MXPA02001202A - Un procedimiento para elaborar composiciones detergentes con aditivos. - Google Patents
Un procedimiento para elaborar composiciones detergentes con aditivos.Info
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Abstract
Se ha encontrado que un procedimiento que incorpora un solvente organico y que se compone de componentes detergentes presentes juntos en escalas especificas, para producir una composicion detergente liquida no acuosa sin las desventajas concomitantes de los liquidos no acuosos; en particular, este procedimiento produce una composicion detergente liquida que es facil de manejar a granel, tiene una estabilidad a largo plazo y es facilmente soluble en un licor para lavar.
Description
UN PROCEDIMIENTO PARA ELABORAR COMPOSICIONES DETERGENTES CON ADITIVOS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento para elaborar productos detergentes para lavandería líquidos no acuosos que tengan un solvente anhidro orgánico, un agente tensioactivo sulfonado aniónico como también otros adyuvantes de composición detergente convencionales y que se encuentren en forma de un líquido newtonianos, así como también el secado (remover agua de) de ingredientes detergentes, especialmente polímeros, agentes tensioactivos y/o solventes, más especialmente polímeros y agentes tensioactivos para utilizarse en composiciones detergentes. Además de lo anterior, la presente invención también provee un medio para convertir los líquidos newtonianos en líquidos no newtonianos y líquidos no newtonianos en líquidos newtonianos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los productos detergentes para lavandería líquidos ofrecen un número de ventajas sobre los productos detergentes para lavandería secos, en polvo o en partículas. Los productos detergentes para lavandería líquidos son fácilmente mensurables, se disuelven rápidamente en agua de enjuague,
^y ^ ^t ~?M,-t?kt* '--rTfrt- flffi iftiTrlmti?i^ no forman polvo, son capaces de aplicarse fácilmente en soluciones o dispersiones concentradas a áreas sucias en prendas que van a lavarse y generalmente ocupan menos espacio de almacenamiento que productos granulados. Adicionalmente, los detergentes para lavandería líquidos pueden tener incorporados en sus formulaciones materiales que se deterioran en las operaciones de secado empleadas en la fabricación de productos detergentes para lavandería en partículas o granulados. Ya que los detergentes para lavandería líquidos generalmente se consideran más convenientes para utilizarse que los detergentes para lavandería granulados, han encontrado un aprecio sustancial con los consumidores. Aunque los detergentes para lavandería líquidos tienen un número de ventaja sobre los productos detergentes para lavandería granulados, existen también inconvenientes relacionados con el uso de ellos también. En particular, los componentes de la composición detergente para lavandería que pueden ser compatibles entre sí en productos granulados pueden tender a interactuar o reaccionar entre sí en uno líquido, y especialmente en un entorno acuoso líquido. Los componentes tales como agentes tensioactivos, perfumes, abrillantadores y solventes no acuosos pueden ser difíciles de incorporar en productos detergentes para lavandería líquidos con un grado aceptable de estabilidad composicional. La estabilidad composicional deficiente puede provocar que la composición detergente reaccione de manera prematura en la solución de lavado como también crear una composición detergente heterogénea, no efectiva durante el almacenamiento. Un enfoque para mejorar la compatibilidad y estabilidad química de los productos detergentes para lavandería líquidos ha sido formular composiciones detergentes para lavandería líquidas no acuosas (o anhidras). Generalmente, la estabilidad química de los componentes de una composición detergente para lavandería líquida no acuosa incrementa a medida que la cantidad de agua en la composición detergente para lavandería disminuye. Además, al reducir al mínimo la cantidad de agua en una composición detergente para lavandería líquida, uno puede reducir al mínimo la actividad del agente tensioactivo de la composición. Las composiciones detergentes para lavandería líquidas no acuosas se han descrito en Hepworth et al, patente de E.U.A. 4,615,820, expedida el 17 de octubre de 1986; Schultz et al., patente de E.U.A. 4,929,380, expedida el 29 de mayo de 1990; Schultz et al., patente de E.U.A. 5,008,031 , expedida el 16 de abril de 1991 ; Eider et al., EP-A-030,096, publicada el 10 de junio de 1981 ; Hall et al., WO 92/09678, publicada el 11 de junio de 1992 y Sanderson et al., EP-A-565,017, publicada el 13 de octubre de 1993. Sin embargo, los detergentes para lavandería líquidos no acuosos vienen con su propio grupo de inconvenientes y problemas. La ventaja deseable de tener una estabilidad en cuanto a composición excelente, puede significar simultáneamente que el detergente para lavandería líquido no acuoso tendrá una solubilidad deficiente y propiedades de dispersión en la
¡Ji¿&m¿¡¡¡>^-- — '"^-?sát^i é solución de lavado dentro de la lavadora de ropa automática. También los líquidos no acuosos típicamente tienen propiedades reológicas desagradables, presentando una tendencia conocida como "espesor por esfuerzo cortante", en donde la viscosidad de la pasta o líquido incrementa con un incremento en la velocidad de esfuerzo cortante haciendo la pasta difícil de bombear, almacenar y transportar. Además, las composiciones detergentes para lavandería líquidas no acuosas son difíciles y costosas para fabricar. Un paso de secado que requiere agitación y calentamiento prolongados, es necesario para eliminar el agua, pero no únicamente es difícil para lograr consistentemente las condiciones de calentamiento y agitación adecuadas en un entorno de fabricación, sino dichas operaciones de secado también tienen el efecto de descomponer o evaporar los componentes individuales de la composición detergente. La dificultad y gastos resultantes implicados con el trabajo con dichos fluidos ha reducido en gran medida su utilización como composiciones detergentes para lavandería. Dado lo anterior, existe claramente una necesidad continua de identificar y proveer procedimientos para preparar productos detergentes para lavandería líquidos no acuosos con un alto grado de estabilidad química y composicional, que contengan los componentes esenciales de una composición detergente para lavandería líquida, que tengan una alta actividad de agente tensioactivo y sean fácilmente solubles en una solución de lavado. Además, dichos procedimientos deben duplicarse fácilmente en sitios de producción múltiples y deben producir productos detergentes para lavandería líquidos que puedan bombearse, almacenarse y transportarse fácilmente.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Es un beneficio de la presente invención proveer un procedimiento que produzca una composición detergente para lavandería líquida que sea fácil de manejar a granel. Ya que no presenta un espesor por esfuerzo cortante, pero es de hecho un fluido newtoniano sobre una amplia variedad de velocidades de esfuerzo cortante, es considerablemente más fácil de almacenar, bombear y transportar cuando se compara con otros líquidos no acuosos. Un beneficio adicional de la presente invención es un procedimiento para secar (remover agua de) ingredientes detergentes, especialmente polímeros, agentes tensioactivos y/o solventes, más especialmente polímeros y agentes tensioactivos para utilizarse en composiciones detergentes. Dicho procedimiento comprende preferiblemente los pasos de formar una mezcla de ingrediente detergente acuosa y secar dicha mezcla utilizando un evaporador de lámina delgada de agua agitada (ATFE). Aún un beneficio adicional de la presente invención es un procedimiento para convertir líquidos newtonianos en líquidos no newtonianos y líquidos no newtonianos en líquidos newtonianos. Dicho procedimiento
comprende preferiblemente los pasos de formar una mezcla de líquido newtoniano acuosa y secar dicha mezcla utilizando un evaporador de lámina delgada de agua agitada (ATFE) de manera que un líquido no newtoniano se produzca. Alternativamente, el procedimiento preferiblemente comprende los pasos de formar una mezcla de líquido no newtoniano acuosa y secar dicha mezcla utilizando un evaporador de lámina delgada de agua agitada (ATFE) de manera que se produzca un líquido newtoniano. Un beneficio adicional de la presente invención es proveer un procedimiento para preparar productos detergentes para lavandería líquidos no acuosos que tengan estabilidad química y composicional excelentes como también soporten las características de rendimiento de lavado de telas. Además el procedimiento produce productos detergentes para lavandería líquidos no acuosos que son fácilmente solubles en una solución de lavado. Un beneficio adicional es proveer un procedimiento para combinar soluciones acuosas de componentes detergentes y postepormente secarlos juntos para producir una mezcla líquida con un nivel de agua ¡nferior de lo que se podría lograr al combinar soluciones no acuosas de los componentes. Aún otro beneficio adicional de la presente invención es proveer un procedimiento para preparar aglomerados anhidros, preferiblemente que comprendan solventes orgánicos, agentes tensioactivos, otros ingredientes adjuntos detergentes y/o combinaciones de los mismos, en donde el procedimiento comprende el paso de producir un aglutinante, preferiblemente
