PT871698E - Processo para a producao de detergentes sob a forma de comprimidos a fractura - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE DETERGENTES SOB A FORMA DE COMPRIMIDOS RESISTENTES À FRACTURA" A presente invenção refere-se a um processo para a produção de comprimidos detergentes resistentes à ffactura, especialmente para serem usados na lavagem mecânica da loiça, tanto na área industrial como doméstica.

Os agentes detergentes em pó, granulados ou comprimidos, para a lavagem da loiça em máquinas de lavar loiça consistem substancialmente em tripolifosfato de sódio, silicatos de metais alcalinos, na maioria dos casos, metassilicatos de metais alcalinos e, conforme o caso, de um agente tensioactivo não iónico de fraca espuma, bem como de agentes descolorantes, nomeadamente combinações que dissociam cloro activo mas, de preferência, que libertam oxigénio activo numa solução aquosa. Servem principalmente para facilitar a remoção de manchas de chá, de café ou de sumos de frutos. A produção dos produtos conhecidos faz-se em geral segundo processos habituais de produção, tais como mistura, granulação e/ou compressão subsequente.

De acordo com a patente francesa 1 472 680 produziram-se comprimidos em discos, por simples mistura dos componentes conhecidas do produto detergente, adicionando um agente auxiliar, não especialmente descrito, para a produção de comprimidos e com a aplicação de uma pressão de compressão de cerca de 70 a 1000 kg/cm2 (7 a 100 Mpa).

Os comprimidos do tipo acima indicado também são descritos na patente alemã 28 57 001. São também produzidas misturas dos componentes, por simples compressão, aplicando pressão. Como agentes auxiliares para a produção, mencionam-se agentes antigripantes, lubrificantes ou explosivos, tais como sais de estearato insolúveis, ácidos -jft gordos, alcoóis gordos, goma, polietilenoglicol, Aerosil , ácido silícico coloidal, alginatos, Veegum(R), açúcar, gelatina e zeólitas.

Através da patente DE 3 315 950 é conhecido um processo para a produção de comprimidos detergentes por hidratação parcial de tripolifosfato de sódio anidro em tripolifosfato de sódio hexahidrato, mistura do hidrato parcial com silicato de sódio substancialmente anidro (Na20 : S1O2 = 1 : 1 até 1 : 4), aspersão da mistura com água ou solução aquosa de silicato, granulação por agitação com cristalização subsequente completa, em que, conforme o caso, se podem adicionar outros componentes do produto detergente, agentes de branqueamento ou enzimas, acetato de sódio e/ou dicálciofosfacto dihidrato como meio auxiliar de produzir comprimidos, e compressão subsequente da mistura, com uma pressão superior a 70 kg/cm2 (7 Mpa). A patente DE 4 229 650 AI revela que se obtêm comprimidos detergente para a lavagem mecânica da loiça com boa resistência à fractura e alta velocidade de dissolução, se os componentes com reacção alcalina forem, em primeiro lugar, granulados e, depois, adicionando meios auxiliares para a produção de comprimidos, eventualmente em mistura com outros componentes, comprimidos com pressões •y superiores a 70 kg/cm" (7 Mpa) e se se utilizar metassilicato de sódio pentahidrato e/ou metassilicato de sódio nonahidrato como meio auxiliar para a produção. Através da aplicação deste meio auxiliar consegue-se uma solubilidade especialmente boa, possibilitando, assim, a utilização, tanto em máquinas de lavar loiça industriais, como em máquinas domésticas. A compressão e a resultante densidade dos comprimidos é, por isso, sempre determinada pelo compromisso necessário entre a resistência à fractura e a velocidade de dissolução dos comprimidos. Factores importantes que frequentemente influenciam estas características são, além da natureza dos componentes, os agentes apropriados auxiliares de produção, cuja tarefa é possibilitar tecnicamente a produção dos comprimidos e que copcorrem substancialmente para a obtenção dos requisitos exigidos aos comprimidos pela técnica de aplicação.

