tal como se
definió anteriormente es la lipasa de Humicola lanuginosa,
disponible de Amano bajo la marca comercial Amano CE; la lipasa de
Humicola lanuginosa tal como se describe en la solicitud de
patente europea mencionada anteriormente 0.258.068 (NOVO), así como
la lipasa obtenida mediante clonación del gen de Humicola
lanuginosa y expresión de este gen en Aspergillus oryzae,
comercialmente disponible de Novozymes bajo la marca comercial
"Lipolase". Esta Lipolase es una lipasa preferida para su uso
en la presente invención.
Aunque se han descrito anteriormente diversas
enzimas lipasa específicas, ha de entenderse que puede usarse
cualquier lipasa que pueda conferir la actividad lipolítica deseada
a la composición y no se pretende limitar la invención de ningún
modo por la elección específica de la enzima lipasa.
Las lipasas de esta realización de la invención
se incluyen en la composición de detergente líquido en una cantidad
tal que la composición final tiene una actividad enzimática
lipolítica de desde 100 hasta 0,005 UL/ml en el ciclo de lavado,
preferiblemente de 25 a 0,05 UL/ml cuando se dosifica la formulación
a un nivel de aproximadamente 0,1-10, más
preferiblemente de 0,5-7, lo más preferiblemente de
1-2 g/litro.
Naturalmente pueden usarse mezclas de las
lipasas anteriores. Pueden usarse las lipasas en su forma no
purificada o en su forma purificada, por ejemplo purificada con
ayuda de métodos de absorción bien conocidos, tales como técnicas
de absorción de fenilsefarosa.
Si se usa una proteasa, la enzima proteolítica
puede ser de origen vegetal, animal o microorgánico.
Preferiblemente, es del último origen, que incluye levaduras,
hongos, mohos y bacterias. Se prefieren particularmente proteasas
de tipo subtilisina bacteriana, obtenidas a partir de, por ejemplo,
cepas particulares de B. subtilis y B licheniformis.
Ejemplos de proteasas adecuadas comercialmente disponibles son
Alcalase®, Savinase®, Esperase®, todas de Novozymes; Maxatase® y
Maxacal® de Gist-Brocades; Kazusase® de Showa Denko.
La cantidad de enzima proteolítica, incluida en la composición,
oscila desde 0,05-50.000 UG/mg, preferiblemente de
0,1 a 50 UG/mg, basándose en la composición final. Naturalmente
pueden usarse mezclas de diferentes enzimas proteolíticas.
Aunque se han descrito anteriormente diversas
enzimas específicas, ha de entenderse que puede usarse cualquier
proteasa que pueda conferir la actividad proteolítica deseada a la
composición y no se pretende limitar esta invención de ningún modo
por la elección específica de la enzima proteolítica.
Además de las lipasas o proteasas, debe
entenderse que también pueden usarse otras enzimas tales como
celulasas, oxidasas, amilasas, peroxidasas y similares que se
conocen bien en la técnica, con la composición de la invención. Las
enzimas pueden usarse junto con cofactores requeridos para favorecer
la actividad enzimática, es decir, pueden usarse en sistemas
enzimáticos, si se requieren. Debe entenderse también que la
invención también contempla enzimas que tienen mutaciones en
diversas posiciones (por ejemplo, enzimas modificadas mediante
ingeniería genética para potenciar el rendimiento y/o la
estabilidad).
Puede incluirse el sistema de estabilización
enzimática, aunque en virtud de ser sólido, las composiciones
inventivas no requieren realmente la estabilización enzimática. Los
sistemas de estabilización enzimática incluidos comprenden
propilenglicol y/o ácidos carboxílicos de cadena corta.
Un sistema de estabilización preferido es un
poliol en combinación con ácido bórico. Preferiblemente la razón en
peso del poliol con respecto al ácido bórico añadido es de al menos
1, más preferiblemente de al menos aproximadamente 1,3.