un aglutinante anhidro, que preferiblemente sea una mezcla a base de solvente no newtoniano altamente viscoso, de preferiblemente uno o más solventes orgánicos, uno o más agentes tensioactivos, uno o más quelatadores y/o uno o más polímeros, preferiblemente polímeros líquidos anhidros. En una modalidad preferida, el aglutinante anhidro se forma al mezclar un material aniónico, preferiblemente un agente tensioactivo aniónico, más preferiblemente alquilbencensulfonato lineal, con un material catiónico, preferiblemente un polímero líquido anhidro catiónico. Preferiblemente la mezcla se elabora en una fase acuosa en presencia de un solvente orgánico y posteriormente se seca adicionalmente utilizando un procedimiento de secado descrito en la presente, preferiblemente utilizando un evaporador de lámina delgada de agua agitada (ATFE), para producir un aglutinante anhidro. El aglutinante anhidro puede entonces combinarse con polvos, tales como citratos, carbonatos, silicatos, y similares, para formar aglomerados anhidros. Dicho procedimiento provee aglomerados anhidros que no requieren un paso de secado adicional después del paso de aglomeración. Estos aglomerados anhidros son útiles en formas de producto incluyendo, pero no limitándose a, productos detergentes líquidos, especialmente productos detergentes líquidos anhidros, y en productos en tableta detergentes. Aún otro aspecto preferido de la presente invención, es un procedimiento para elaborar y/o secar agentes tensioactivos o combinaciones de agentes tensioactivos y/u otros ingredientes adjuntos detergentes tales quelatadores, mejoradores de detergencia, reguladores de pH, modificadores
4Sb :^ ^^^¿afe¿ri^Á de reología y similares. Dicho procedimiento comprende preparar una mezcla de agentes tensioactivos y/u otros adjuntos detergentes en un medio acuoso o una combinación de medios acuosos y solvente. Este paso de preparación puede lograrse al mezclar estos materiales en su forma acuosa neutralizada y/o forma en polvo o al co-neutralizarlos en presencia o ausencia de un solvente en forma discontinua o continuamente en un lazo de neutralización de baño dominante tal como una unidad Chemithon, Ballestra o Manro. El paso de secado comprende alimentar la mezcla preparada en un dispositivo de secado o equipo que es un equipo de secado continuo o intermitente. Un ejemplo de equipo de secado intermitente es un tanque de combinación, preferiblemente agitado, que puede ser calentado al vacío. El tanque se opera a un vacío y temperatura adecuados de manera que el agua se arrastre por vapor desde la mezcla. Un ejemplo de equipo de secado continuo es un evaporador de lámina delgada de agua agitada (ATFE). Un ATFE adecuado se encuentra comercialmente disponible de LCI Corporation. Este procedimiento es adecuado para expandir microesferas huecas, tales como microesferas EXPANCEL®. A medida que las microesferas huecas pasan a través del equipo de secado (ATFE) las microesferas se expanden ya que la temperatura del ATFE se encuentran por arriba de la temperatura de expansión de las microesferas. De este modo, las composiciones produjeron, de conformidad con los procedimientos descritos en la presente los beneficios anteriores que son composiciones novedosas a no acuosas y aún este procedimiento
ofa ¿ Zt.i:-? -.,-rrí^i.k4>. *t Í?í»-Í <M tÍ-i.« :-y.>.->-- -^ produce composiciones que son típicas de una composición detergente para lavandería líquida no acuosa, viz, una alta actividad del agente tensioactivo y una estabilidad de aditivo excelente. En una modalidad, el procedimiento comprende un paso de formación en el cual una mezcla de agente tensioactivo acuosa se forma al mezclar un agente tensioactivo sulfonado aniónico, un solvente orgánico o portador y un quelatador y un paso de secado en el cual la mezcla de agente tensioactivo acuoso al vacío para formar una pasta de agente tensioactivo a base de solvente contiene menos de alrededor de 1 % en peso de agua. Este procedimiento puede modificarse de manera que un ingrediente individual pueda procesarse, produciendo así un ingrediente "seco". Por ejemplo, un agente tensioactivo sulfonado aniónico puede secarse por medio del paso de secado de manera que el producto final del agente tensioactivo sulfonado aniónico contenga menos de alrededor 1% en peso de agua. La mezcla de agente tensioactivo acuosa en el paso de formación contiene de alrededor de 5% a aproximadamente 85% de un agente tensioactivo sulfonado aniónico, de alrededor de 15% a aproximadamente 95% de un solvente orgánico, de alrededor de 0.001% a aproximadamente 40% de un quelatador y al menos aproximadamente 15% de agua en peso de la mezcla de agente tensioactivo acuosa. La mezcla de agente tensioactivo acuosa en el paso de formación es un fluido no newtoniano.
La pasta de agente tensioactivo a base de solvente producida mediante el paso de secado es un fluido newtoniano y tiene una viscosidad sustancialmente constante dentro de la escala de 100 cp a 100000 cp cuando se mide a una temperatura de 25°C y dentro de la escala de velocidad de esfuerzo cortante de alrededor de 1s"1 a 1000 s"1. Una modalidad preferida también incluye mezclar en la mezcla de agente tensioactivo acuosa otros aditivos tales como reguladores de pH, mejoradores de detergencia, agentes tensioactivos no iónicos, polímeros y copolímeros y otros aditivos. La presente invención también puede practicarse en un segundo aspecto. Esta modalidad comprende un paso de neutralización en el cual una mezcla neutralizada se forma mediante un lazo de neutralización continua. Esta mezcla neutralizada contiene una forma acida de un agente tensioactivo aniónico, una base, un solvente orgánico, y un quelatador. La mezcla neutralizada tiene un contenido de agua de al menos alrededor de 5% en peso de la mezcla neutralizada y es un fluido no newtoniano. La relación molar de la forma acida del agente tensioactivo aniónico a la base es de alrededor de 1 :1 a aproximadamente 9:1. En un paso subsecuente, una primera porción de la mezcla neutralizada entonces se remueve del lazo de neutralización continua y se seca al vacío para formar una pasta de agente tensioactivo a base de solvente que tiene un contenido de agua de alrededor 0.2% a aproximadamente 10% y que se encuentra en la forma de un fluido newtoniano que tiene una
viscosidad sustancialmente constante dentro de la escala de 100 cp a 100000 cp cuando se mide a una temperatura de 25°C y dentro de la escala de velocidades de esfuerzo cortante de alrededor de 1 s"1 a 1000 s"1 mientras una segunda porción de la mezcla neutralizada se vuelve hacer circular en el lazo de neutralización continua. Si así se desea, puede añadirse un quelatador adicional y solvente a la mezcla neutralizada después de que la mezcla neutralizada se ha removido del lazo de neutralización. La presente invención ofrece la ventaja de preparar una pasta de agente tensioactivo con únicamente una cantidad traza de agua y puede aún incorporar muchos de los ingredientes que se desean para utilizarse en una composición detergente para lavandería tal como blanqueador, activadores de blanqueo, mejoradores de detergencia, enzimas, y otros aditivos. Al reducir al mínimo la cantidad de agua en las pastas tensioactivo o mezclas de agente, uno puede reducir al mínimo la actividad de la pasta de agente tensioactivo. Además, la presente invención permite la fabricación de una pasta o mezclas de agente tensioactivo altamente activas en la forma de un fluido newtoniano que tiene una baja viscosidad y así es capaz de ser transportado, almacenado y manipulado con facilidad. Todos los porcentajes, relaciones y proporciones en la presente se dan en peso, a menos que se especifique de otra manera. Todos los documentados mencionados en la presente, en parte pertinente, se incorporan en la presente por referencia.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una representación esquemática de un aparato para llevar a cabo el procedimiento de conformidad con la invención. La figura 2 es una representación esquemática de un aparato para llevar a cabo el procedimiento de conformidad con la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Definiciones Como se utiliza en la presente, un "fluido newtoniano", es un fluido que dentro de una escala de velocidades de esfuerzo cortante específicas a una temperatura específica, la viscosidad del fluido tiene un valor sustancialmente constante. Como se utiliza en la presente, un "fluido no newtoniano", se refiere a un fluido que no puede caracterizarse como un "fluido newtoniano". Como se utiliza en la presente, "no acuoso" o "anhidro" se utilizan como sinónimos y ambos describen un fluido en el cual el contenido de agua es alrededor de 5%. La presente invención describe un procedimiento para preparar detergentes para lavandería líquidos no acuosos con aditivos al formar una mezcla de agente tensioactivo acuosa y después secar la mezcla al vacío para formar una pasta de agente tensíoactivo a base de solvente no acuoso.
