PT915959E

PT915959E - Preparacao de aglomerados de detergente de baixa densidade contendo silica

Info

Publication number: PT915959E
Application number: PT97934909T
Authority: PT
Inventors: Paul Amaat France; Steven Barrett Rogers; James Peyton Hutchins
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 2002-03-28
Also published as: DE69709746T2; EP0915959A1; BR9710559A; ID17634A; ATE209248T1; EP0915959B1; CN1230981A; ZA976616B; AU3796697A; GR3037079T3; ES2163792T3; AR008784A1; WO1998004670A1; CN1120229C; DE69709746D1; DK0915959T3

Description

DESCRIÇÃO

PREPARAÇÃO DE AGLOMERADOS DE DETERGENTE DE BAIXA DENSIDADE

CONTENDO SÍLICA

ÂMBITO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se na generalidade a um processo para a produção de uma composição detergente de baixa densidade. Mais particularmente, a invenção é dirigida a um processo durante o qual são produzidos aglomerados de detergente de baixa densidade alimentando um percursor líquido de ácido de um agente tensioactivo e um material de partida seco incluindo um material de sílica e um agente de neutralização a um misturador de alta velocidade seguido de um equipamento de secagem. O processo produz uma composição detergente de baixa densidade de fluxo livre que pode ser vendida comercialmente como uma composição de detergente não compacto convencional ou usada como um aditivo num produto detergente “compacto” de baixa dosagem.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Recentemente, tem havido interesse considerável dentro da indústria dos detergentes pelos detergentes para a roupa que sejam “compactos” e por consequência, possuam baixos volumes de dosagem. Para facilitar a produção destes assim designados por detergentes de baixa dosagem, muitas tentativas têm sido feitas para produzir detergentes de elevada densidade, por exemplo com uma densidade de 600 g/l ou superior. Os detergentes de baixa dosagem encontram actualmente elevada procura uma vez que poupam recursos e podem ser vendidos em embalagens pequenas que são mais convenientes para os consumidores. Contudo, a extensão a que os produtos detergentes modernos precisam de ser “compactados” na sua essência permanece por identificar. De facto, muitos consumidores, em especial nos países em vias de desenvolvimento, continuam a preferir os detergentes de elevada dosagem nas respectivas operações de lavagem de roupa. Por consequência, existe uma necessidade na técnica de produção de composições detergentes modernas de flexibilidade na densidade da composição final. 1

Na generalidade, existem dois tipos primários de processos através dos quais grânulos ou pós de detergentes poderão ser preparados. O primeiro tipo de processo envolve a secagem por vaporização de uma lama de detergente aquoso numa torre de secagem por vaporização para produzir grânulos de detergente altamente porosos. No segundo tipo de processos, as diferentes componentes de detergente são secas por mistura após o que são aglomeradas com um aglomerante tal como um agente tensioactivo não iónico ou aniónico. Em ambos os processos, os factores mais importantes que governam a densidade dos grânulos de detergente resultantes são a densidade, a forma, a porosidade e a área superficial dos vários materiais de partida e a respectiva composição química. Estes parâmetros, contudo, podem ser variados apenas dentro de uma gama limitada. Por consequência, a flexibilidade da densidade substancial pode ser atingida apenas por passos adicionais de processamento que conduzam a densidades mais baixas de dos grânulos de detergentes. Têm havido várias tentativas na técnica para proporcionar processos que aumentem a densidade dos grânulos ou pós de detergente. Atenção em particular tem sido dada à densificação de grânulos secos por vaporização através de tratamentos posteriores à torre. Por exemplo, uma tentativa envolve um processo em descontínuo no qual pós de detergente secos por vaporização ou granulados contendo tripolifosfato de sódio e sulfato de sódio são densificados e a sua forma ajustada à esférica num Marumerizer®. Este equipamento compreende uma mesa substancialmente horizontal, rugosa e rotativa posicionada dentro e na base de um cilindro substancialmente vertical e de paredes lisas. Este processo contudo, é essencialmente um processo em descontínuo e é por consequência menos apropriado à produção em larga escala de detergentes em pó. Mais recentemente, outras tentativas têm sido feitas para proporcionar um processo contínuo para o aumento da densidade dos grânulos de detergente secos posteriormente à torre ou através de vaporização. Tipicamente, tais processos requerem um primeiro equipamento que aumenta a densidade dos grânulos pulverizados por aglomeração. Enquanto que estes processos atingem o desejado aumento da densidade através do tratamento ou da densificação dos referidos grânulos secos “posteriormente à torre” ou por vaporização, eles não proporcionam um processo que possua a flexibilidade de proporcionar grânulos dc densidades mais baixas.

Adicionalmente, todos os processos anteriormente mencionados são dirigidos primariamente ao aumento da densidade ou outro processamento dos grânulos secos por 2 vaporização. Actualmente, as quantidades relativas e os tipos dos materiais sujeitos aos processos de secagem através de vaporização na produção de grânulos de detergente têm sido limitados. Por exemplo, tem sido difícil obter níveis elevados de agente tensioactivo na composição resultante de detergente, uma propriedade que facilita a produção de detergentes de uma forma mais eficiente. Por consequência, seria desejável possuir um processo através do qual as composições de detergente pudessem ser produzidas sem se encarar as limitações impostas pelas técnicas convencionais de secagem por vaporização.

