PT89983B - Processo para a preparacao de uma composicao corante fotoactivadora para utilizacao em detergentes - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO
DA
PATENTE DE INVENÇÃO
N.° 89 983
THE PROCTER & GAMBLE COMPANY, norte-america na, (Estado de Ohio), com sede em One Procter & Gamble Plaza, Cincinnati, Ohio 45202, Estados Unidos da América e DANOCHEMO A/S , dinamarquesa, com sede em DK-2750 BALLERUP, Dinamarca.
” PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA COMPOSI ÇÃO CORANTE FOTOACTIVADORA PARA UTILIZA ÇÃO EM DETERGENTES .
INVENTORES:
Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883. Reino Unido em 14 de Março de 1988, sob 88-06016.
o na
INP1. MOQ 113 RF 16732
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-RESUM0PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO CORANTE FOTOACTIVADORA PARA UTILIZAÇÃO EM DETERGENTES presente invento refere-se a um processo para a preparação de uma composição corante fotoactivadora para utilização em detergentes, constituída por microcápsulas de corante activador encapsulado.
invento refere-se também a uma composição detergente que contém as referidas partículas.
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Descrição do objecto do invento que
THE PROCTER & GAMBLE COMPANY, norte-americana, (Estado de Ohio), industrial, com sede em One Procter & Gamble Plaza, Cincinnati, Ohio 45202, Estados Unidos da América; e DANOCHEMO A/S, dinamarquesa, industrial, com sede em DK-2750 BALLERUP, Dinamarca, pretendem obter em Portugal para PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO CORANTE FOTOACTIVADORA PARA UTILIZAÇÃO EM DETERGENTES
O presente invento refere-se a um processo para a preparação de uma composição corante fotoactivadora que é particularmente apropriada para utilização em detergentes, e a uma composição detergente que compreende a referida composição fotoactivadora.
A especificação da patente de invenção norte-americana US 3.927.967 descreve a utilização de corantes fotoactivadores como corantes ftalocianina para inclusão em detergentes. Esses corantes fotoactivadores podem absorver radiação electromagnética na faixa de luz visível e libertar os quanta de energia absorvida numa forma que proporciona acção de branqueamento em tecidos. Crê-se que os quanta de energia formam oxigénio singular que é oxidantemente activo. Alguns fotoactivadores, como ftalocianina sulfonato de zinco (ZPS) e ftalocianina sulfonato de alumínio (APS), encontraram aplicação comercial em composiçoes detergentes granulares.
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No entanto, quando são utilizados em composições detergentes, os corantes ftalocianina têm alguns inconvenientes que até hoje ainda não foram eliminados de maneira apropriada. Um desses inconvenientes é que as partículas em que os corantes são incorporados não se dissolvem com rapidez suficiente quando entram em contacto com água, para evitar as manchas de corante. Esse contacto tem probabilidade de acontecer em particular em situações de lavagem manual, ou quando se emprega um aparelho distribuidor que está colocado no tambor de uma máquina de lavar, juntamente com o vestuário; as manchas podem até formar-se quando a composição detergente que contém o corante é distribuída a partir do distribuidor de máquina de uma máquina de lavar europeia típica.
Tentou-se aspergir uma solução do corante sobre grânulos de detergente secos por aspersão, mas verificou-se que os grânulos assim tratados não se dissolvem com rapidez suficiente para evitar a formaçao de manchas no tecido. A tendência actual vai para grânulos detergentes mais densos que são portadores ainda menos apropriados para o corante.
A melhor via para aadiçao de corante fotoactivador conhecida até ao presente compreende a aspersão de uma solução de corante sobre grânulos de pequena densidade, que são subsequentemente misturados a seco com os grânulos de base da composição detergente. Embora estes grânulos com pequena densidade se dissolvam mais rapidamente do que os grânulos de base, nao se dissolvem com rapidez suficiente para impedir a formação de manchas de corante nos tecidos em diversas condições de lavagem.