El procedimiento para preparar las composiciones detergentes para lavandería líquidas no acuosas con aditivos tiene muchos parámetros importantes e incorpora muchos ingredientes diferentes y aditivos como también subpartes del procedimiento numerosas otras diferentes y opcionales que se describen en la presente a continuación. Con relación a la figura 1. En la primera modalidad del procedimiento, el paso de formación consiste en agregar muchos ingredientes diferentes 10, 12, 14 y 16 a un mezclador 20 con un agitador impulsor 18 para formar una mezcla de agente tensioactivo acuosa al mezclar los ingredientes del paso de formación (descrito a continuación) en el mezclador. Se prefiere que cada uno de los ingredientes se añada en forma de una solución acuosa neutralizada que se comprende de alrededor de 20% de agua, en peso. Un procedimiento modificado de conformidad con la presente invención comprende procesar los ingredientes individuales en lugar de una mezcla de ingredientes. El primer ingrediente 10 en el paso de formación es una mezcla de agente tensioactivo acuosa. La mezcla de agente tensioactivo acuosa final incluirá, en peso, de alrededor de 5% a aproximadamente 85%, más preferiblemente de alrededor de 25% a aproximadamente 75%, más preferiblemente de alrededor de 40% a aproximadamente 60% del agente tensioactivo sulfonado aniónico. Los agentes tensioactivos sulfonados aniónicos adecuados se discuten con mayor detalle a continuación. El segundo ingrediente 12 en el paso de formación es un
solvente orgánico. La mezcla de agente tensioactivo acuosa final incluirá, en peso, de alrededor de 15% a aproximadamente 95%, más preferiblemente de alrededor de 30% a aproximadamente 70%, más preferiblemente de alrededor de 40% a aproximadamente 60% de un solvente orgánico. Los solventes orgánicos adecuados se discuten con mayor detalle a continuación. El tercer ingrediente 14 en el paso de formación es un quelatador. La mezcla de agente tensioactivo acuosa final incluirá, en peso, de alrededor de 0.001 a aproximadamente 40%, más preferiblemente de alrededor de 0.01% a aproximadamente 4%, más preferiblemente de alrededor 0.1 % a aproximadamente 2% de un quelatador. Los quelatadores adecuados se discutirán con mayor detalle a continuación. El tercer ingrediente 16 en el paso de formación se compone de aditivos detergentes opcionales tales como blanqueadores, activadores de blanqueo, reguladores de pH, mejoradores de detergencia, enzimas, agentes tensioactivos no iónicos, modificadores de reología, polímeros y copolímeros. Estos se discuten con mayor detalle a continuación. La mezcla de agente tensioactivo acuosa en el paso de formación contiene, en peso, al menos alrededor del 15%, más preferiblemente de alrededor de 18% a aproximadamente 50% de agua. La mezcla de agente tensioactivo acuosa en el paso A puede también contener otros ingredientes detergentes convencionales tales como reguladores de pH, mejoradores de detergencia, agentes tensioactivos no ¡ónicos, blanqueadores, modificadores de reología, polímeros y copolímeros y otros aditivos, algunos
de los cuales se discuten con mayor detalle a continuación. La mezcla de agente tensioactivo acuosa se forma al mezclar juntos todos los ingredientes en el paso A (en cualquier orden) en una mezcla sustancialmente uniforme, a una temperatura de alrededor de 25°C y aproximadamente 80°C preferiblemente a una temperatura entre alrededor de 35°C y alrededor de 70°C y más preferiblemente a una temperatura de alrededor de 45°C y aproximadamente 60°C. El control de temperatura es importante ya que si la temperatura es demasiado baja, será difícil procesar la mezcla y si la temperatura es demasiado elevada puede existir una degradación del solvente y/o componente quelatador de la mezcla. El mezclador 20 en el paso de formación preferiblemente se lleva a cabo en un mezclador estándar o degradador. La velocidad del mezclador y la duración del paso de mezclado varía dependiendo del tipo mezclador e ingrediente utilizados. La mezcla debe realizarse una velocidad y durante un tiempo suficiente para lograr una mezcla de agente tensioactivo acuosa homogénea. La mezcla de agente tensioactivo acuosa 22 es entonces mediante la acción de una bomba 24, bombeada en un dispositivo de secado 26 en donde se lleva a cabo el paso de secado. El paso de secado del procedimiento es secar la mezcla de agente tensioactivo acuosa al vacío para formar una pasta de agente tensioactivo a base de solvente que contenga menos de alrededor de un por ciento, en peso, de agua. Este secado puede lograrse en un cualquier evaporador convencional, siempre que se realice el
secado al vacío. Los evaporadores adecuados se ilustran en Perry 's Chemical Engineering Handbook, 7th. Ed„ 1997, McGraw-Hill, pp. 11-108 a 11-111, "Evaporator Types and Applications", que se incorporan en la presente por referencia. Un evaporador preferido es un evaporador de lámina delgada de agua agitada. El paso de secado produce una pasta de agente tensioactivo a base de solvente 30 que es un fluido newtoniano que tiene una viscosidad sustancialmente constante dentro de la escala de 100 cp a 100000 cp cuando se mide a una temperatura de 25°C y dentro de la escala de velocidad de esfuerzo cortante de alrededor de 1 s"1 a 1000 s"1. El paso de secado también produce una combinación de vapor de agua y otros volátiles 28 que se condensan subsecuentemente y los volátiles regenerados. El procedimiento de la presente invención que produce una pasta de agente tensioactivo a base de solvente también puede practicarse en un segundo aspecto que se muestra en la figura 2. Con relación ahora a la figura 2, en el paso de neutralización de este aspecto una mezcla neutralizada 58 se forma mediante un lazo de neutralización continua. Cuatro componentes se añaden continuamente al lazo de neutralización: una forma acida de un agente tensioactivo sulfonado aniónico 40, una base 42, un solvente orgánico 44, y un quelatador 46 en el lazo. Una mezcla de los componentes se forman a medida que los componentes y la mezcla se hacen circular a través de un mezclador 50 una bomba 52 y un circulador de calor 54. La neutralización se lleva a cabo a medida que la base reacciona con la forma acida del agente
tensioactivo para producir una sal de agente tensioactivo. La mezcla neutralizada resultante tiene un contenido de agua de al menos 15% en peso de la mezcla neutralizada y es un fluido no newtoniano. Una primera porción de la mezcla neutralizada 56 se hace recircular en el lazo de neutralización continua mientras una segunda porción se remueve del lazo de neutralización continua 58 mediante la acción de una bomba 60. Si se desea, un solvente orgánico adicional 62 o quelatador 62 pueden agregarse a y mezclarse con la segunda porción de la mezcla neutralizada en un mezclador estático 66 con la mezcla resultante 64 con un contenido de agua de alrededor de 5% a aproximadamente 50% en peso. La mezcla resultante posteriormente se mezcla de manera .adicional en un mezclador estático 66. Dependiendo de las necesidades del formulador, un quelatador adicional 72 o solvente orgánico 72 pueden de nueva cuenta añadirse a la segunda porción de la mezcla neutralizada y mezclarse en un mezclador estático 76 o un mezclador convencional tal como un degradador 84. La relación molar de la forma acida del agente tensioactivo aniónico a la base es de alrededor de 1 :1 a aproximadamente 9:1. Se prefiere que estos ingredientes se añadan en forma de una solución acuosa. La solución acuosa de varios componentes que se añaden al lazo de neutralización continua (40, 42, 44, 46) comprenderá preferiblemente la siguiente cantidad de agua:
Forma acida del agente de alrededor de 0.0% tensioactivo sulfonado aproximadamente 10.0% Base de alrededor de 30% aproximadamente 90% Solvente orgánico de alrededor de 0.0% aproximadamente 50% Quelatador de alrededor de 40% aproximadamente 95%
La segunda porción de la mezcla neutralizada entonces se seca al vacío para formar una pasta de agente tensioactivo a base de solvente que
tiene un contenido de agua alrededor de 0.2% a aproximadamente 10% y que se encuentra en forma de un fluido newtoniano que tiene una viscosidad sustancialmente constante dentro de la escala de 100 cp a 100000 cp cuando se mide a una temperatura de 25°C y dentro de la escala de velocidad de esfuerzo cortante de alrededor de 1 s"1 a 1000 s"1. La operación de secado similar a la que se describe anteriormente y puede utilizar el mismo equipo y variables de procedimiento. Los procedimientos descritos anteriormente ofrecen la ventaja de preparar una pasta de agente tensioactivo con únicamente una cantidad traza de agua que aún incorpora muchos de los ingredientes deseados para utilizarse en una composición detergente para lavandería tales como
mejoradores de detergencia, blanqueadores y otros aditivos. Al reducir al mínimo la cantidad de agua en las pastas de agente tensioactivo, uno puede reducir al mínimo la actividad de la pasta de agente tensioactivo. Además, la
presente invención permite la fabricación de una pasta de agente tensioactivo altamente activa en forma de un fluido newtoniano que tiene una baja viscosidad y así es capaz de ser transportada, almacenada y manejada con facilidad. El procedimiento descrito en la presente también puede combinarse con otro paso de procedimiento de fabricación de detergente comúnmente utilizado en la industria detergente para la fabricación de detergentes líquidos o sólidos en cualquier forma (por ejemplo, granulados, en tabletas etc.). Las pastas de agente tensioactivo a base de solvente descritas anteriormente comprenden los siguientes ingredientes, que de aquí en adelante se describen in seritam.