Neste ponto, a técnica está também repleta de descrições de processos que englobam a aglomeração de composições detergentes. Por exemplo, tentativas têm sido feitas de juntar aglomerantes de detergentes misturando silicatos na forma de zeólitos e/ou silicatos em camadas num misturador para formar aglomerados de fluxo livre. Enquanto que tais tentativas sugerem que o respectivo processo possa ser usado para produzir aglomerados de detergentes, eles não proporcionam um mecanismo através do qual os materiais de partida de detergentes na forma de pastas, líquidos ou materiais secos possam ser efectivamente aglomerados para formar aglomerados de detergente estaladiços de fluxo livre possuindo baixas densidades.

Em concordância, existe uma necessidade na técnica de encontrar um processo para a produção contínua de composições detergentes de baixa densidade directamente a partir de ingredientes detergentes. Em adição, mantém-se uma necessidade de um tal processo que seja mais eficiente, flexível e económico para facilitar a produção em larga escala de detergentes de níveis de dosagem baixos bem como elevados.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

As seguintes referências são dirigidas ao aumento da densidade de grânulos secos por vaporização: Appel et al, Patente n.8 5.133.924 dos EUA (Lever); Appel et al, Patente n.s 5.164.108 dos EUA (Lever); Borlotti et al, Patente n.8 5.160.657 dos EUA (Lever); Johnson et al, Patente Britânica n.a 1.517.713 (Unilever); e Curtis, Pedido de Patente Europeia n.e 451.894. As seguintes referências são dirigidas à produção de detergentes por aglomeração: Beerse et al, Patente n.s 5.108.646 dos EUA (Procter & Gamble); Capeei et 3 al, Patente n.8 5.366.652 dos EUA (Procter & Gamble); Hollingsworth et al, Pedido de Patente Europeia n.8 351.937 (Unilever); e Swatling et al, Patente n.8 5.205.958 dos EUA.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção responde às necessidades da técnica acima mencionadas ao proporcionar um processo que produz uma composição detergente de baixa densidade (inferior a 500 g/l) directamente a partir de materiais de partida tais como um ácido líquido percursor de agente tensioactivo e ingredientes detergentes secos. Os ingredientes secos incluem um material de sílica que em última análise é aglomerado de uma maneira que ele faz parte de ou está nas próprias partículas do aglomerado em vez de “revestidas” na superfície externa dos aglomerados. De forma inesperada, isto proporciona uma composição de aglomerado de baixa densidade possuindo propriedades físicas melhoradas. Este processo não utiliza as convencionais torres de secagem por vaporização actualmente usadas e é por consequência mais eficiente, económico e flexível no que se refere à variedade de composições de detergente que possam ser produzidas no processo. Adicionalmente, o processo vai mais ao encontro das preocupações ambientais na medida em que não utiliza as torres de secagem através de vaporização que tipicamente emitem partículas e compostos orgânicos voláteis para a atmosfera.

Tal como aqui utilizado o termo “aglomerados” refere-se às partículas formadas por aglomeração dos grânulos ou partículas de detergente que tipicamente possuem um tamanho médio de partícula inferior ao dos aglomerados formados. Todas as percentagens aqui utilizadas são expressas em “percentagem por peso” a não ser que especificamente referido em contrário. Todos os valores de viscosidade aqui descritas são medidas a 70 8C e a tensões de corte entre cerca de 10 e 50 seg'1, de preferência a 25 seg'1.

Em concordância com um aspecto da invenção, é proporcionado um processo para a preparação de aglomerados de detergente de baixa densidade possuindo uma densidade de menos de 500 g/l. O processo compreende os passos de: (a) aglomeração de um ácido líquido percursor de um agente tensioactivo detergente e de um material detergente de partida seco num misturador de alta velocidade para obter aglomerados de detergente, em que o referido material detergente de partida inclui um material de sílica e um material 4 inorgânico alcalino; e (b) secagem dos referidos aglomerados de detergente por modo a formar a referida composição de detergente possuindo uma densidade inferior a 500 g/l.

Em concordância com outro aspecto da invenção, é proporcionado um outro processo para a preparação de aglomerados de detergente de baixa densidade possuindo uma densidade de menos de 500 g/l. O processo compreende os passos de: (a) aglomeração de um percursor líquido de ácido de um agente tensioactivo detergente e de um material detergente de partida seco num misturador de alta velocidade para obter aglomerados de detergente, em que o referido material detergente de partida inclui um material inorgânico alcalino e um material de sílica fumada; (b) mistura dos referidos aglomerados de detergente num misturador de velocidade moderada para aglomerar mais ainda os referidos aglomerados de detergente; e (c) secagem dos referidos aglomerados de detergente por modo a formar a referida composição de detergente de baixa densidade possuindo uma densidade inferior a 500 g/l. A composição de detergente de baixa densidade preparada através de qualquer das incorporações dos processos aqui descritos também é proporcionada.

Em concordância, é um objectivo da presente invenção proporcionar um processo para a produção contínua de uma composição detergente de baixa densidade directamente a partir de ingredientes detergentes de partida. É também um objectivo da presente invenção proporcionar um processo que seja mais eficiente, flexível e económico para facilitar a produção em larga escala de detergentes de baixo bem como de elevado nível de dosagem. Estes e outros objectivos, propriedades e vantagens da presente invenção serão evidentes aos peritos na técnica a partir da leitura da descrição detalhada da forma de realização preferível seguinte e das reivindicações em anexo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA FORMA DE REALIZAÇÃO PREFERÍVEL A presente invenção é dirigida a um processo que produz aglomerados de detergente de baixa densidade e de fluxo livre possuindo uma densidade inferior a 500 g/l, de preferência entre 350 g/l e 500 g/l. O processo produz aglomerados de detergente de baixa densidade a partir de um percursor ácido líquido de um agente tensioactivo detergente, tipicamente de um agente tensioactivo. Falando de uma forma geral, o processo presente é usado na produção de detergentes de dosagem normal em oposição aos detergentes de dosagem baixa em que os aglomerados detergentes resultantes 5 podem ser usados como um detergente ou como um aditivo de detergente. Deverá ser compreendido que o processo aqui descrito pode ser contínuo ou descontínuo dependendo da aplicação desejada.