Foi agora descoberto que se pode abdicar da fase de granulação dos componentes singulares do comprimido de reacção alcalina obtendo-se, todavia, comprimidos de fácil dissolução resistentes à fractura, se se aplicar pentatrisfosfato de sódio com um alto conteúdo de fase I. A presente invenção, por isso, refere-se a um processo para a produção de comprimidos detergentes alcalinos, resistentes à fractura, apropriados para a utilização em máquinas de lavar loiça, de pentatrifosfato de metal alcalino, de silicatos de metais alcalinos, que eventualmente podem conter água de cristalização, bem como, se necessário, carbonato de metal alcalino, agentes de branqueamento, inibidores de espuma e/ou enzimas e agentes tensioactivos não iónicos, caracterizada pelo facto de misturarem, de uma forma em si conhecida, 15 a 60, de preferência 25 a 50% em peso, de pentatrifosfato de metal alcalino com uma parte de 20 a 100% em peso, de preferência 35 a 80% em peso e, especialmente, 40 a 60% em peso de fase I, 35 a 80, de preferência 40 a 55% em peso de metalsilicato de metal alcalino contendo eventualmente água de cristalização, calculado como Na2 S1O3, e eventualmente até 20% em peso carbonato de sódio, até 18, de preferência 1 a 10% em peso de um agente descolorante, até 3, de preferência 1 a 2% em peso de óleo de parafina, e/ou até 3% em peso de um agente tensioactivo não iónico com fraca espuma, sendo a mistura comprimida com a aplicação de pressões superiores a 7 Mpa. Não é necessária a introdução de um agente especial auxiliar de produção de comprimidos.

Em “Phosphorus and its compounds“, volume 1 (1958), páginas 651/52 de Wazer menciona-se a solubilidade extremamente boa de tripolifosfato da fase I em água. Menciona-se, além disso, que a dissolução de tripolifosfatos em água se realiza com um desenvolvimento considerável de calor.

Na patente DE-AS-1191509 (1962) revela-se que comprimidos de detergente contendo tripolifosfato se dissolvem bem na água se 0 tripolifosfato for apresentado substancialmente com modificação de cristais I. 4 4

Em “Sabões, Óleos, Gorduras, Ceras“ 91_ (1965), página 321, revela-se que nos processos de produção de comprimidos na área de produtos detergentes de lavagem e limpeza podem ser aplicados, com sucesso, os tripolifosfatos de fase I.

Através da patente US-PS-3 417 024 (1968) são conhecidos comprimidos detergentes que, dependendo do grau de dissolução desejado, podem conter tripolifosfato de fase I ou de fase II.

Através da patente DE-OS 14 67 624 (1969) são conhecidos detergentes de limpeza e lavagem em pó, obtidos por simples mistura, com um alto teor de fase I, que conduzem ao habitual bom comportamento de solubilidade. É, por isso, conhecida a produção comprimidos detergentes à base de tripolifosfato de sódio, de componentes individuais misturados e a utilização, de preferência, de maiores percentagens de tripolifosfato de sódio de fase I. Em todos os casos estava em causa o melhoramento do comportamento da solubilidade dos respectivos produtos. No entanto, este problema é dominado pelo teor de água de hidratação do metassilicato de metal alcalino. Era, no entanto, importante a resistência dos comprimidos à fractura. Indicações orientadoras a este respeito não podem ser deduzidas do actual estado da técnica. Mas, justamente é de especial importância a resistência à fractura porque os comprimidos fazem parte das matérias perigosas devido à sua elevada alcalinidade. Os comprimidos são empacotados, para uso industrial, em sacos e, durante o transporte e utilização, podem facilmente partir-se ou desgastar-se por atrito. O perigo potencial aumenta quando em pó. É aplicado pentatrifosfato de sódio como pentatrifosfato de metal alcalino com uma percentagem de fase I de 20 a 100% em peso, de preferência 35 a 80% em peso e, especialmente, 40 a 60% do peso. Em primeiro lugar também se obtêm comprimidos resistentes à fractura com menos pentafosfato de sódio de fase I, não se tendo verificado, no entanto, um aumento de resistência à fractura durante a armazenagem, como é o caso quando se utilizam teores mais elevados de fase I do pentatrifosfato de sódio, e a solubilidade destes comprimidos era pouco satisfactória.