A presente invenção refere-se a corantes ftalocianina para utilização em detergentes, caracterizados por os corantes serem encapsulados num material de encapsulação que se
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Case CM 271M dissolve rapidamente em água fria. Preferivelmente, o material de encapsulação não se dissolve em agente tensio-activo nao iónico.
Os corantes ftalocianina preferidos são ftalocianina sulfonato de zinco (ZPS) e ftalocianina sulfonato de alumínio (APS).
Os materiais de encapsulação preferidos incluem gelatina, em particular gelatinas com pouca fluorescência, e misturas de gelatina e açúcar.
presente invento refere-se também a um processo para a preparação de composições fotoactivadoras encapsuladas, que compreende as fases de
1. dissolução do corante fotoactivador num meio aquoso
2. mistura da solução de corante fotoactivador numa solução aquosa do material de encapsulação
3. transformação da mistura então obtida em goticulas com uma dimensão média não superior a 500 mícrons
4. redução do conteúdo de humidade das referidas partículas para um valor entre 2% e 12% em peso.
A invenção refere-se ainda a composiçoes detergentes granulares que contêm corantes ftalocianina encapsulados.
A composição corante fotoactivadora de acordo com o presente)invento compreende microcápsulas de uma solução sólida de um corante fotoactivador solúvel na água (soluto) num material de encapsulação (dissolvente) que se dissolve
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Case CM 271M rapidamente em água fria, microcápsulas estas que compreendem em peso das cápsulas,
a.) desde 1% até 60% do corante fotoactivador, preferivelmente desde 1% até 40%,
b) desde 38% até 97% do material de encapsulaçao, e
c) desde 2% até 12% de água, preferivelmente desde 2% até 5%.
termo microcápsulas significa cápsulas que têm uma dimensão de partículas média não superior a 500 mícrons e, preferivelmaite, uma gama de dimensão de partículas média desde 50 mícrons até 450 mícrons.
A fim de avaliar a possibilidade de um material se dissolver rapidamente em água fria, pode fazer-se a seguinte experiência:
Utiliza-se um aparelho de dissolução Sotax AT6, no qual a velocidade de agitação está regulada para 150 r.p.m., utilizando as barras agitadoras de pá. Despejam-se 1.000 ml de amortecedor com pH 9,5 em cada proveta de policarbonato, e mantém-se a 202C. Adicionam-se 0,05 g de material à solução de amortecedor. Mantendo em agitação nas condições especificadas, retiram-se da solução porções de 3 ml com intervalos de 15 segundos durante 2 minutos; mede-se a absorvência de cada uma das porções em 669 nm. De acordo com esta experiência, os materiais apropriados têm o perfil de dissolução seguinte:
> 80% | dissolvido | em | 30 | segundos |
>95% | dissolvido | em | 60 | segund os |
100% | dissolvido | em | 120 | segundos. |
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Preferivelmente, o material de encapsulação da composição corante fdtoactivadora não se dissolve em agentes tensio-activos não iónicos.
De facto, as composições detergentes modernas contêm quase invariavelmente agentes tensio-activos não iónicos, tipicamente em proporções desde 1% até 12%. Em muitíssimos casos, este agente tensio-activo nao iónico é aspergido sobre os grânulos de base da composição detergente. Durante o armazenamento, o detergente não iónico migra livremente através do grosso da composição detergente, em particular se o agente tensio-activo nao iónico for líquido à temperatura de armazenamento.
Visto que os corantes ftalocianina são muito solúveis em agentes tensio-activos não iónicos, estes corantes migram também e ficam absorvidos aos grânulos de base, em vez de aos grânulos com pequena densidade. 0 aspecto da composição detergente torna-se bastante desagradável, em consequência disto. Por outro.lado, a dissolução do corante fica associada com a dissolução dos grânulos de base, em vez de com a dissolução muito mais rápida dos grânulos com pequena densidade .
A insolubilidade dos materiais de encapsulação em agente tensio-activo nao iónico, conforme necessário na presente, pode ser avaliada na seguinte experiência:
adicionam-se 0,05 g do material de encapsulação a ml de Dobanol 45 Εγ a 4O2C (Dobanol 45 Εγ é um condensado de óxido de etileno álcool alquílico; é predominantemente álcool primário ^4/^5 linear com uma média de 7 grupos óxido de etileno).