Agentes tensioactivos sulfonados aniónicos Los agentes tensioactivos sulfonados aniónicos se añaden a los procedimientos descritos en la presente en forma de líquidos acuosos. Los agentes tensioactivos sulfonados aniónicos adecuados ¡ncluyen sales solubles en agua, preferiblemente sales de metal alcalino, sales de amonio y sales de alquilamonio, de productos de reacción sulfúricos orgánicos que tienen en su estructura molecular un grupo alquilo que contiene de alrededor de 10 a aproximadamente 20 átomos de carbono y un ácido sulfónico o un grupo de éster de ácido sulfúrico. (Incluido en el término "alquilo" se encuentra la porción alquilo de los grupos acilo). Ejemplos de este grupo de agentes
tensioactivos sintéticos son alquilbencensulfonatos de sodio y de potasio en los cuales el grupo alquilo contiene de alrededor de 9 a aproximadamente 15 átomos de carbono en configuración de cadena recta o ramificada, por ejemplo, aquellos del tipo descrito en la patente de E.U.A. Nos. 2,220,099 y 2,477,383. Especialmente valuables son los alquilbencensulfonatos de cadena recta lineal en los cuales el número promedio de átomos de carbono en el grupo alquilo se encuentra de alrededor de 11 a aproximadamente 13, abreviado como LAS de Cn-C-13. Agentes tensioactivos aniónicos adicionales en la presente son sulfonato de éter alquilglicerílico de sodio, especialmente aquellos éteres de alcoholes superiores derivados del aceite de sebo y coco; sulfonatos monoglicéridos de ácido graso de aceite de coco de sodio. Otros agentes tensioactivos aniónicos útiles en la presente incluyen las sales solubles en agua de esteres de ácidos grasos alfa-sulfonados que contienen de alrededor de 6 a 20 átomos de carbono en el grupo ácido graso y de alrededor de 1 a 10 átomos de carbono en el grupo éster; sales solubles en agua de ácidos 2-aciloxi-alcan-1 -sulfónicos que contienen de alrededor de 2 a 9 átomos de carbono en el grupo acilo y de alrededor de 9 a aproximadamente 23 átomos carbono en la porción alcano; sales solubles en agua de sulfonato de olefina que contienen de alrededor de 12 a 24 átomos de carbono; y beta-alquiloxialcansulfonatos que contienen de alrededor de 1 a 3 átomos de carbono en el grupo alquilo y de alrededor de 8 a aproximadamente 20 átomos de carbono en la porción alcano. Aunque las sales acidas típicamente se discuten y se utilizan, la neutralización del ácido puede realizarse como parte del paso del mezclado de dispersión fina. Agentes tensioactivos particularmente preferidos en la presente incluyen alquilbencensulfonatos lineales que contienen de alrededor de 11 a 14 átomos de carbono en el grupo alquilo; alquilsulfatos de sebo; sulfonatos de éter cocoalquilglicerílicos; sulfonato de olefina o parafina que contienen de alrededor de 14 a 16 átomos de carbono; óxidos de alquildimetilamina en donde el grupo alquilo contiene de alrededor de 11 a 16 átomos de carbono; propansulfonato de alquildimetilamonio e hidroxipropansulfonato de alquildimetilamonio en donde el grupo alquilo contiene de alrededor de 14 a 18 átomos de carbono y mezclas de los mismos. Agentes tensioactivos específicos preferidos para utilizarse en la presente incluyen: alquilbencensulfonato de C11-C13 de trietanolamonio, sulfonato de éter cocoalquilglicerílico de sodio; sulfonato de éter cocoalquilglicerílico de sodio; el producto de condensación de un alcohol graso de C12-C13 con alrededor de 3 moles de óxido de etileno; 3-(N,N-dimetil- N-cocoalquilamonio)-2-hidroxipropano-1 -sulfonato; 3-(N,N-dimetil-N- cocoalquilamonio)-propano-1 -sulfonato; y mezclas de los mismos.
Solventes orgánicos no acuosos no-agentes tensioactivos La fase líquida de las composiciones detergentes en la presente puede comprender uno o más solventes orgánicos no acuosos no agentes tensioactivos. Las composiciones detergentes de la presente invención contendrán de alrededor de 15% a aproximadamente 95%, más preferiblemente de alrededor de 30% a aproximadamente 70%, más preferiblemente de alrededor de 40% a aproximadamente 60% de un solvente orgánico. Dichos líquidos no acuosos no-agente tensioactivo preferiblemente son aquellos de una baja polaridad. Para los propósitos de esta invención, los líquidos de "baja polaridad" son aquellos que tienen poca, si no es que ninguna tendencia a disolver unos de los tipos preferidos de material en partículas utilizado en las composiciones en la presente, es decir, los agentes de blanqueo de peroxígeno, perborato de sodio o percarbonato de sodio. De este modo, los solventes relativamente polares tales como etanol preferiblemente no se utilizan. Los tipos adecuados de solventes de baja polaridad útiles en las composiciones detergentes líquidas no acuosas en la presente ¡ncluyen alquilenglicoles de C4-Cß no vecinales, éteres monoalquílicos inferiores de alquilenglicol, polietilenglicoles de bajo peso molecular, esteres metílicos de bajo peso molecular y amidas, y similares. Un tipo preferido de solvente de baja polaridad no acuoso para utilizarse en las composiciones de la presente comprenden los alquilenglicoles de cadena recta o ramificada de C4-C8 no vecinales. Materiales de este tipo
f¡f ¡§ ?te^íii??iii incluyen hexilenglicol (4-metil-2,4-pentanediol), 1 ,6-hexanodiol, 1,3-butílenglicol y 1 ,4-butilenglicol. Hexilenglicol es el más preferido. Otro tipo preferido de solvente de baja polaridad no acuoso para utilizarse en la presente comprende éteres monoalquílicos de de mono-, di-, tri-, o tretaalquilenglicol de C2-C3. Ejemplos específicos de dichos compuestos ¡ncluyen monobutiléter de dietilenglicol, monobutiléter de tetraetilenglicol, monoetiléter de dipropilenglicol y monobutiléter de dipropilenglicol. El monobutiléter de dietilenglicol, monobutiléter de dípropilenglicol y butoxi-propoxi-propanol (BPP) se prefieren especialmente. Los compuestos del tipo se han comercializado bajo los nombres comerciales Dowanol, Carbitol, y Cellosolve. Otro tipo preferido de solvente orgánico de baja polaridad, no acuoso útil en la presente comprende los polietilenglicoles de bajo peso molecular (PEG). Dichos materiales son aquellos que tienen pesos moleculares de al menos de alrededor de 150. Los PEG de peso molecular que oscila de alrededor de 200 a 600 se prefieren más. Aún otro tipo preferido de solvente no acuoso, no polar comprende esteres de metilo de bajo peso molecular. Dichos materiales son aquellos de la fórmula general R1-C(0)-OCH3 en donde R1 oscila de 1 a aproximadamente 18. Ejemplos de esteres de metilo de bajo peso molecular adecuados incluyen acetato de metilo, propionato de metilo, octanoato de metilo, y dodecanoato de metilo.