Otros materiales tales como arcillas,
particularmente de tipos insolubles en agua, pueden ser coadyuvantes
útiles en composiciones de esta invención. Particularmente útil es
la bentonita. Este material es principalmente montmorillonita que
es un silicato de aluminio hidratado en el que aproximadamente 1/6
de los átomos de aluminio pueden sustituirse por átomos de magnesio
y en el que pueden combinarse de manera aproximada cantidades
variables de hidrógeno, de sodio, de potasio, de calcio, etc. La
bentonita en su forma más purificada (es decir, libre de cualquier
granalla, arena, etc.) adecuada para los detergentes contiene al
menos el 50% de montmorillonita y por tanto su capacidad de
intercambio catiónico es al menos de aproximadamente 50 a 75 meq por
100 g de bentonita. Bentonitas particularmente preferidas son las
bentonitas de Wyoming u oeste de los EE.UU. que se han vendido como
Thixo-jels 1, 2, 3 y 4 por Georgia Kaolin Co. Se
sabe que estas bentonitas suavizan materiales textiles tal como se
describe en la patente británica número 401.413 concedida a Marriott
y la patente británica número 461.221 concedida a Marriott
y Guam.
y Guam.
Las composiciones inventivas incluyen
preferiblemente desde el 0,01% hasta el 2,0%, más preferiblemente
desde el 0,05% hasta el 1,0%, lo más preferiblemente desde el 0,05%
hasta el 0,5% de un agente fluorescente. Los ejemplos de agentes
fluorescentes adecuados incluyen, pero sin limitarse a, derivado de
estilbeno, pirazolina, cumarina, ácido carboxílico, metinociaminas,
dibenzotiofen-5,5-dióxido azoles,
heterociclos de 5 y 6 miembros de anillo, composiciones de triazol
y bencidinasulfona, especialmente triazinilestilbeno sustituido
sulfonado, naftotriazolestilbeno sulfonado, bencidinasulfona, etc.
Los más preferidos son los blanqueadores ópticos estables a UV
(para dar composiciones visibles en recipientes transparentes),
tales como derivados de diestirilbifenilo (Tinopal®
CBS-X).
Además, pueden estar presentes en el producto de
detergente otros diversos aditivos o coadyuvantes de detergente
para darle propiedades deseadas adicionales, o bien de naturaleza
funcional o bien estética.
Por ejemplo, también pueden incluirse en la
formulación cantidades minoritarias de agentes de antirredeposición
o de suspensión de la suciedad, por ejemplo poli(alcohol
vinílico), amidas grasas, carboximetilcelulosa sódica,
hidroxipropilmetilcelulosa. Un agente antirredeposición preferido es
carboximetilcelulosa sódica que tiene una razón de 2:1 de CM/MC que
se vende bajo la marca comercial Relatin DM 4050.
También pueden añadirse agentes antiespumantes,
por ejemplo compuestos de silicio, tales como Silicane® L 7604, en
cantidades eficaces pequeñas, aunque debe observarse que las
composiciones inventivas son de baja formación de espuma.
Pueden usarse bactericidas, por ejemplo
tetraclorosalicilanilida y hexaclorofeno, fungicidas, colorantes,
pigmentos (dispersables en agua), conservantes, por ejemplo
formalina, absorbedores de luz ultravioleta, agentes
antiamarilleamiento, tales como carboximetilcelulosa sódica,
modificadores del pH y tampones de pH, lejías protectoras del
color, perfume y colorantes y agentes de azulado tales como Azul
Iragon L2D, Azul Detergente 472/572 y azul ultramarino.
También pueden usarse polímeros de liberación de
la suciedad adicional y agentes catiónicos de suavizado.
Preferiblemente, la composición de detergente es
una composición coloreada envasada en el recipiente
transparente/translúcido ("que se ve a través de él").
En uso, la cantidad indicada de la composición
(generalmente en el intervalo de desde 50 hasta 200 ml) dependiendo
del tamaño de la carga de la colada, del tamaño y tipo de lavadora,
se añade a la lavadora que también contiene agua y la colada sucia.
Las composiciones para colada inventivas son particularmente
adecuadas para su uso con una lavadora de carga frontal, debido a
la capacidad de las composiciones inventivas para suministrar alto
rendimiento con baja formación de espuma (las máquinas de carga
frontal requieren composiciones de baja formación de espuma).
Los siguientes ejemplos específicos ilustran
adicionalmente la invención, pero la invención no se limita a
ellos.
Las abreviaturas en los ejemplos indican lo
siguiente:
TEPA: tetraetilenpentamina
NA-LAS: alquilbencenosulfonato
de sodio
Ácido LAS: ácido alquilbencenosulfónico
Na-LES: alquilpolietoxisulfato
de sodio
Neodol® 25-7: alcohol graso
C_{12-}C_{15} con 7 OE
Neodol® 25-9: alcohol graso
C_{12-}C_{15} con 9 OE.