Processo

No primeiro passo do processo, os materiais detergentes de partida são alimentados a um misturador para aglomeração. Para obter a densidade desejada inferior a 500 gfl, o passo de aglomeração é levado a cabo inicialmente num misturador de alta velocidade após o que um misturador de velocidade moderada se poderá seguir se for desejada uma aglomeração superior. Os materiais detergentes de partida incluem de preferência um percursor de ácido de um agente tensioactivo líquido, de preferência de um agente tensioactivo aniónico, e um material detergente seco incluindo a sílica e um material inorgânico alcalino, cujos componentes são descritos de forma mais completa a partir daqui. Os materiais detergentes de partida são aglomerados na presença de um material de sílica tal como descrito mais extensivamente abaixo para produzir partículas aglomeradas possuindo a desejada baixa densidade. Neste âmbito, o processo em causa inclui de preferência a mistura de entre 1% e 20%, mais preferentemente entre 3% e 10% e mais preferentemente entre 3% e 5%, em peso de um material de sílica no misturador de alta velocidade. O material inorgânico alcalino é incluído para servir como um agente de neutralização in situ para o percursor de ácido no misturador de alta velocidade. A quantidade relativa de material alcalino pode variar uma vez que deverá se encontrar presente numa quantidade suficiente para neutralizar o percursor de ácido. A natureza e a composição dos materiais detergentes à entrada ou de partida e dos ingredientes adjuntos opcionais podem variar tal como descrito em detalhe a partir daqui.

Foi inesperadamente verificado que tendo a sílica no aglomerado em vez de a ter como agente de revestimento, pode ser formado um aglomerado de baixa densidade. Este facto é contrário ao esperado uma vez que usando sílica como um agente de revestimento por forma a que se deposite na superfície externa das partículas de aglomerado irá aumentar ou elevar a sua densidade. Contudo, tal como demostrado pela presente invenção de processo, a sílica dentro das partículas aglomeradas diminui a densidade tal como desejado para a produção de uma composição aglomerada de baixa densidade. Ao mesmo tempo que não pretende estar limitado pela teoria, acredita-se que a sílica quando sujeita a aglomeração com um agente tensioactivo e a um posterior passo de secagem 6 forma um estrutura oca “semelhante a um dedo" dentro das partículas individuais de aglomerado, aumentando assim o espaço vazio interno em cada partícula de aglomerado. Isto, claro está, resulta em mais aglomerados porosos possuindo uma densidade relativamente baixa. O outro passo essencial no processo envolve a secagem dos aglomerados à saída do misturador de alta velocidade ou de velocidade moderada se este for opcionalmente usado. Isto pode ser completado numa vasta gama de equipamentos incluindo mas não estando limitado a secadores de leito fluidizado. O passo de secagem salienta as propriedades de livre fluxo dos aglomerados e facilita as características físicas “fofas” e “esponjosas” dos aglomerados resultantes. Em concordância, tem que ocorrer uma secagem suficiente por forma a produzir os aglomerados de baixa densidade. A este respeito, a temperatura de secagem utilizada seja em que equipamento de secagem for irá encontrar-se de preferência entre os 50 °C e os 300 °C, mais preferentemente entre os 80 °C e os 250 °C, e mais preferentemente, entre os 100 °C e os 250 °C.

De preferência o tempo médio de residência dos materiais detergentes de partida no misturador de alta velocidade (por exemplo, Lodige Recycler CB 30 ou outro equipamento similar) está entre 2 e 45 segundos enquanto que o tempo de residência no misturar opcional de velocidade baixa ou moderada (por exemplo, Lodige Recycler KM 300 “Ploughshare” ou outro equipamento similar) se encontra entre 0,5 e 15 minutos.

Os aglomerados de detergente produzidos através deste processo de preferência possuem um nível de agente tensioactivo de entre 20% e 55%, mais preferentemente entre 35% e 55% e, mais preferentemente entre 45% e 55%. A porosidade da partícula dos aglomerados detergentes resultantes produzidos de acordo com o processo desta invenção encontra-se de preferência na gama entre 5% e 50%, mais preferentemente a cerca de 25%. Em adição, um atributo dos aglomerados densos ou densificados é o tamanho relativo de particula. O presente processo proporciona tipicamente aglomerados de detergente possuindo um tamanho médio de partícula de entre 20 μίτι e 1000 μηη, e mais preferentemente entre 400 μηη e 600 μηη. Tal como aqui utilizado, a frase “tamanho médio de partícula” refere-se aos aglomerados individuais e não às partículas individuais dos grânulos de detergente. Da porosidade e dos tamanhos de partícula acima referenciados resulta em aglomerados possuindo valores de densidade inferiores a 500 g/l. Tal propriedade é especialmente útil na produção de detergentes para a roupa 7 possuindo níveis de dosagem variáveis bem como outras composições granulares tais como composições para lavagem de loiça.