J- i. % i , . t.á¿mékí¿¡* ?^^M & t^^?a^aé^& ^^iß&j?i- El solvente(s) orgánico no acuoso, generalmente de baja polaridad, de no-agente tensioactivo empleado, debe, desde luego ser compatible y no reaccionar con otros componentes de la composición, por ejemplo blanqueadores y/o activadores, utilizados en las composiciones detergentes líquidas en la presente. Dicho componente de solvente preferiblemente se utiliza en una cantidad de alrededor de 1 % a 70% en peso de una fase líquida. Más preferiblemente, un solvente no acuoso, de baja polaridad, de no-agente tensioactivo comprenderá de alrededor de 10% a aproximadamente 60% en peso de la fase líquida estructurada, más preferiblemente de alrededor de 20% a 50% en peso, de una fase líquida estructurada de la composición. La utilización del solvente de no-agente tensioactivo en estas concentraciones en la fase líquida corresponde a una concentración de solvente de no-agente tensioactivo en la composición total de alrededor de 1% a 50% en peso, más preferiblemente de alrededor de 5% a 40% en peso, y más preferiblemente de alrededor de 10% a aproximadamente 30%, de la composición.
Quelatadores Las composiciones detergentes en la presente también contienen un agente quelatador que sirve para quelatar iones metálicos, por ejemplo, hierro y/o manganeso, dentro de las composiciones detergentes no acuosas en la presente. Las composiciones detergentes contendrán de alrededor de 0.1 % a aproximadamente 10%, más preferiblemente de alrededor de 0.5 a aproximadamente 5%, más preferiblemente de alrededor de 1% a aproximadamente 3% de un quelatador. Dichos agentes quelatadores de esta manera sirven para formar complejos con impurezas metálicas en la composición que de otra manera tenderían a desactivar los componentes de la composición tal como el agente de blanqueo de peroxígeno. Los agentes quelatadores útiles pueden incluir aminocarboxilatos, fosfonatos, aminofosfonatos, agentes quelatadores aromáticos sustituidos polifuncionalmente y mezclas de los mismos. Otros quelatadores adecuados se describen en la patente de E.U.A. Nos. 5,712,242, expedida el 27 de enero de 1998 a Aouad et al., que se incorpora en la presente por referencia. Los aminocarboxilatos útiles como agentes quelatadores opcionales incluyen hilendiamintetraacetatos, N-hidroxietil- etilendiamintriacetatos, nitrilotriaacetatos, etilen-diamintetrapropionatos, trietilentetraaminohexaacetatos, dietilentriaminpentaacetatos, etilendiamindisuccinatos y etanoldiglicinas. Las sales de metal alcalino de estos materiales se prefieren. Los aminofosfonatos también son adecuados para utilizarse como agentes quelatadores en las composiciones de la invención cuando al menos bajos niveles del fósforo total se permiten en las composiciones detergentes, e incluyen etilendiamintetraquis (metilen-fosfonatos) como DEQUEST. De preferencia, estos aminofosfonatos no contienen grupos alquilo o alquenilo con más de aproximadamente 6 átomos de carbono.
Los agentes quelatadores preferidos incluyen ácido hidroxi- etildifosfónico (HEDP), ácido dietilentriaminopentaácetico (DTPA), ácido etilendiaminodisuccínico (EDDS) y ácido dipicolínico (DPA) y sales de los mismos. El agente quelatador puede, desde luego, actuar también como un mejorador de detergencia durante el uso de composiciones en la presente, para el lavado/blanqueo de telas. El agente quelatador, si se emplea, puede comprender de aproximadamente 0.1% a 4% en peso de las composiciones de la presente. Más preferiblemente, el agente quelatador comprenderá de aproximadamente 0.2% a 2% en peso de las composiciones detergentes de la presente.
Bases de neutralización En una modalidad de esta invención, la forma acida de un agente tensioactivo reacciona con una base de neutralización. Cualquier base que neutralice adecuadamente la forma acida del agente tensioactivo es adecuada. Las bases de neutralización preferidas incluyen los carbonatos de metal alcalino, hidróxidos de metal alcalino y fosfatos de metal alcalino, por ejemplo, carbonato de sodio, hidróxido de sodio, polifosfato de sodio.
COMPONENTES OPCIONALES DE LA COMPOSICIÓN
Además de los componentes descritos anteriormente, las presentes composiciones detergentes pueden, y de preferencia contendrán
varios otros componentes opcionales. Dichos componentes opcionales se agregan a las composiciones detergentes en forma de soluciones acuosas diluidas.
(a) Meioradores de deterqencia orgánicos Otro tipo posible de material en partículas adicional que puede suspenderse en las composiciones detergentes líquidas no acuosas de la presente comprende un material mejorador de detergencia orgánico que sirve para contrarrestar los efectos del calcio, u otro ¡on, la dureza de agua encontrada durante el uso de lavandería/blanqueo de las composiciones de la presente. Ejemplos de dichos materiales ¡ncluyen el metal alcalino, citratos, succinatos, malonatos, ácidos grasos, carboximetilsuccinatos, carboxilatos, policarboxilatos y poliacetilcarboxilatos. Ejemplos específicos incluyen sales de sodio, potasio y litio de ácido oxidisuccínico, ácido melítico, ácidos bencenpolicarboxílicos y ácido cítrico. Otros ejemplos de agentes secuestrantes de tipo fosfonato orgánicos, como los que ha vendido Monsanto bajo el nombre comercial Dequest y alcanohidroxifosfonatos. Las sales de citrato son altamente preferidas. Otros mejoradores de detergencia orgánicos adecuados incluyen los polímeros de peso molecular más alto y copolímeros conocidos por tener propiedades mejoradoras de detergencia. Por ejemplo, dichos materiales incluyen ácido poliacríiico adecuado, ácido polimaleico, y copolímeros de ácido poliacrílico/polimaleico y sus sales, tales como las que vende BASF bajo
el nombre comercial SOKALAN™ que tienen un peso molecular que varía de aproximadamente 5,000 a 100,000. Otro tipo adecuado de mejorador de detergencia orgánico comprende las sales solubles en agua de ácidos grasos superiores, es decir, "jabones". Estos incluyen jabones de metal alcalino como las sales de sodio, potasio, amonio y alquilolamonio de ácidos grasos superiores que contienen de aproximadamente 8 aproximadamente 24 átomos de carbono, y de preferencia de aproximadamente 12 aproximadamente 18 átomos de carbono. Los jabones pueden elaborarse mediante la saponificación directa de grasas y aceites, o mediante la neutralización de ácidos grasos libres. Son particularmente útiles las sales de sodio y potasio de las mezclas de ácidos grasos derivados de aceite de coco y sebo, es decir, jabón de coco y sebo de sodio o potasio. Se utiliza todo o una parte del material en partículas adicional, los mejoradores de detergencia orgánicos insolubles pueden comprender generalmente de aproximadamente 2% a 20% en peso de las composiciones de la presente. Más preferiblemente, dicho material mejorador de detergencia puede comprender de aproximadamente 4% a 10% en peso de la composición.