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Miantém-se a temperatura a 40* C durante 1 hora.
A dissolução é medida pela absorvência em 669 nm e, de acordo com esta medida, não deve haver nenhum indício de dissolução ao fim de 1 hora.
Os exemplos de fotoactivadores solúveis em água apropriados incluem easina, rosa de Bengala, fluorescina, clorofila, porfirina isenta de metal e complexos de ião metal polivalente de ftalocianina sulfonada, especialmente quando está isenta de ftalocianina não sulfonada.
Exemplos apropriados de iões metal polivalentes são, entre outros, Zn^+, Al^+, Mn^+, etc. Corantes fotoactivadores preferidos são ftalocianina sulfonato de zinco (ZPS), ftalocianina sulfonato de alumínio (APS) e misturas destes. Estes corantes estão à venda no mercado na forma dos sais de sódio.
Num forma de realização preferida, as microcápsulas compreendem desde 5% até 30% em peso do corante fotoactivador.
Os exemplos de materiais de encapsulação apropriados incluem gelatina, gelatina hidrolisada, hidratos de carbono formadores de película. Os materiais de encapsulação preferidos são gelatina hidrolizada e hidratos de carbono formadores de película, incluindo dextrina e goma arábica.
A composição corante fotoactivadora descrita acima pode ser preparada por um processo que compreende:
(1) dissolução do corante fotoactivador num meio aquoso, (2) mistura da solução de corante fotoactivador com uma solução aquosa do material de encapsulação,
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Case CM 271M (3) transformação da mistura assim obtida em gotículas com uma dimensão média de partículas não superior a 500 mícrons, e (4) redução do conteúdo de humidade das referidas partículas para um valor entre 2% e 12% em peso, para formar uma solução sólida do corante fotoactivador no material de encapsulação.
material de encapsulação deve ter preferivelmente um peso molecular substancialmente maior do que o do corante fotoactivador. Assim, se a dimensão das moléculas do corante fotoactivador for menor do que cerca de 0,6 da do material de encapsulação, obter-se-à uma solução sólida intersticial extensa, isto é, uma solução sólida na qual as moléculas dissolvidas ocupam o espaço intersticial do entrançado dissolvente.
A formação de uma solução sólida intersticial deste género parece contribuir de maneira substancial para uma libertação rápida do corante fotoactivador numa forma finamente dispersa quando as cápsulas entram em contacto com água.
A transformaçao da mistura em gotículas e a redução do conteúdo de humidade das gotículas efectuam-se de preferência de acordo com uma técnica de secagem por aspersão.
Numa forma de realização preferida ao processo do presente invento, a mistura é seca por aspersao a uma temperatura elevada inferior a 1002C, enquanto se introduz um pó fino na zona de secagem por aspersão, conforme explicado na especificação da patente de invenção norte-americana US 2.756.177. 0 pó fino pode ser silicato ou amido de milho finamente dividido, preferivelmante amido de milho finamente dividido.
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Noutra forma de realização preferida, a mistura é seca por aspersão a uma temperatura superior a 100QC.
Numa forma de realização preferida, pode adicionar-se açúcar (sacarose) ou xarope de glucose ã mistura que vai ser seca por aspersão, a fim de diminuir a viscosidade da mistura, sendo a proporção em peso de material de encapsulação de pelo menos 35:65, preferivelmente 50:50.
De preferência, incorpora-se na mistura que vai ser seca por aspersão um óleo, por exemplo óleo de coco, na forma de emulsão. A presença do óleo facilita a formação de gotículas quando a mistura é seca por aspersão, e podem empregar-se quantidades desde 3% até 20% em peso, preferível mente 5% a 10% em peso; a quantidade de óleo mais preferida é 5% em peso.
conteúdo de matéria seca da mistura qua vai ser seca por aspersão pode variar entre limites muito afastados, mas é preferível manter a viscosidade na gama desde 70 cp até 200 cp a 602C.