Passos opcionais do processo

Num passo adicional do presente processo, os aglomerados de detergente à saída do secador de leito fluidizado são condicionados adicionalmente secando os aglomerados num arrefecedor de leito fluidizado ou num equipamento similar tal como bem conhecido na técnica. Outro processo opcional envolve a adição de um agente de revestimento para melhor as propriedades de fluxo e/ou para minimizar a aglomeração excessiva da composição de detergente em um ou mais dos seguintes locais dos processos instantâneos: (1) o agente de revestimento pode ser adicionado directamente após o arrefecedor de leito fluidizado; (2) o agente de revestimento pode ser adicionado entre o secador de leito fluidizado e o arrefecedor de leito fluidizado; (3) o agente de revestimento pode ser adicionado entre o secador de leito fluidizado e o misturador de velocidade moderada; e (4) o agente de revestimento pode ser adicionado directamente ao misturador de velocidade moderada e ao secador de leito fluidizado. O agente de revestimento é de preferência seleccionado de entre o grupo consistindo de aluminosilicatos, silicatos, carbonatos e misturas destes. O agente de revestimento não só realça as propriedades de livre fluxo da composição detergente resultante o que é desejável pelos consumidores na medida em que permite a fácil aplicação do detergente aquando da sua utilização, como também serve para controlar a aglomeração ao impedir ou minimizar a aglomeração em excesso, especialmente quando adicionado directamente ao misturador de velocidade moderada. Tal como os peritos na técnica bem sabem a aglomeração em excesso pode conduzir a uma variedade de indesejáveis propriedades de fluxo e estéticas do produto detergente final.

Em opção, o processo pode compreender o passo de vaporização de um aglomerante adicional no misturador ou nos secadores de leito fluidizado ou em ambos, Um aglomerante é adicionado para os propósitos de salientar a aglomeração ao proporcionar um agente de “aglomeração” ou de “colagem” para os componentes detergentes. O aglomerante é de preferência seleccionado de entre o grupo consistindo de água, agentes tensioactivos aniónicos, agentes tensioactivos não iónicos, polietileno glicol, poliarilatos de polivinil pirrolidona, ácido cítrico e misturas destes. Outros materiais aglomerantes 8 apropriados incluindo os aqui listados são descritos em Beerse et al, Patente n.° 5.108.646 dos EUA (Procter & Gamble Co.).

Outros passos opcionais contemplados pelo presente processo incluem a separação dos aglomerados de detergente de tamanho excessivo num equipamento de separação que pode tomar uma variedade de formas incluindo mas não estando limitado aos separadores convencionais seleccionados para o tamanho de partícula desejado para o produto detergente acabado. Outros passos opcionais incluem o condicionamento dos aglomerados de detergente submetendo estes aglomerados a uma secagem adicional em um dos acima mencionados equipamentos de secagem.

Outros passos adicionais da presente invenção envolvem a reciclagem de aglomerados de tamanho excessivo ou insuficiente tal como descrito em Capeei et al., nas Patentes n.° 5.489.392 e 5.516.448 dos EUA (Procter & Gamble). Adicionalmente, o passo de inclusão de um material anidro em pontos seleccionados do processo pode ser incorporado tal como descrito por Capeei et al., nas Patentes n.° 5.366.652 e 5.486.303 dos EUA (Procter & Gamble). Opcionalmente, os aglomerados à saída do misturador de velocidade moderada podem ser secos numa torre de secagem por vaporização tal como descrito em Capeei et al., na Patente n.° 5.496.487 dos EUA (Procter & Gamble).

Outro passo opcional do presente processo engloba o acabamento dos aglomerados de detergente resultantes através de uma variedade de processos incluindo a vaporização e/ou a adição de outros ingredientes detergentes convencionais. Por exemplo, o processo de acabamento inclui a vaporização de perfumes, abrilhantadores e enzimas nos aglomerados finalizados para proporcionar uma composição detergente mais completa. Tais técnicas e ingredientes são bem conhecidos na técnica.

Percursor de Ácido de um Agente Tensioactivo Detergente Líquido O percursor de ácido de um agente tensioactivo detergente líquido usado no processo encontra-se de preferência na forma de um percursor de ácido de um agente tensioactivo aniónico líquido aquoso, apesar de outras formas também se encontrarem contempladas pela invenção. Este assim designado de percursor de ácido de uma pasta de agente tensioactivo contém pelo menos 5% de água e mais preferentemente 10% de água. O próprio agente tensioactivo formado em última análise através de neutralização in situ no 9 misturador de elevada velocidade é de preferência seleccionado de entre uma variedade de misturas aniónicas e compatíveis destes. Os agentes tensioactivos detergentes úteis neste contexto são descritos na patente n.° 3.664.961 dos EUA, de Norris, concedida a 23 de Maio de 1972 e na patente n.° 3.919.678 dos EUA, de Laughlin et al., concedida a 30 de Dezembro de 1975. Exemplos não limitativos dos agentes tensioactivos aniónicos preferíveis úteis na pasta de agente tensioactivo incluem os sulfonatos de benzeno de alquilo Cu-Ci8 (“LAS”), sulfatos de alquilo C10-C20 primários, de cadeia ramificada e aleatórios, os sulfatos de alquilo (2, 3) C10-C18 secundários da fórmula CH3(CH2)x(CH0S03-M+)CH3 e CH3(CH2)y(CH0S03-M+)CH2CH3 em que x e (y + 1) são inteiros iguais a pelo menos 7, de preferência 9, e M é um catião solúvel em água, em especial o sódio, sulfatos insaturados tais como o sulfato de oleíl, e os sulfatos de alcoxi de alquilo C10-C18 (“AexS”, em especial EO 1-7 etoxi sulfatos).