(b) Meioradores de deteraencia inorgánicos Las composiciones detergentes de la presente también pueden contener opcionalmente uno o más tipos de mejoradores de detergencia
inorgánicos, más allá de aquellos que se nombraron anteriormente que también funcionan como fuentes de alcalinidad. Dichos mejoradores de detergencia inorgánicos opcionales pueden incluir, por ejemplo, aluminosilicatos como zeolitas. La zeolitas de aluminosilicato, y su uso como mejoradores de detergencia, se describen de manera más completa en Corkill et al., patente de E.U.A. No. 4,605,509; expedida el 12 de agosto de 1986, cuya descripción se incorpora en la presente como referencia. También los silicatos estratificados cristalinos, como los que se describen en esta patente de E.U.A. '509, también son adecuados para utilizarse en las composiciones detergentes de la presente. Si se utilizan, los mejoradores de detergencia inorgánicos opcionales pueden comprender de aproximadamente 2% a 15% en peso de las composiciones de la presente.
(c) Polímeros v/o copolímeros Los polímeros y copolímeros de la presente invención pueden elegirse a partir de una amplia variedad de polímeros orgánicos, algunos de los cuales también pueden funcionar como mejoradores de detergencia para mejorar la detergencia. Incluidos entre dichos polímeros pueden mencionarse carboxi(alquilo inferior)celulosas de sodio, (alquilo inferior)celulosas de sodio y hidroxi(alquilo inferior)celulosas de sodio, tales como carboximetilcelulosas de sodio, metilcelulosa de sodio e hidroxipropilcelulosa de sodio, alcoholes polivinílicos (los cuales con frecuencia también incluyen algunos acetatos de polivinilo), poliacrilamidas, poliacrilatos, poliaspartatos, polivinilpirrolidonas y
varios copolímeros, tales como los de los ácidos maleico y acrílico. Los pesos moleculares para dichos polímeros varían mucho, pero la mayoría se encuentran dentro de la escala de 2,000 a 100,000. Los mejoradores de detergencia de policarboxilato polímérico se describen en la patente de E.U.A. No. 3,308,067, Diehl, expedida el 7 de marzo de 1967. Dichos materiales incluyen las sales solubles en agua de homo y copolímeros de ácidos carboxílicos alifáticos, tales como ácido maleico, ácido itacónico, ácido mesacónico, ácido fumárico, ácido aconítico, ácido citracónico y ácido metilenmalónico. Se prefieren más para el uso en la presente invención los copolímeros de ácido maleico y acrílico que tienen un peso molecular de aproximadamente 2,000 a 100,000, carboximetilcelulosa y mezclas de los mismos. La concentración de las soluciones acuosas del polímero o copolímero no es importante en la presente invención. Sin embargo, es conveniente utilizar soluciones que se encuentren comercialmente disponibles. Otra clase adecuada de polímeros que es especialmente útil en los procedimientos de la presente invención, en donde se desea un aglomerado anhidro, son los polímeros líquidos anhidros, de preferencia polímeros líquidos anhidros catiónicos. Dichos polímeros líquidos anhidros son conocidos por los expertos en la técnica. Las soluciones acuosas que tienen una concentración de aproximadamente 5% a 60% del polímero o copolímeros, son adecuadas.
(d) Abrillantadores, supresores de espuma, v/o colorantes opcionales Las composiciones detergentes de la presente también pueden contener opcionalmente abrillantadores convencionales, supresores de espuma, catalizadores de blanqueo, colorantes y/o materiales de perfume. Dichos abrillantadores, supresores de espuma, aceites de silicón, catalizadores de blanqueo, colorantes y perfumes, deben, por supuesto, ser compatibles y no ser reactivos con los otros componentes de la composición en un ambiente no acuoso. Si están presentes, los abrillantadores, supresores de espuma, colorantes y/o perfumes, comprenderán normalmente de aproximadamente 0.0001% a 2% en peso de las composiciones de la presente. Los catalizadores de blanqueo adecuados ¡ncluyen los complejos con base de manganeso descritos en los documentos E.U.A. 5,246,621 , E.U.A. 5,244,594, E.U.A. 5,114,606 y E.U.A. 5,114,611. El siguiente ejemplo ¡lustra la presente invención, pero no pretende limitar o de otra forma definir su alcance. Todas las partes, porcentajes y relaciones que se utilizan aquí se expresan como porcentaje en peso de la composición, a menos que se especifique de otra forma.
EJEMPL0 1
Este procedimiento comprende dos pasos clave. En el primer paso, las materias primas en forma de soluciones acuosas se combinan en un
- , . ¿ §¡a¡g tamaño de lote típico de 1089.6 kg. En el segundo paso, el agua se retira del material de abastecimiento acuoso. En el paso de mezclado, a temperatura ambiente, un n-butoxipropoxipropanol (BPP) a una pureza mínima del 99% se añade a una solución acuosa activa al 50% de la sal de sodio de alquilbencensulfonato lineal (LAS). La solución se mezcla hasta que se ve homogénea. A continuación se añade una solución acuosa activa al 36.25% de un quelatador de ácido [S,S]-et¡lenediamino-N-N'-disuccínico (EDDS) y la solución resultante se mezcla hasta que se ve homogénea. El quelatador de EDDS se añade a los otros dos componentes a temperatura ambiente, y contienen un mínimo de 99% del isómero S,S del total de isómeros de EDDS y un mínimo del 95% del isómero S.S del total de las especies de aminoácido. Los detalles de la fórmula para la solución acuosa resultante se resumen a continuación.
CUADRO 1 Composición de las soluciones acuosas
El agua se retira de la mezcla acuosa en un evaporador de lámina delgada de agua agita de camisa de vapor de 0.5022 m2. La solución acuosa se bombea a una velocidad de 115 kg/hora al evaporador, operando una temperatura de 160°C y a una presión de 100 mm Hg. El producto sale del evaporador a una temperatura de 120°C con un contenido de humedad de 0.6%. Después el producto se enfría en un intercambiador de calor de placa y estructura a 35°C. Alrededor del 14% del BPP se evapora con el agua y el ATFE. La composición del producto seco remanente se muestra en el cuadro 2. El cuadro indica que LAB y Na2S04 están presentes en el producto seco. LAB es un alcohol de alquilbenceno lineal (LAB), y se extrae una reacción de suifonación que produce HLAS. El Na2S04 es un producto secundario de la reacción entre HLAS y NaOH que produce NaLAS.
CUADRO 2 Composición del producto seco
EJEMPLOS 2 a 6
En los siguientes ejemplos 2 a 6, se sulfonó alcohol graso para elaborar un ácido graso de C11-C13 de alquilbencensulfonato lineal ("HLAS") que tiene un estado completo y un valor ácido de 97 y 172.14 respectivamente. El ácido se neutralizó en un sistema de neutralización continua, como un lazo de neutralización disponible con Chemithon
lAt .A< i& ?te*k?*é**-JA Corporation, Seattle, Wash, USA en presencia de un solvente/portador orgánico como también un quelatador. El secado de la mezcla que sale del
lazo posteriormente se seca en un evaporador de lámina delgada de agua agitada ("ATFE") como el que suministra LCI Corporation, Charlotte, N.C.,
USA. Las composiciones detergentes resultantes producidas después se analizaron de la siguiente manera: en todos los ejemplos, se utilizó el análisis Karl Fischer para determinar la cantidad de agua residual. Se utilizó
reómetro giratorio, Cari-med, suministrado por TA Instruments, Delaware, USA para la medir la reología.
EJEMPLO 2
El HLAS se neutralizó con 50% de solución de NaOH mientras se co-añadía un solvente orgánico de n-butoxipropoxipropanol ("n-BPP") producido por Dow Chemical de Midland, Michigan y una solución al 37% de sal de sodio de ácido [S,S]-etilendiamino-N-N'-disuccínico ("NaEDDS").