Aplica-se metassilicato de sódio numa quantidade de 35 a 80, de preferência 40 a 55% em peso, calculado como NaaSiOs, preponderantemente sob forma levemente granulada, isento de água de cristalização, com teores de água residual de, no máximo, até 5% em peso, de preferência 3 +/- 1% em peso. Podem ser aplicados sob forma do seu penta- e/ou nonahidrato, cerca de 3 a 15, de preferência 4 a 12% do peso, calculado como combinação anidra. Assim, a solubilidade dos comprimidos pode ser comandada conforme desejado. Prefere-se metassilicato de sódio pentahidrato por causa da sua maior alcalinidade. Somente metassilicatos contendo água de cristalização diluiriam demais o conteúdo de substâncias activas dos comprimidos. Adicionalmente pode ser utilizado carbonato de sódio, por causa das melhores características de decomposição, de preferência em forma compacta, disponível no comércio. A quantidade de aditivo facultativo de agentes tensioactivos não-iónicos, de preferência com espuma fraca que aumentam a capacidade de limpeza, comporta em até 3% em peso, de preferência 0,5 a 2,5% em peso uma vez que, caso contrário, na aplicação dos comprimidos em máquinas de lavar loiça em combinação com a sujidade da loiça, pode fazer surgir uma espumação indesejada que obrigaria à adição de um inibidor de espuma.

Como agentes tensioactivos não iónicos de fraca espuma servem os produtos de etoxilação de alcoóis de cadeia longa e alquilo fenólicos conhecidos em que, para a redução da tendência à espuma, o* grupo isento de hidróxido de polipropilenoglicoléter residual é substituído por grupos de éter ou acetal, ou polipropilenoglicoléter residual. São especialmente apropriados alcoóis gordos de polietilenoglicoléter, cujos grupos isentos de hidróxido são eterizados com um n-alquilo(n-residual alquilo) (por exemplo metil-, etil, propil-, butil-, pentil-) tornando-se assim especialmente resistentes à alcalinidade. Apropriados são também os polímeros em bloco de óxido etilénico com óxido de polipropileno. Preferem-se os agentes tensioactivos facilmente biodegradáveis.

Como agentes de branqueamento interessam, de preferência, até 18, de preferência 1 a 10% em peso de combinações que dissociam oxigénio activo como perboratos e percarbonatos, de preferência, em combinação com agentes activadores de 6 ι; /; ϋ descoloração, como por exemplo, tetraacetiletilenodiamina (TAED) ou tetraacetilglicoluril (TAGU) ou perácidos ou seus sais, por exemplo o sal de magnésio do ácido monoperftálico. Mas também podem ser aplicadas combinações que dissociam cloro activo, tais como sais de ácidos cianúricos substituídos por cloro, especialmente o próprio ácido de tricloroisocianúrico puro. Conforme o caso, estes são adicionados por mistura em quantidades de 0,5 a 3, de preferência 1 a 2% em peso, em relação à mistura a ser comprimida.

Desde que não sejam misturados agentes de branqueamento de cloro activo para melhor a capacidade de limpeza, podem ser aplicadas adicionalmente enzimas, de preferência amilases e/ou proteases e/ou lipases e/ou cutinases em quantidades de 0,2 a 5, de preferência 0,5 a 3% em peso. E conveniente um ingrediente aglutinante em pó com até 3, de preferência 1 a 2% em peso de óleo de parafina, isolado ou em conjunto com agentes tensioactivos não iónicos.

Adicionalmente, para melhorar a aparência exterior dos detergentes, uma parte do granulado isenta de agentes descolorantes pode ser tingida com corantes resistentes a agentes descolorantes ou pigmentos de tinta, como por exemplo, cianinaftálico e em seguida, eventualmente em conjunto com os agentes de branqueamento, podem ser integrados por mistura. Também podem ser adicionados agentes aromáticos já conhecidos, com efeitos bactericidas e agentes de suspensão da sujidade, inibidores de espuma e de corrosão. A mistura dos componentes do produto detergente é efectuada nos equipamentos de mistura já conhecidos, como por exemplo num misturador Lõdige.