Outros agentes tensioactivos adjuntos podem opcionalmente ser usados no processo desta invenção. Agentes tensioactivos catiónicos úteis também incluem os descritos na patente n.° 4.222.905 dos EUA, de Cockrell, concedida a 16 de Setembro de 1980, e na patente n.° 4.239.659 dos EUA, de Murphy, concedida a 16 de Dezembro de 1980. Dos agentes tensioactivos, são preferíveis os aniónicos e os catiónicos, sendo os aniónicos os mais preferíveis.

Opcionalmente, outros agentes tensioactivos exemplares úteis nesta invenção incluem os carboxilatos de alcoxi alquilo C10-Ci8 (especialmente os etoxicarboxilatos EO 1-5), os éteres de glicerol C10-C18, os poliglicósidos de alquilo Ci0-C18 e ou poliglicósidos sulfatados correspondentes, e o ésteres de ácidos gordos alfa-sulfonados C12-Ci8. Se desejado, os agentes tensioactivos não iónicos e anfotéricos convencionais tais como os etoxilatos de alquilo (“AE") Ci2-C18 incluindo os designados etoxilados de alquilo de picos estreitos e os alcoxilatos de fenol de alquilo C6-C12 (em especial os etoxilatos e as misturas etoxi / propoxi), betaínas e sulfobetaínas (“sultaínas”), C12-C18, óxidos de amina Cio-Cia, e similares, podem também ser incluídos nas composições globais. As amidas de ácidos gordos N-alquilo polihidroxílicos C10-C18 também podem ser utilizadas. Exemplos típicos incluem as N-metilglucamidas C12-C18. Veja-se 0 documento WO 9.206.154. Outros agentes tensioactivos derivados do açúcar incluem as amidas N-alcoxi polihidroxílicas de ácido gordo, tais como a glucamida Ci0-C18 N-(3-metoxipropil) glucamida. As glucamidas N-propil até à N- hexil C12-C18 podem ser usadas para baixa formação de espuma. Os sabões convencionais Ci0-C20 também podem ser usados. Se 10 for desejável elevada formação de espuma, os sabões de cadeia ramificada C10-Ci6 podem ser usados. Misturas de agentes tensioactivos aniónicos e não iónicos são especialmente úteis. Outros agentes tensioactivos úteis convencionais são listados nos textos padrão.

Material de Detergente Seco O material de detergente seco do presente processo compreende, de preferência, um material inorgânico alcalino e um material de sílica. O material inorgânico alcalino é de preferência seleccionado de entre o grupo consistindo de carbonatos, silicatos, fosfatos e misturas destes. O carbonato de sódio é o material inorgânico alcalino mais preferível usado neste processo e encontra-se de preferência na forma de um pó sólido. A sílica é dióxido de silício amorfo altamente disperso que se encontra disponível comercialmente em várias formas. Mais habitualmente, a sílica possui uma densidade de entre 50 g/l e 120 g/l. A área específica de superfície das partículas encontra-se na gama entre os 25 m2/g e os 8090 m2/g. A superfície das partículas de sílica podem ser modificadas quimicamente para alterar o respectivo comportamento com respeito à água. Por exemplo, as partículas de sílica podem ser tratadas com organosilanos para dar origem a partículas predominantemente hidrófobas. Foi verificado que as sílicas que são por natureza hidrófobas funcionam extremamente bem no processo da presente invenção; contudo, as sílicas hidrófilas também são úteis no processo. Os materiais terrosos de diatomáceas podem ser usados em conjunto com, ou como um substituto para, as sílicas aqui mencionadas.

Comercialmente, as sílicas são usualmente preparadas por uma de duas técnicas; quer por precipitação (isto é, sílicas precipitadas) ou por hidrólise de chama de alta temperatura (isto é, sílicas fumadas). Quer as sílicas precipitadas quer as sílicas fumadas são úteis no processo da corrente invenção. As sílicas precipitadas possuem geralmente um tamanho de aglomerado de entre 3 μίτι e 100 pm, ao passo que as sílicas fumadas preparadas através de hidrólise de chama possuem usualmente partículas que são na sua maior parte esféricas e possuem um diâmetro médio de partícula de entre 7 nm e 40 nm. As sílicas fumadas possuindo um tamanho médio de partícula de entre 7 e 25 nm são preferíveis na presente invenção. A título de exemplo, as sílicas comercialmente disponíveis úteis no processo da invenção incluem as fornecidas pala Degussa AG (Alemanha) identificada como Aerosil™, e particularmente preferível é a Aerosil™ R927. As sílicas que são 11 hidrófobas, fumadas e possuem áreas superficiais de pelo menos 110 m2/g e um diâmetro médio de partícula de 16 nm são as mais preferíveis. O material detergente seco inclui também preferentemente um aditivo de detergente de aluminosilicato que é referenciado como materiais de troca iónica de aluminosilicato. Os materiais de troca iónica de aluminosilicato aqui usados como aditivos de detergente possuem de preferência quer uma elevada capacidade de troca iónica de cálcio e uma elevada taxa de troca. Sem intenção de ser limitado pela teoria, acredita-se que tais velocidade e capacidade elevada de troca iónica de cálcio são uma função de vários factores interligados que derivam do método através do qual o material de troca iónica de aluminosilicato é produzido. A esse respeito, os materiais de troca iónica de aluminosilicato aqui usados são de preferência produzidos de acordo com Corkill et al, Patente n.° 4.605.509 dos EUA (Procter & Gamble).