Ejemplo 1 y ejemplo 1a
comparativo
Este ejemplo demuestra una de las diferencias en
una de las propiedades físicas (solubilidad en agua) entre
tensioactivo PAAS empleado en la presente invención y mezclas de
TEPA y Na-LAS en la técnica anterior.
En el ejemplo 1, cuando se neutralizó el ácido
LAS con una poliamina (es decir, TEPA), se formó PAAS. A medida que
fue formándose PAAS, la disolución se volvió brumosa. Tras la
adición adicional del ácido LAS, la disolución brumosa se convirtió
en una dispersión. Tras permanecer en reposo durante horas, la
dispersión formó una capa de sedimento en el fondo del vaso de
precipitados. Incluso una formulación muy diluida (tal como inferior
al 0,1%) era brumosa.
TEPA tiene múltiples sitios de nitrógeno. Sin
querer restringirse a esta teoría, se cree que tras la adición
continuada de ácido LAS, el PAAS formó diferentes compuestos y dio
diferentes estructuras. Al inicio de la adición de ácido LAS, se
protonó sólo un único átomo de nitrógeno, formando una disolución de
micelas, que es una disolución transparente. Tras la adición de más
ácido LAS, se protonaron múltiples átomos de nitrógeno. Finalmente
se precipitó PAAS en la disolución por la ausencia de ionización del
PAAS debido a la formación de enlaces iónicos fuertes entre LAS y
TEPA y la interacción hidrófoba interna.
En el ejemplo 1A, el comportamiento fue
completamente diferente: la disolución de Na-LAS a
la que se añadió TEPA dio una disolución transparente a lo largo de
toda la titulación del ácido LAS y permaneció transparente tras la
adición de TEPA.
La disolución era transparente en todo el tiempo
a lo largo del intervalo de pH total, lo que conduce a la
conclusión de que Na-LAS estaba completamente
ionizado o disociado. La transparencia de la disolución no cambió
tras la adición de TEPA para el pH de desde 2,5 hasta 10,0. Esto
indica que la adición de TEPA no convierte Na-LAS en
PAAS.
Esto significa que PAAS formó estructuras mucho
más fuertes que la mezcla física de Na-LAS y TEPA.
PAAS no pudo dispersarse en un único estado molecular pero se
dispersó como agregados.
Los resultados que se obtuvieron de los ejemplos
1 y 1A se resumen en las tablas 1 y 1A respectivamente.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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El ejemplo 2 demuestra que el tensioactivo PAAS
es una molécula fuertemente unida, que no intercambia contraiones
con otras sales. Se añadió xilenosulfonato de sodio a una dispersión
de PAAS acuosa para tratar de solubilizar PAAS mediante un
intercambio iónico y/o mecanismo hidrótropo. Los resultados que se
obtuvieron se resumen en la tabla 2.
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La concentración de PAAS en la formulación
anterior era del 0,46%. La razón molar de xilenosulfonato de sodio
con respecto a PAAS era de 21:1.
Había suficiente xilenosulfonato de Na para que
PAAS cambiara contraiones de TEPA a Na. Sin embargo, PAAS no se
ionizó y permaneció como una dispersión. Esto indicó que el enlace
entre poliamina y ácido conjugado de PAAS es muy fuerte.
\newpage
Se repitió el ejemplo 1, excepto que se usó
ácido graso en lugar de ácido LAS.
Se observó un fenómeno similar al del ejemplo 1
(formación de una dispersión insoluble en agua) para el producto de
ácido graso y poliamina. Los resultados que se obtuvieron se resumen
en la tabla 3.
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Se prepararon gránulos de PAAS cargando
bicarbonato de sodio, ácido cítrico y la mitad de la cantidad de
zeolita en una granuladora, superpicadora de 2 velocidades modelo
SC400 de Black and Decker. A esto le siguió la adición de la mezcla
de ácido LAS y TEPA, que estaba en la fase inicial de la reacción y
todavía mantenía su movilidad. Justo después de la adición de ácido
LAS y TEPA, se hizo funcionar la granuladora a alta velocidad
durante 90 segundos para formar los gránulos. Se añadió Neodol
25-7 seguido de 15 segundos de mezclado a alta
velocidad de. Finalmente se añadió el agente de formación de capas
(la zeolita restante), seguido de 15 segundos de mezclado a baja
velocidad. Los gránulos se pasaron a través de un tamiz de 1,5
mm.