Después de la neutralización la mezcla resultante comprendía, en una base en peso:
Ingrediente Cantidad (%)
NaLAS 46.8 BPP 31.44 NaEDDS 4.5 Agua 16 Componentes diversos El resto
La velocidad de flujo combinada de todos los componentes en el lazo de neutralización a temperatura ambiente fue 1.034 kg/min. La
temperatura de neutralización fue 37.2°C mientras que la temperatura de la
mezcla que salía del lazo fue de 35°C. La mezcla que salía del lazo fue una mezcla no newtoniana, como se muestra en la figura siguiente. También se
muestra una distribución de tamaño de partícula de la figura, según se midió por un analizador de tamaño de partícula Coulter LS. Posteriormente la mezcla se alimentó continuamente a una velocidad de 120gk/hr en un ATFE
de 0.279 m2 operando a 160°C y 95mmHg. El material seco resultante contenía 0.45% de agua y con un comportamiento de fluido newtoniano con una viscosidad de 15,000 cP a temperatura ambiente, según se midió con un reómetro giratorio. También se muestra una medición de distribución de tamaño de partícula del material seco.
EJEMPLO 3
HLAS se neutralizó con una solución de NaOH al 50% mientras se co-añadía BPP. Después de la neutralización la mezcla resultante
comprendía, en una base en peso:
Ingrediente Cantidad (%)
NaLAS 53.4 BPP 35.6 Agua 10 Componentes diversos El resto
t.t.J ÍfaIiJf l *»É*?*.-**lmJj*l?.» *Jtrmyfr IJ- iffJt-Hl-h La velocidad de flujo combinada de todos los componentes en el lazo de neutralización a temperatura ambiente, fue de 0.906kg/min. La temperatura de neutralización fue de 37.2°C, mientras que la temperatura de la mezcla que salía del lazo fue de 35°C. La mezcla que salía del lazo fue una mezcla no newtoniana, como se muestra en la figura a continuación. El material se mezcló adicionalmente en un tanque con una solución de NaEDDS para dar una composición similar a la del ejemplo anterior. La reología resultante también fue no newtoniana. También hay una cifra que muestra una distribución de tamaño de partícula según se midió por un analizador de tamaño de partícula Coulter LS. La mezcla después se alimentó continuamente a una velocidad de 137 kg/hr en un ATFE de 0.279 m2 operando a 160°C y 95mmHg. El material seco resultante contenía 0.77% de agua y se comportó como un fluido newtoniano con una viscosidad de 12,000 cP a temperatura ambiente, según se midió mediante un reómetro giratorio. También se muestra una medición de la distribución del tamaño de partícula del material seco.
EJEMPLO 4
HLAS se neutralizó con una solución de NaOH al 50% mientras se co-añadía BPP. Después de la neutralización la mezcla resultante comprendía, en una base en peso:
Ingrediente Cantidad (%) NaLAS 53.4 BPP 35.6 Agua 10 Componentes diversos El resto
La velocidad de flujo combinada de todos los componentes en el
lazo de neutralización a temperatura ambiente, fue de 0.906 kg/min. La temperatura de neutralización fue 37.2°C, mientras que la temperatura de la mezcla que salía del lazo fue de 35°C. La mezcla que salía del lazo fue no newtoniana según se muestra en la figura a continuación. También hay una
cifra que muestra una distribución de tamaño de partícula según se midió por medio de un analizador de tamaño de partícula Coulter LS. Posteriormente la mezcla se alimentó continuamente a una velocidad de 170 kg/hr en un ATFE de 0.279 m2 operando a 160°C y 95mmHg. El material seco resultante contenía 0.7% de agua y se comportó como un fluido newtoniano con una viscosidad de 10,000cP a temperatura ambiente, según se midió por un reómetro giratorio. También se muestra una medición de la distribución del
tamaño de partícula del material seco.
EJEMPLO 5
Se preparó una mezcla que comprendía, en una base en peso:
Ingrediente Cantidad (%)
NaLAS 32.7 BPP 50.8 NaDTPA 3.4 Agua 11.2 Componentes diversos El resto
Posteriormente la mezcla se alimentó continuamente a una velocidad de 156 kg/hr en un ATFE de 0.279 m2 operando a 156°C y presión atmosférica. El material seco resultante contenía 2.3% de agua.
EJEMPLO 6
Se preparó una mezcla que comprendía, en una base en peso:
Ingrediente Cantidad (%) NaLAS 34.8 BPP 54.2 NaEDDS 1.16 Agua 7.8 Componentes diversos El resto
153 kg de este material se cargaron en un tanque agitado en donde se secó a
100°C y 28 mmHg en lotes. El material seco resultante contenía 0.25% de agua.
>* sa> ift1ííitfr1*ia?fíaa*'«fc^¿^?a^ EJEMPLOS 7 a 10
A temperatura ambiente, BPP, a una pureza mínima del 99% se añade y se mezcla con una solución acuosa activa al 50% de sal de sodio del ácido graso de C? C?3 de NaLAS (CALSOFT™ L-50, de Pilot Chemical Co., Middletown, Ohio) ("LAS"). La solución se mezcla hasta que se ve homogénea. A continuación, una solución acuosa activa de quelatador de EDDS se añade a la mezcla acuosa, y la solución resultante se mezcla hasta que se ve homogénea. El quelatador de EDDS se añade a los otros dos componentes a temperatura ambiente, y contiene un mínimo de 99% del isómero S,S del total de los isómeros de EDDS, y un mínimo de 95% del isómero S,S del total de las especies de aminoácido. El agua se retira de la mezcla acuosa en un evaporador de lámina delgada de agua agitada de camisa de vapor de 0.5022 m2, como el que suministró la LCI Corporation, Charlotte, North Carolina. La solución acuosa se bombeó a una velocidad de 115 kg/hr al evaporador, operando a una temperatura de 160°C y una presión de 100 mm Hg. El producto sale del evaporador a una temperatura de 120°C con un contenido de humedad de 0.6%. Después el producto se enfría en un intercambiador de calor de placa y estructura a 35°C. Aproximadamente el 14% del BPP se evapora con el agua en el ATFE. La composición del producto seco restante comprende, en una base en peso:
EJEMPLO 7
Se preparó una mezcla que comprende, en una base en peso:
Ingrediente Cantidad (%) NaLAS 42 BPP 28 Agua 29 Componentes diversos El resto
Después la mezcla se alimentó continuamente a una velocidad de 217 kg/hr en un ATFE de 0.5115 m2, operando a 160°C y 102 mmHg. El material seco resultante contenía 0.47% de agua y tenía una viscosidad
Newtoniana de 4600cP.
EJEMPLO 8
Se preparó una mezcla que comprendía, en una base en peso:
Ingrediente Cantidad (%) NaLAS 36.23 BPP 24.15 NaEDDS 1.93 Agua 34.3 Componentes diversos El resto
La mezcla se alimentó después en forma continua a una velocidad de 130 kg/hr en un ATFE de 0.5115 m2 operando a 150°C y 100
iOéilfeiBÉ^B&S^ *• < A mmHg. El material seco resultante contenía 0.7% de agua y tenía una
viscosidad Newtoniana de 10,000cP
EJEMPLO 9
Una pasta altamente activa al 78% de la sal de sodio del ácido graso de C11-C13 de alquilbencensulfonato lineal (NaLAS) se mezcló con un solvente/portador orgánico, así como con un quelatador para formar la
siguiente mezcla, en una base en peso:
Ingrediente Cantidad (%)
NaLAS 44.7 BPP 29.8 NaEDDS 4.47 Agua 19 Componentes diversos El resto
La mezcla después se alimentó de manera continua a una velocidad de 56.7 kg/hr en un ATFE de 0.5115 m2 operando a 120°C y 34 mmHg. El material seco resultante contenía 0.31 % de agua y tenía una
viscosidad Newtoniana de 6400cP.
EJEMPL0 10
Una pasta altamente activa al 78% de sal de sodio del ácido graso de C11-C13 de alquilbencensulfonato lineal (NaLAS) se mezcló con un
solvente/portador orgánico, así como con un quelatador para formar la
siguiente mezcla, en una base en peso:
Ingrediente Cantidad (%)
NaLAS 41.6 BPP 32 NaEDDS 3.84 Agua 20 Componentes diversos El resto
Después se alimentó la mezcla de manera continua a una velocidad de 65 kg/hr en un ATFE de 0.5115 m2, operando a 140°C y 55
mmHg. El material seco resultante contenía 0.69% de agua y tenía una viscosidad Newtoniana de 2400cP.