De preferência o material de troca iónica de aluminosilicato encontra-se na forma de “sódio" uma vez que as formas de potássio e de hidrogénio do presente aluminosilicato não exibem uma taxa de transferência e uma capacidade tão elevadas como as proporcionadas pela forma de sódio. Adicionalmente, o material de troca iónica de aluminosilicato encontra-se de preferência na forma seca para facilitar a produção de aglomerados estaladiços de detergente tal como aqui descrito. Os materiais de troca iónica de aluminosilicato aqui utilizados possuem de preferência um tamanho de diâmetro de partícula que optimizam a sua eficácia como aglomerantes de detergentes. O termo “tamanho de diâmetro de partícula” tal como aqui usado representa o tamanho médio de diâmetro de partícula de um dado material de troca iónica de aluminosilicato tal como determinado através das técnicas analíticas convencionais, tais como a determinação microscópica e a Microscopia Electrónica de Varrimento (SEM). O diâmetro de partícula preferível de aluminosilicato está entre os 0,1 μιη e os 10 μΐπ, mais preferentemente entre os 0,5 μιη e os 9 μιη. Mais preferentemente, o tamanho do diâmetro de partícula está entre 1 μιη e os 8 μιη.

De preferência, o material de troca iónica de aluminosilicato possui a fórmula

Naz[(AI02)z.(Si02)y]xH20 12 em que z e y são inteiros iguais a pelo menos 6, a razão molar de z para y está entre 1 e 5 e x está entre 10 e 264. Mais preferentemente, o aluminosilicato possui a fórmula

Na12[(AI02)12.(Si02)12]xH2O em que x está entre 20 e 30 e de preferência é igual a 27. Estes aluminosilicatos preferíveis estão disponíveis comercialmente, por exemplo sob as designações comerciais de Zeólito A, Zeólito B e Zeólito X. Em alternativa, os materiais de troca iónica de aluminosilicato disponíveis na natureza ou preparados sinteticamente para utilização neste contexto podem ser preparados como descrito em Krummel et al, Patente n.° 3.985.669 dos EUA.

Os aluminosilicatos aqui utilizados são caracterizados mais extensivamente com base na sua capacidade de troca iónica que é pelo menos igual a 200 mg equivalente de CaC03 de dureza/grama, calculada numa base anidra, e que se encontra de preferência na gama entre os 300 e os 352 mg equivalente de CaC03 de dureza/grama. Em adição, os materiais de troca iónica de aluminosilicato em causa são adicionalmente caracterizados com base na sua taxa de troca iónica que é pelo menos de 2 grãos de Ca++/galão/-grama/galão, e mais preferentemente se encontra na gama entre 2 grãos de Ca++/galão/-grama/galão, e 6 grãos de Ca++/galão/-grama/galão.

Uma apresentação especialmente preferível do material detergente seco é seleccionado de entre o grupo consistindo dos aluminosilicatos, silicatos cristalinos em camadas, carbonato de sódio e misturas destes.

Ingredientes Detergentes Adiuntos O material detergente de partida no processo em causa pode incluir ingredientes detergentes adicionais e/ou, qualquer número de ingredientes adicionais podem ser incorporados na composição detergente durante os passos subsequentes do presente processo. Estes ingredientes adjuntos incluem outros espessantes de detergência, branqueadores, activadores de branqueamento, impulsionadores de bolhas ou supressores de bolhas, agentes anti-embaciamento, agentes anti-corrosão, agentes de suspensão de sujidade, agentes de libertação de sujidade, germicidas, agentes de ajuste de pH, fontes de alcalinidade não espessantes, agentes quelantes, terras de esmactite, 13 enzimas, agentes de estabilização de enzimas e perfumes. Veja-se a patente n.° 3.936.537 dos EUA, concedida a 3 de Fevereiro de 1976 a Baskerville, Jr. et al.

Outros espessantes podem ser seleccionados na generalidade de entre os vários solúveis metais alcalinos, fosfatos, polifosfatos, fosfonatos, polifosfonatos, carbonatos, boratos, polihidroxisulfonatos, poliacetatos, carboxilatos e policarboxilatos de amónio ou de amónio substituído solúveis em água. Preferíveis são os sais de metais alcalinos, em especial de sódio, dos compostos acima mencionados. Preferíveis para utilização neste contexto são os fosfatos, carbonatos, ácidos gordos C10-C18, policarboxilatos, e misturas destes. Mais preferíveis são o tripolifosfato de sódio, pirofosfato de tetrassódio, citrato, tartarato mono-e di-succinatos, e misturas destes (veja-se abaixo).

Em comparação com os silicatos de sódio amorfos, os silicatos cristalinos em camadas exibem uma capacidade de troca iónica de cálcio e de magnésio claramente superior. Em adição, os silicatos de sódio em camada preferem os iões de magnésio em relação aos iões de cálcio, uma propriedade necessária para assegurar que de uma forma geral toda a “dureza” é eliminada da água de lavagem. Estes silicatos cristalinos de sódio em camadas, contudo, são geralmente mais caros que os silicatos amorfos bem como os outros espessantes. Em concordância, por forma a obter um detergente para lavagem de roupa economicamente fazível, a proporção de silicatos cristalinos de sódio em camadas usada tem que ser determinada rigorosamente.