As composições detergentes de acordo com o presente invento contêm preferivelmente a composição corante fotoacti vadora descrita acima numa quatidade desde 2 p.p.m. até 1.000 p.p.m. do corante fotoactivador puro em peso da composição detergente.
A composição detergente contém também ingredientes detergentes típicos, por exemplo agentes tensio-activos orgânicos, engrossadores de detergente, aditivos de detergentes convencionais, etc.. Os agentes tensio-activos orgânicos podem estar presentes em proporções desde 1% até 60% da composição total.
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As composiçoes detergentes preferidas sao as que contêm desde 1% até 12%, preferivelmente desde 3% até 10%, de um agente tensio-activo não iónico.
agente tensio-activo não iónico preferido compreende preferivelmente uma mistura de álcoois alcoxilados que têm a fórmula R(R'0)x0H, na qual R é hidrocarbilo que contém desde 12 até 20 átomos de carbono, R’0 representa um grupo alquilo, preferivelmente um grupo etoxi e x varia desde 4 até 12.
invento vai ser agora descrito de maneira mais pormenorizada, com referência aos exemplos que se seguem.
EXEMPLOS
Exemplo I
Adicionaram-se 3.240 g de gelatina (intensidade de fluorescência 0) e 3,240 g de açúcar a uma solução de 1.300 g de ftalocianina sulfonato de zinco em 5.200 g de água, mantendo em agitação. Na solução assim obtida emulsionaram-se 650 g de óleo de coco.
conteúdo debateria seca da mistura assim preparada foi de cerca de 60%, sendo cerca de 16% ftalocianina sulfonato de zinco, e a viscosidade foi de 96 cp a 55^0.
A mistura foi seca por aspersão numa torre de secagem por aspersão, enquanto se introduz na torre amido de milho na forma de uma composição pulverizada.
A mistura foi introduzida com um débito de 2 1/min. e a temperatura da zona de secagem por aspersão foi de cerca de 70sC.
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Case CM 271M produto final (aproximadamente 9.200 g) foi peneirado e a fracção de malha 30 - malha 120 (ASTM) foi recolhida e analisada. A fracção recolhida continha 14,1% de ftalocianina sulfonato de zinco e o diâmetro médio de partícula era de cerca de 350 mícrons.
Exemplo 2
Dissolveram-se 2.388 g de gelatina em 2.135 g de água por meio de agitação e aquecimento até uma temperatura de aproximadamente 6020. Adicionou-se uma solução de 126 g de hidróxido de sódio em 215 g de água, mantendo em agitação, à solução de gelatina a uma temperatura de 6020. Depois de manter em agitação durante 20 min. a 60sC, adicionaram-se 135 g de ácido sulfúrico concentrado (96%) e ajustou-se o valor do pH para cerca de 5,5. Misturaram 900 g da solução assim obtida (|gelatina hidrolisadat) com uma solução de 100 g de ftalocianina sulfonato de zinco em 1.150 g de água, 450 g de xarope de glucose seco por aspersão (fMonsweet(R)1924I) e 50 g de óleo de coco, mantendo em agitação a 552C. Depois de o coco ter sido emulsionado no meio aquoso, adicionou-se mais uma quantidade de 700 g de água. 0 conteúdo de matéria seca da mistura assim obtida era de aproximadamente 30%, sendo 10% constituídos por ftalocianina sulfonato de zinco. A viscosidade da mistura era de cerca de 50 cp a 60sC. A mistura foi seca por aspersão numa torre de secagem por aspersão, com uma temperatura de entrada de 240sC e uma temperatura de saída de 972C.
produto seco por aspersão (cerca de 900 g) foi peneirado e a fracção de peneira com uma dimensão de partículas menor do que malha 100 (ASTM) foi recolhida.
Esta fracção continha 9,7% de ftalocianina sulfonato de zinco e a dimensão de partículas média era de cerca de
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mícrons.