Se sometieron a prueba los gránulos resultantes
para determinar la desintegrabilidad y la disolución añadiendo 0,5
g de gránulos a 1 litro de agua fría (17ºC). En primer lugar se
hundieron los gránulos hacia el fondo y entonces efervescieron y
flotaron hacia la superficie. En menos de 90 segundos se
desintegraron completamente los gránulos y se disolvieron, incluso
sin agitación.
Ejemplo 5
comparativo
Este ejemplo demuestra que el gránulo inventivo
debe contener los tres componentes: el PAAS, el ácido y la base. Si
los componentes residen en gránulos separados, no se mejora la
solubilidad de PAAS.
Se mezclaron in situ ácido LAS y TEPA y
se forzaron a través de una boquilla para formar gránulos de PAAS
con tamaño de aproximadamente 1500 micras. Se cargaron los
componentes restantes en una granuladora y se mezclaron a la alta
velocidad durante 45 segundos. Entonces se combinaron los gránulos
separados resultantes con los gránulos de PAAS usando una
mezcladora en forma de V. Tras 10 minutos, los gránulos de PAAS
todavía no se habían disuelto completamente por medio del método de
prueba descrito en el ejemplo 4. Se cree que aunque había todavía
efervescencia, la generación de CO_{2} no rompió los gránulos de
PAAS, por tanto la velocidad de disolución era muy baja.
Se prepararon los gránulos de PAAS del ejemplo 6
cargando el 90% de zeolita y TEPA dentro de una granuladora y se
mezclaron durante 10 segundos a alta velocidad. A esto le siguió la
carga de ácido LAS y se mezcló durante 25 segundos para promover la
formación de PAAS en la superficie de partículas de zeolita, sin
formación de gránulos. Entonces se añadieron carbonato de sodio y
ácido cítrico y se mezclaron durante 60 segundos para formar
gránulos. Finalmente, se añadió el resto de zeolita y se mezcló a
baja velocidad durante 10 segundos como agente de formación de
capas. Se hicieron pasar los gránulos a través de un tamiz de 1,5
mm.
Se disolvieron completamente los gránulos en
menos de 90 segundos mediante el método de prueba descrito en el
ejemplo 4.
Claims (8)
1. Composición de detergente sólido para colada
que comprende gránulos, comprendiendo los gránulos:
- (a)
- desde aproximadamente el 0,1% hasta aproximadamente el 80%, en peso de la composición, de un tensioactivo de amonio polianiónico;
- (b)
- desde aproximadamente el 0,2% hasta aproximadamente el 40%, en peso de la composición, de un ácido sólido;
- (c)
- desde aproximadamente el 1% hasta aproximadamente el 85%, en peso de la composición, de un componente seleccionado del grupo que consiste en bicarbonato, carbonato, percarbonato y mezclas de los mismos,
en la que el tensioactivo de amonio
polianiónico se selecciona del grupo que consiste en
alquilbencenosulfonato de amonio polianiónico, alquilsulfato de
amonio polianiónico, sal de ácido graso de amonio polianiónico,
alquilpolialcoxisulfato de amonio polianiónico y mezclas de los
mismos.
2. Composición según la reivindicación 1, que
comprende además un aglutinante líquido sustancialmente no
acuoso.
3. Composición según cualquier reivindicación
anterior, que comprende además un agente solubilizante.
4. Composición según la reivindicación 3, en la
que la razón en peso del agente solubilizante con respecto al
tensioactivo de amonio polianiónico está en el intervalo de desde
1:10 hasta 10:1.
5. Composición según cualquier reivindicación
anterior, en la que el ácido es ácido cítrico.
6. Composición según cualquier reivindicación
anterior, en la que la composición comprende además un tensioactivo
no iónico.
7. Método de lavado de ropa en una lavadora de
carga frontal, comprendiendo el método añadir a la lavadora la
composición según cualquier reivindicación anterior.
8. Método de fabricación de la composición según
la reivindicación 1 a 6, comprendiendo el método:
- (a)
- hacer reaccionar una poliamina con un precursor de ácido aniónico y/o ácido graso, en presencia de un tensioactivo no iónico en condiciones sustancialmente no acuosas, para obtener un aglutinante líquido sustancialmente no acuoso que comprende el tensioactivo de amonio polianiónico;
- (b)
- granular
- b (1)
- el ácido sólido,
- b (2)
- el componente seleccionado del grupo que consiste en carbonato, bicarbonato y mezclas de los mismos; y
- b (3)
- el aglutinante líquido, para obtener los gránulos de detergente.
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