Para a compressão são utilizadas, de preferência, ferramentas de compressão cuja superfície da matriz é revestida com um plástico. Não aparecem resíduos agarrados às ferramentas. Os comprimidos obtidos decompõe-se sem problemas, mesmo quando aplicados após armazenagem prolongada. 7

São apropriadas para a compressão da mistura essencialmente todas as prensas excêntricas ou rotativas conhecidas, que podem ser utilizadas para a produção de comprimidos com um diâmetro de cerca de 1,0 centímetros ou mais. Com uma mistura predefinida, a pressão de compressão deve ser de tal maneira forte que, imediatamente na produção se obtenham comprimidos resistentes à fractura, que não possam ficar danificados durante o seu fabrico, embalagem e transporte e, mesmo com as altas exigências de resistência à fractura, se dissolvem rapidamente quando utilizados. Este resultado óptimo é alcançado pelos especialistas na técnica através de experiências rotineiras. A densidade dos comprimidos é assim -utilizando uma mistura predefinida-uma consequência da pressão aplicada. Na compressão dos componentes dos comprimidos de acordo com a invenção revelou-se ideal uma pressão de 10 a 80, de preferência 20 a 65 Mpa.

Os comprimidos obtidos por este processo apresentam uma densidade média de 1,3 a 1,9 g/cm3 e possuem, além de uma grande resistência à quebra, uma estrutura porosa regular com grande superfície interior. Por isso, numa utilização em máquinas de lavar loiça decompõe-se de forma especialmente rápida.

Exemplo

Exemplo 1:

I

Num misturador Lõdige misturaram-se 39,0% em peso metassilicato de sódio isento de água e 29,0% em peso de tripolifosfato de sódio com um conteúdo de 40% fase I com 7,0% em peso de carbonato de sódio compacto, isento de água, com 1,0% em peso de agente anti-espumante (DEA-WAX®-DLW 5419), 7,0% em peso de perborato de sódio monohidrato, 16,0% em peso metassilicato de sódio pentahidrato e 1,0% em peso Plurafac® LF 403 (alcoxilato linear de álcool gordo da sociedade BASF). O peso por litro da mistura é de 1000 gramas. Com um funil introduziram-se continuamente 40 gramas desta mistura numa perfuração circular de matriz de uma máquina de produção de comprimidos excêntrica, do tipo ΕΚ - IV da Companhia Korsch. e foram comprimidos com uma força de cerca de 40 kN para comprimidos com um diâmetro de 38 milímetros e cerca de 23 milímetros de altura. A resistência à fractura, após a produção, foi de 208 N, e após um dia >485 N. O tempo de dissolução foi de 2,3 minutos após um dia, e de 3,2 minutos após 7 dias.

Os comprimidos eram de estrutura regular e de grande estabilidade. Para a análise da sua velocidade de dissolução, os comprimidos foram movimentados para cima e para baixo num cesto-peneira num litro de água da torneira de 16° d a 50° C durante o tempo necessário para que ficassem dissolvidos (teste de imersão).

Quando os comprimidos são utilizados em máquinas industriais de lavar loiça, podem ser introduzidos à mão na água do tanque, ou através de um aparelho automático de dosagem de detergente. Como a solução detergente é directamente aplicada, era necessário, especialmente aqui, uma rápida dissolução dos comprimidos. A solução detergente foi utilizada em vários processos de lavagem, ocorrendo uma diluição contínua com água fresca e, conseguentemente,. devia fazer-se, de tempos a tempos, uma dosagem posterior com novos comprimidos rapidamente solúveis.

Num outro ensaio, além da adição manual dos comprimidos, a dosagem foi experimentada numa máquina industrial de lavar loiça (máquina de passagem por uma caixa) através de um aparelho de dosagem de enxaguamento, no qual foram depositados 2 quilos destes comprimidos de fácil dissolução no depósito em forma de peneira. Estes foram dissolvidos por aspersão com água sobre os comprimidos soltos, e o detergente foi levado até à frota de lavagem até se alcançar a concentração necessária. A quantidade de dosagem foi regulada pela condutibilidade. O Quadro seguinte mostra através dos exemplos 1 e 2, que representam as composições de acordo com a invenção, a acentuada vantagem destes comprimidos, em comparação com as dos exemplos la e 2a que representam ensaios comparativos onde se trabalhou com pentatrifosfato de sódio, não exactamente definido, com cerca de 20% em peso de percentagem de fase I. Como se pode ver, a solubilidade dos comprimidos com elevada percentagem de fase I aumentou de acordo com as expectativas, não sendo esperado, no entanto, o melhoramento extraordinário da resistência à fractura dos comprimidos que já se registava após um dia de armazenagem.