Os silicatos de cristalinos de sódio em camadas apropriados à utilização neste contexto possuem de preferência a fórmula

NaMSix02x+i.yH20 em que M é o sódio ou o hidrogénio, x está entre 1,9 e 4 e y está entre 0 e 20. Mais preferentemente, os silicatos cristalinos de sódio em camadas possuem a fórmula

NaMSi205.yH20 em que M é o sódio ou o hidrogénio, x está entre 0 e 20. Estes e outros silicatos cristalinos de sódio em camadas são discutidos em Corkill et al, Patente n.° 4.605.509 dos EUA. 14

Exemplos específicos de espessantes de fosfatos inorgânicos são o tripolifosfato, o pirofosfato e o metafosfato polimérico de sódio e de potássio possuindo um grau de polimerização de entre 6 e 21, e ortofosfatos. Exemplos de espessantes de polifosfonato são os sais de sódio e de potássio de ácido etileno difosfónico, os sais de sódio e de potássio de ácido etano 1-hidroxi-1, 1-difosfónico e os sais de sódio e de potássio de ácido etano, 1,1, 2-trifosfónico. Outros compostos espessantes de fósforo são descritos nas patentes n.° 3.159.581; 3.213.030; 3.422.021; 3.422.137; 3.400.176 e 3.400.148 dos EUA.

Exemplos de espessantes inorgânicos não fosforosos são o decahidrato e os silicatos de tetraborato possuindo uma razão mássica de Si02 para óxido de metal alcalino de entre 0,5 e 4,0, de preferência entre 1,0 e 2,4. Espessantes orgânicos não fosforosos solúveis em água úteis neste contexto incluem os vários poliacetatos, carboxilatos, policarboxilatos e polihidroxi sulfonatos de metais alcalinos, amónio e amónio substituído. Exemplos de espessantes de poliacetato e de policarboxilato são os sais de sódio, potássio, lítio, amónio e amónio substituído de ácido etilenodiaminotetracético, ácido nitrilotriacético, ácido oxidisuccinico, ácido melitico, ácidos benzeno policarboxílicos, e ácido cítrico.

Espessantes de policarboxilato poliméricos são avançados na patente n.° 3.308.067 dos EUA, de Diehl, concedida a 7 de Março de 1967. Tais materiais incluem os sais solúveis em água de homo- e copolímeros de ácidos carboxílicos alifáticos tais como o ácido maléico, ácido itanóico, ácido mesacónico, ácido fumárico, ácido aconítico, ácido citracónico e ácido metileno malónico. Alguns destes materiais são úteis como polímero aniónico solúvel em água tal como aqui descrito, mas apenas se em uma mistura íntima com um agente tensíoactivo aniónico não sem ser à base de sabão.

Outros policarboxilatos apropriados para utilização neste contexto são os carboxilatos de poliacetal descritos na Patente n.° 4.144.226 dos EUA, concedida a 13 de Março de 1979 a Crutchfield et al, e na Patente n.° 4.246.495 dos EUA, concedida a 27 de Março de 1979 a Crutchfield et al. Estes policarboxilatos de poliacetal podem ser preparados juntando sob condições de polimerização um éster de ácido glioxílico e um iniciador de polimerização. O éster de carboxilato resultante é então ligado aos grupos terminais quimicamente estáveis para estabilizar o carboxilato de poliacetal contra a despolimerização rápida em solução alcalina, convertido ao sal correspondente, e adicionado à composição detergente. Espessantes de policarboxilato particularmente 15 preferíveis são as composições de espessante de carboxilato de éter compreendendo uma combinação de monosuccinato de tartarato e dissuccinato de tartarato descritos na Patente n.° 4.663.071 dos EUA, de Bush et al., concedida a 5 de Maio de 1987.

Agentes de branqueamento e activadores são descritos na Patente n.° 4.412.934 dos EUA, de Chung et al., concedida a 1 de Novembro de 1983 e na Patente n.° 4.483.781 dos EUA, de Hartman, concedida a 20 de Novembro de 1984. Agentes quelantes são também descritos na Patente n.° 4.663.071 dos EUA, de Bush et al.; a partir da Coluna 17, linha 54 até à Coluna 18, linha 68. Os modificadores de espuma são também ingredientes opcionais e são descritos nas Patentes n.° 3.933.672 dos EUA, concedida a 20 de Janeiro de 1976 a Bartoletta et al., e n.° 4.136.045 dos EUA, concedida a 23 de Janeiro de 1979 a Gault et al.

Terras de esmactite apropriadas à utilização nesta invenção são descritas na Patente n.° 4.762.645 dos EUA, de Tucker et al., concedida a 9 de Agosto de 1988, desde a Coluna 6, linha 3 até à Coluna 7, linha 24. Aditivos de detergência adicionais apropriados para utilização neste contexto são enumerados na patente de Baskerville, Coluna 13, desde a Coluna 13, linha 54 até à Coluna 16, linha 16, e na Patente n.° 4.663.071 dos EUA, de Bush et al., concedida a 5 de Maio de 1987.

Por forma a tornar a presente invenção de compreensão mais imediata, é feita referência aos seguintes exemplos, que têm como objectivo ser apenas ilustrativos e não limitativos.