Exemplo 5
Adicionaram-se 1060 g de goma arábica e 1010 g de açúcar (sacarose) a uma solução de 1375 g de ftalocianina sulfonato de zinco em 1850 g de água, mantendo em agitação. Emulsionaram-se 138 g de óleo de coco na solução assim obtida.
conteúdo de matéria seca da mistura assim preparada foi de cerca de 45%, sendo 11,4% ftalocianina sulfonato de zinco e a viscosidade foi de 108 cp a 57-0.
A mistura foi seca por aspersão numa torre de secagem por aspersão, enquanto se introduzia simultaneamente amido de milho na referida torre na forma de composição pulverizada.
Introduziu-se a mistura com um debito de 1,5 1/min. e a temperatura da zona de secagem por aspersao foi de cerca de 659C.
produto final (cerca de 3500 g) foi peneirado e a fracção de malha 30 - malha 170 (ASTM) foi recolhida e analisada.
A fracção recolhida continha 8,2% de ftalocianina sulfonato de zinco e o diâmetro de partículas médio foi de aproximadamente 250 mícrons.
Exemplo 4
Adicionaram-se 1060 g de gelatina (intensidade de fluorescência 0) e 1010 g de açúcar (sacarose) a uma soluçãc
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Case OM 271M de 1250 g de ftalocianina sulfonato de alumínio em 850 g de água, mantendo em agitação. Emulsionaram-se 138 g de óleo de coco na solução assim obtida.
conteúdo de matéria seca da mistura assim preparada era de cerca de 53%, sendo cerca de 6,3% ftalocianina sulfonato de alumínio, e a viscosidade foi de 106 cp a 582c.
A mistura foi seca por aspersão numa torre de secagem por aspersão, enquanto se introduzia simultaneamente amido de milho na referida torre, na forma de uma composição pulverizada.
A mistura foi introduzida com um débito de 1,5 1/min. e a temperatura da zona de secagem por aspersão foi de cerca de 705 c.
produto final (cerca de 2800 g) foi peneirado e a fracção malha 30 - malha 170 (ASTOM) foi recolhida e analisada. A fracção recolhida continha 5,2% de ftalocianina sulfonato de alumínio.
Exemplo 5
Adicionaram-se 1060 g de goma arábica e 1010 g de xarope de glucose seco por aspersão (Monsweet (R) 1924) a uma solução de 1250 g de ftalocianina sulfonato de alumínio em 2350 g de água, mantendo em agitação. Emulsionaram-se 138 g de óleo de coco na solução assim obtida.
conteúdo de matéria seca da mistura assim preparada foi de cerca de 40%, sendo cerca de 6,3% ftalocianina sulfonato de alumínio e a viscosidade foi de 104 cp a 582c.
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Case CM ^7lM
A mistura foi seca por aspersao numa torre de secagem por aspersao, enquanto se introduzia simultaneamente nesta torre amido de milho na forma de uma composição pulverizada.
Introduziu-se a mistura com um débito de 1,5 1/min. e a temperatura da zona de secagem por aspersão foi de cerca de 705C.
produto final (cerca de 3100 g) foi peneirado e a fracção malha 30 - malha 170 (ASTM) foi recolhida e analisada. A fracçao recolhida continha 4,2% de ftaiocianina sulfonato de alumínio.
Exemplo 6
Preparou-se uma composição detergente granular que tinha a composição seguinte.
Ingrediente %
alquil sulfato de sebo | k,4 |
alquil benzeno sulfonato linear | 5,6 |
polímero 2,0 | |
silicato | 8,0 |
tripolifosfato de sódio | 21,0 |
perborato de sódio | 15,0 |
não iónico (Dobanol 45E7) | 5,0 |
enzima (protease) | 0,8 |
TAED 2,0 | |
ftaiocianina sulfonato de zinco* | 0,03 |
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Case CM 271M pequenas quantidades (branqueador óptico, quelantes, CMC, perfume, compressor de espuma); sais inorgânicos (sulfato de sódio, carbonato de sódio, sulfato de magnésio); e água
RSSTANTS como encapsulados em gelatina de fluorescência zero, conteúdo de ZPS das cápsulas 3,4%. Dimensão de partículas das cápsulas 150-450 mícrons; adicionaram-se 0,88%, para dar um conteúdo de ZPS de 0,03 na composição detergente.