Quadro

Exemplo 1 la 2 2a Tripolifosfato N % - 29 - 40,1 Tripolifosfato N 40 % 29 - 40,1 - Na2SiC>3 % - - 47,4 47,4 Na2Si03 + 5% humidade residual % 39 39 39 - _ Na2Si03 5H20 % 16 16 - - Na2Si03 · 9 H20 % - - 10 10 Soda condensada % 7 7 - _ Perborato monohidrato % 7 7 - _ Acido tricloroisocianúrico % - - 1,0 1,0 DEA-WAX 1 1 Óleo de parafina % - - 1,5 1,5 Plurafac LF 403 1 1 - - Peso do comprimido em gramas 40 40 35 35 Diâmetro do comprimido em milímetros 38 38 38 38 Densidade do comprimido g/cmJ 1,55 1,56 1,76 1,81 Força de pressão KN 40 53 65 80 Resistência à quebra Após a produção N 208 214 150 140 Após 1 dia N 485 250 460 260 * Tempo de dissolução em minutos 2,3 >7 5 >7 (1 dia após a produção) Resíduos após 7 minutos % 38 _ 70 Produção: Prensa excêntrica X X Prensa rotativa - - X X

Lisboa, -7 2ooo/^— JLu L-

Dr. Américo da Silva Carvalho Acero OA·.· ?' A .·· %!ric! R. Castiiro, L-. a.vS:'; LISBOA TôicTS. 2 tai ooJ 1 2lo 8‘j4 61o 1

Teste de solubilidade: teste de imerão em água de 50° C Na tabela respresentam:

Tripolifosfato N: produto modificado com cerca de 20% de teor de fase I

Tripolifosfato N40: tripolifosfato com 40% em peso de teor de fase I DEA® WAX L 5419: Inibidor de espuma Plurafac® LF 403: álcool gordo alcolxilato linear da BASF

Claims (3)

1. ti

   REI VINDICA Ç Õ E S 1. Processo para a produção de comprimidos detergentes alcalinos, resistentes à fractura, apropriados para a utilização em máquinas de lavar loiça, constituídos por pentatrifosfato de metal alcalino, silicatos de metais alcalinos que podem, eventualmente, conter água de cristalização, bem como, conforme o caso, carbonatos de metais alcalinos, agentes de branqueamento, inibidores de espuma e/ou de enzimas e agentes tensioactivos não iónicos, caracterizado pelo facto de se misturarem, de uma maneira em princípio conhecida, 15 a 60, de preferência 25 a 50% em peso de pentatrifosfato de metal alcalino com uma percentagem de 20 a 100 procento em peso, de preferência 35 a 80% em peso, e especialmente 40 a 60% em peso fase I, 35 a 80, de preferência 40 a 55% em peso, conforme o caso, de silicato de metal alcalino, eventualmente contendo água de cristalização, calculado como Na2 S1O3 e, conforme o caso, até 20% em peso carbonato de sódio, até 18, de preferência 1 a 10% em peso de um agente de branqueamento, até 3, de preferência 1 a 2% em peso de óleo de parafina e/ou até 3% em peso de um agente tensioactivo não iónico com fraca espuma, e por se comprimir a mistura aplicando pressões de compressão superiores a 7 Mpa.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de, aquando do processo de mistura dos ingredientes, se adicionar a quantidade necessária de activadores de branqueamento, em caso de utilização de agentes de branqueamento à base de oxigénio activo.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se substituírem 3 a 15, de preferência 4 a 12% em peso da ffacção de metassilicato de sódio anidro pelo seu penta- e/ou pelo seu nonahidrato. Lisboa, -7JUL. 2000 Dr. Américo da Sllv?. Carvalho AgsnlsOrió!;/· P;-': Λ-ϊώΐίποΙ R. CasSnc, PP ; 3- ,·. Pii l SS0A Telefs. 2ió£5i ias -21SS54S13 —!— d* U