EXEMPLOS I - IV

Estes exemplos ilustram um modo descontínuo do presente processo e um exemplo fora do objectivo da invenção. Uma composição de aglomerado de detergente de baixa densidade é preparada usando um misturador tilt-a-pin laboratorial (disponível comercialmente a partir da Processall, Inc.). O misturador é primeiro carregado com uma mistura de pós, nomeadamente carbonato de sódio (tamanho médio de partícula de 5 -40 pm preparado através de um Air Classifier Mill), tripolifosfonato de sódio granular de baixa densidade (comercialmente disponível a partir da FMC Corp. e referido aqui por “STPP”)), zeólito tipo A (comercialmente disponível a partir da Ethyl Corp. e referido a partir daqui como “Zeólito A"), e sílica fumada (comercialmente fornecida pela Cabot Corporation sob a designação comercial de M-5 Cab-o-sil™), excepto no caso do exemplo 16 IV em que nem este produto nem outro qualquer material de sílica fumada foi utilizado. O percursor líquido do ácido do sulfonato de alquilbenzeno de sódio (C12H25-C6H4-SO3-H ou “HLAS” tal como aqui referido) agente tensioactivo é então adicionado no topo da mistura de pó enquanto 0 misturador é operado durante cerca de 15 segundos a 700 rpm até que os grânulos discretos sejam formados no misturador. A composição de aglomerados formados é avançada na Tabela 1. TABELA I (% mássica)

Componente I M Ui 1Y HLAS 30,0 30,0 30,0 27,0 Carbonato de sódio (soda ash) 36,0 36,0 34,0 37,0 STPP 29,0 29,0 29,0 30,0 Zeólito A 2,0 0,0 0,0 5,0 Sílica fumada 3j0 5^0 L0 0,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Densidade no seio da composição (g/l) 487 458 356 580

Inesperadamente, os aglomerados resultantes dos Exemplos I, II e III possuem uma densidade no seio da composição inferior a 500 g/L, sendo todos preparados através de um processo envolvendo sílica e dentro dos limites da presente invenção. Por contraste, os aglomerados produzidos no Exemplo IV não envolveram sílica (isto é, fora dos limites do processo da invenção) 0 que resultou em aglomerados possuindo uma densidade superior a 500 g/l.

EXEMPLO V-VIII

Estes exemplos descrevem composições de aglomerados preparadas através do processo descrito nos Exemplos I a III com excepção de que é utilizado um material de sílica diferente no processo da invenção. Especificamente, foram utilizadas no processo, sílicas fumadas vs precipitadas e hidrófobas vs hidrófilas para ilustrar que todas estas diferentes sílicas proporcionam aglomerados possuindo baixa densidade (isto é abaixo de cerca de 500 g/l). Todas as sílicas encontram-se comercialmente disponíveis a partir da Degussa sob as diferentes designações comerciais referidas abaixo. As seguintes composições são preparadas tal como mostrado na tabela III. 17 TABELA III (% mássica)

ComDonente V VI Vil VIII HLAS 30,0 30,0 30,0 30,0 Carbonato de sódio (soda ash) 36,0 36,0 36,0 36,0 STPP 29,0 29,0 29,0 29,0 Sílica Aerosil™ R972 (fumada) 5,0 0,0 0,0 0,0-. Aerosil™ 130 (precipitada) 0,0 5,0 0,0 0,0 Aerosil™ 22S (hidrófoba) 0,0 0,0 5,0 0,0 Aerosil™ 130 (hidrófila) 0,0 0J) oj) 5J) 100,0 100,0 100,0 100,0 Densidade no seio da composição (g/l) 458 429 440 430

Inesperadamente, os aglomerados resultantes que são preparados em concordância com o processo da invenção possuem todos uma densidade no seio da composição inferior a 500 g/L.

Lisboa, 'Z6 DEZ. 2001

Por THE PROCTER & GAMBLE COMPANY

Arco da Conceição, 3,1Ϊ- 1100 LISBOA 18

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a preparação de uma composição detergente de baixa densidade caracterizada pelos passos de: (a) aglomeração de um percursor líquido de ácido de um agente tensioactivo detergente e de um material detergente de partida seco num misturador de alta velocidade para obter aglomerados de detergente, em que o referido material detergente de partida inclui um material de sílica e um material inorgânico alcalino; e (b) secagem dos referidos aglomerados de detergente por modo a formar a referida composição de detergente possuindo uma densidade inferior a 500 g/i-
2. Processo de acordo com a reivindicação 1 em que a densidade da referida composição detergente é de 350 g/l a 500 g/l.
3. Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2 em que o referido material de partida seco é caracterizado por materiais seleccionados do grupo consistindo de aluminosilicatos, silicatos cristalinos em camadas, carbonato de sódio e misturas destes.
4. Processo de acordo com as reivindicações 1 a 3 em que o referido material de sílica é sílica fumada.
5. Processo de acordo com as reivindicações 1 a 4 em que o referido material de sílica é sílica hidrófoba.
6. Processo de acordo com as reivindicações 1 a 5 em que o tempo médio de residência dos referidos aglomerados de detergente no referido misturador de alta velocidade se encontra na gama entre 2 segundos e 45 segundos.
7. Processo de acordo com as reivindicações 3, 5 e 6 em que a referida sílica é sílica precipitada.
8. Processo de acordo com as reivindicações 4, 6 e 7 em que a referida sílica é sílica hidrófila. 1
9. Processo de acordo com as reivindicações 1 a 8 em que o referido material de partida seco é caracterizado por materiais terrosos de diatomáceas.
10. Processo para a preparação de uma composição detergente de baixa densidade de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelos passos de: (c) aglomeração de um percursor líquido de ácido de um agente tensioactivo detergente e de um material detergente de partida seco num misturador de alta velocidade para obter aglomerados de detergente, em que o referido material detergente de partida inclui um material inorgânico alcalino e um material de sílica fumada; (d) mistura dos referidos aglomerados de detergente num misturador de velocidade moderada para aglomerar mais ainda os referidos aglomerados de detergente; e (e) secagem dos referidos aglomerados de detergente por modo a formar a referida composição de detergente de baixa densidade possuindo uma densidade inferior a 500 g/l. Lisboa, 2 6 DEZ. 2001 Por THE PROCTER & GAMBLE COMPANY

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