deposito do primeiro pedido para o invento acima descrito foi efectuado no Reino Unido em 14 de Março de 1988
Claims (14)
- -REIVINDICAÇÕSS1^.- Processo para a preparação de uma composição corante fotoactivadora que compreende microcápsulas de uma dispersão sólida de um corante fotoactivador solúvel na água num material encapsulante que é rapidamente solúvel na água, caracterizado por as referidas cápsulas compreenderem, por peso das cápsulas,a) desde 1% até 60% do corante fotoactivador,b) desde 38% até 97% do material encapsulante, ec) desde 2% até 12% de água.-1460.744Case CM 271M z-’13 v, . ffÍ í
- 2^.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material encapsulado ser insolúvel em agentes tensio-activos não iónicos.
- 3-.- Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por a referida composição ter uma gama de dimensão de partículas média desde 50 mícrons até 450 mícrons.
- 4^.- Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o corante fotoactivador ser um ião metal polivalente complexo de ftalocianina sulfonada.
- 5^.- Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o corante fotoactivador ser ftalocianina de zinco, ftalocianina sulfonato de alumínio, ou uma mistura dos mesmos.
- 6ã.- Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 2 a 5, caracterizado por o material encapsulado ser escolhido entre gelatina hidrolisada e hidratos de carbono formadores de película incluindo dextrina e goma arábica.
- 7^.- Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por as microcápsulas compreenderem desde 1% até 40% em peso do corante fotoactivador.
- 8ê.- Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a referida composição conter também sacarose ou xarope de glucose, sendo a proporção em peso de material encapsulante para sacarose ou xarope de glucose de 35:65 pelo menos, preferivelmente 50:50.
- 9ê.~ Processo para a preparação da composição fotoactivadora de acordo com as reivindicações 1 ou2, caracterizado por compreender as fases:(1) dissolução do corante fotoactivador num meio aquoso, (2) mistura da solução de corante fotoactivador com uma solução aquosa do material encapsulante,-1560.744Case CM 271M ii!(3) transformação da mistura assim obtida em gotículas com uma dimensão de partículas média não superior a 500 mícrons, e (4) redução do conteúdo de humidade das referidas partículas para um valor entre 2% e 12% em peso para formar uma solução sólida do corante fotoactivador no material encapsulante.
- 10®.- Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a transformação da mistura em gotículas e a redução do conteúdo de humidade das referidas gotículas serem efectuadas por meio de secagem por aspersão.115,- processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a secagem por aspersão ser efectuada a uma temperatura inferior a 100SC enquanto se introduz um pó fino na zona de secagem por aspersão.125.- processo de acordo mm a reivindicação 9, caracterizado por a secagem por aspersão ser efectuada a uma temperatura superior a 100SC.
- 13-·“ Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 9 a 12, caracterizado por serem adicionadas sacarose ou glucose â mistura do corante fotoactivador com o material encapsulante.145.- Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 9 a 13, caracterizado por ser emulsionado um óleo na mistura do corante fotoactivador com o material encapsulante .
- 15®.- Processo para a preparaçao de uma composição detergente que compreendea) um agente tensio-activob) composição corante fotoactivadora de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 6, estando presente-1660.744Gase CM 271M o corante fotoactivador puro numa quantidade de 2 ppm até 1.000 ppm da composição totalc) sendo o restante constituído por ingredientes de detergentes convencionais.
- 16^.- Processo para a preparação de uma composição detergente de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a referida composição compreender desde 1% até 12% de agente tensio-activo não iónico.
- 17ê.- Processo para a preparação de uma composição detergente de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o agente tensio-activo compreender uma mistura de álcoois alcoxilados com a fórmula R(R'O)xOH na qual R é hidrocarbilo com 12 a 20 átomos de carbono, R'0 representa um grupo alcoxi e X varia desde 4 até 12.
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