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Claims (19)
1.- Un procedimiento para preparar una pasta de agente tensioactivo a base de solvente, que comprende los pasos de: A) formar una mezcla de agente tensioactivo acuosa mezclando, en peso de la mezcla: a) de aproximadamente 5% a aproximadamente 85% de un agente tensioactivo sulfonado aniónico; b) de aproximadamente 15% a aproximadamente 95% de un solvente orgánico; c) de aproximadamente 0.001 % a aproximadamente 40% de un quelatador; en donde la mezcla de agente tensioactivo acuoso tiene un contenido de agua de aproximadamente 5% a 80% en peso de la mezcla de agente tensioactivo acuoso, y la mezcla de agente tensioactivo acuoso es un fluido no-Newtoniano; B) secar al vacío la mezcla de agente tensioactivo acuosa para formar una pasta de agente tensioactivo a base de solvente que tenga un contenido de agua menor a 1% y que se encuentre en forma de un fluido Newtoniano que tenga una viscosidad sustancialmente constante dentro de la escala de 100 cp a 100000 cp, cuando se mide a una temperatura de 25°C y dentro de la escala de velocidad de esfuerzo cortante de aproximadamente 1s"1 a 1000 s"1.
2.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la mezcla de agente tensioactivo acuosa puede comprender también de aproximadamente 0.001% a aproximadamente 40% de otros aditivos seleccionados del grupo que consiste en blanqueador, activadores de blanqueo, reguladores de pH, mejoradores de detergencia, enzimas, blanqueadores, modificadores reológicos, polímeros y copolímeros, en donde los otros aditivos se proveen en forma de una solución acuosa.
3.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la mezcla de agente tensioactivo acuosa se seca en una columna evaporativa.
4.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de formar una mezcla de agente tensioactivo acuosa incluye mezclar de aproximadamente 0.001% a aproximadamente 40% de un compuesto de amonio cuaternario de hexametilendiamina etoxilada.
5.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de formar una mezcla de agente tensioactivo acuosa incluye mezclar de aproximadamente 0.001 % a aproximadamente 40% de otros aditivos seleccionados del grupo que comprende en blanqueador, activador de blanqueo, mejorador de detergencia, enzimas, agentes tensioactivos no iónicos, blanqueadores y polímeros.
6.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el solvente orgánico se selecciona de un grupo que consiste en alquilenglicoles, éteres dietil y dipropilenglicolmonobutílicos, éter glicolmonobutílicos, éteres monoetílicos, éteres monometílicos, éteres monopropílicos y éteres monobutílicos de propoxipropanol, polietilenglicoles fa¡0ttM8Éfr¡áHiH l?l- Jtf ííl *<ti?&á¡S ¡íMi*áh -á que tienen un peso molecular de por lo menos aproximadamente 150, acetato de metilo, metilpropionato, metiloctanoato, metildodecanoato y mezclas de los mismos.
7.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el quelatador se selecciona del grupo que consiste en aminocarboxilatos, fosfonatos, aminofosfonatos, agentes quelatadores aromáticos polifuncionalmente sustituidos y mezclas de los mismos.
8.- Un procedimiento para preparar una pasta de agente tensioactivo a base de solvente que comprende los pasos de: A) formar una mezcla neutralizada mediante un lazo de neutralización continuo, la mezcla neutralizada tiene una composición que comprende: a) una fórmula acida de un agente tensioactivo sulfonado aniónico y una base presente en una relación molar de aproximadamente 1 :1 a aproximadamente 9:1 ; b) un solvente orgánico; y c) un quelatador; en donde la mezcla neutralizada tiene un contenido de agua de aproximadamente 5% a aproximadamente 50% en peso de la mezcla neutralizada y es un fluido no Newtoniano; B) recircular una primera porción de la mezcla neutralizada; C) retirar una segunda porción de la mezcla neutralizada a partir del lazo de neutralización continua; D) secar la segunda porción de la mezcla neutralizada al vacío para formar la pasta de agente tensioactivo a base de solvente que tiene un contenido de agua de aproximadamente 0.2% a aproximadamente 10% y que se encuentra en forma de un fluido Newtoniano, que tiene una viscosidad sustancialmente *»*A?jfe¿ltÍiiÉt?¡r «¿a F: ji.inA constante en la escala de 100 cP a 100000 cP cuando se mide a una terrfperatura de 25°C y dentro de la escala de velocidad de esfuerzo cortante de aproximadamente 1 s"1 a 1000 s"1.
9.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, 5 caracterizado además porque la mezcla neutralizada también comprende otros aditivos seleccionados del grupo que comprende blanqueador, activador de blanqueo, reguladores de pH, mejoradores de detergencia, enzimas, agentes tensioactivos no ¡ónicos, blanqueadores, modificadores reológicos, * polímeros y copolímeros, en donde los otros aditivos se proveen en forma de 10 una solución acuosa que tiene un contenido de agua de aproximadamente 5% a aproximadamente 50% en peso de la mezcla neutralizada.
10.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la segunda porción de la mezcla neutralizada se seca en una columna evaporativa. 15
11.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la forma acida de un agente tensioactivo * aniónico se selecciona a partir de un grupo que consiste en ácido alquilbencensulfónico lineal, ácido alquiletoxisulfónico, ácido alquilpolialcoxilato sulfónico, ácido alquilsufónico de sebo y ácido 20 alquilsulfónico.
12.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el solvente orgánico se selecciona del grupo que consiste en alquilenglicoles, éteres dietil y dipropilenglicolmonobutílícos, ÍA¿tA. *¿ ?*? .i..* I ÍJM, ltUá,iiAéáJ¡?i?? .jsJMfeía . éter gllcolmonobutílico, éteres monoetil-, monometil-, monopropil- y monobutílicos de propoxipropanol y mezclas de los mismos, polietilenglicoles que tienen un peso molecular de por lo menos aproximadamente 150, acetato de metilo, metilpropionato, metiloctanoato y metildodecanoato.
13.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el quelatador se selecciona del grupo que consiste en aminocarboxilatos, fosfonatos, aminofosfonatos, agentes quelatadores aromáticos polifuncionalmente sustituidos y mezclas de los mismos.
14.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque después del paso C se añade un solvente orgánico adicional a la mezcla neutralizada, de manera que después de la adición del solvente orgánico adicional a la mezcla neutralizada tiene un contenido de agua de aproximadamente 5% a aproximadamente 50% en peso de la mezcla neutralizada.
15.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque después del paso C se añade un quelatador adicional a la mezcla neutralizada, de manera que después de la adición del quelatador adicional la mezcla neutralizada tiene un contenido de agua de aproximadamente 5% a aproximadamente 50% en peso de la mezcla neutralizada.
16.- Un procedimiento para secar ingredientes detergentes que comprende los pasos de: A) formar una mezcla de ingrediente detergente acuosa mezclando, en peso de la mezcla en donde la mezcla de ingrediente detergente acuosa tiene un contenido de agua de aproximadamente 5% a aproximadamente 80% en peso de la mezcla de ingrediente detergente acuosa; B) secar la mezcla de ingrediente detergente acuosa utilizando un evaporador de lámina delgada de agua agitada.
17.- Un procedimiento para convertir líquidos newtonianos en líquidos no newtonianos, que comprende los pasos de: A) formar una mezcla de líquido newtoniano acuoso; y B) secar dicha mezcla utilizando un evaporador de lámina delgada de agua agitada (ATFE) de manera que se produzca un líquido no newtoniano.
18.- Un procedimiento para convertir líquidos no newtonianos en líquidos newtonianos que comprende los pasos de: A) formar una mezcla de líquido no newtoniano acuoso; y B) secar dicha mezcla utilizando un evaporador de lámina delgada de agua agitada (ATFE) de manera que se produzca un líquido newtoniano.
19.- Un procedimiento para preparar aglomerados anhidros, que comprende los pasos de: A) producir un aglutinante; B) secar dicho aglutinante utilizando un evaporador de lámina delgada de agua agitada; y C) combinar dicho aglutinante seco con polvos de manera que se produzca un aglomerado. *m -. , , ltll » ^?t^matíM^ í^ .i¿a^ i^4iu??m^fáii
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