WO1999002643A1 - Un solo producto multifunctional para formulaciones de detergente - Google Patents
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Definitions
- conditioner as a filler, as a catalytic agent (carrier),
- the reaction steps are carried out either, at a temperature below the melting point of the mixture, to produce a powder, or at a reaction and melting temperature of the mixture, to provide a glass.
- the final oxide content of the product of the present invention will depend on the type and oxide content of the detergent formulation, which detergent producers normally keep secret. Therefore, to enable people who have ordinary skill in the art to carry out the invention described above, the following examples, taken in connection with the corresponding accompanying drawings, are provided only by way of information about the feasibility of this invention, but without considering that the final product can be used for a specific detergent formulation. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS.
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Abstract
Un solo producto multifunctional para formulaciones de detergente, producido a partir de minerales naturales o parcialmente tratados, tales como roca fosfórica, mena de sulfato de sodio, trona y arena sílice, o productos intermedios tales como ácido fosfórico, carbonato de sodio y sílice, mezclados y reaccionados en un horno, para proporcionar los óxidos esenciales de una formulación de detergente, como un polvo o vidrio para la sustitución parcial o total de las materias primas de los detergentes actuales, que es soluble en agua y que actúa como formador, acondicionador, relleno y agente catalítico, entre otros, en el detergente y en el proceso para su fabricación.
Description
UN SOLO PRODUCTO MULTIFUNCIONAL PARA FORMULACIONES DE
DETERGENTE
A. CAMPO DE LA INVENCIÓN.
La presente invención se refiere a un producto multifuncional para formulaciones de detergente, y más particularmente, a un producto en la forma de un polvo o un vidrio, el cual es soluble en agua y actúa como
formador (builder), acondicionador, relleno (filler) y agente catalítico (carrier), entre otros, en el detergente y en el proceso para su fabricación.
B. DESCRIPCIÓN DEL ARTE RELACIONADO. Los óxidos más comunes que se requieren para la producción de
detergente son: oxido de fósforo (P2O5), oxido de sodio (Na2O), sílice (SiO2), así como otros ingredientes tales como el oxido de boro (B2O3) y otros.
Estos óxidos son normalmente proporcionados a través de una pluralidad de materias primas o compuestos químicos, tales como el carbonato de sodio (Na2CO3), tripolifosfato de sodio (Na5P3Oιo), sulfato de sodio (Na2SO ), silicato de sodio (xNa2O.yS¡O2) y borato de sodio (Na2B4O7).
Es bien sabido que cada productor de detergente tiene sus propias
formulaciones, pero cada productor normalmente compra y utiliza los
compuestos químicos típicos anteriormente mencionados, como materias primas.
Investigando sobre ios roles o funciones desempeñadas por cada uno de estos compuestos, los solicitantes encontraron que cada uno de tales compuestos desempeña una tarea, actuando como formador, como un
acondicionador, como un relleno (filler), como un agente catalítico (carrier),
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
fabricación.
Considerando que el alto número de materias primas que tienen que ser usadas para cada formulación (impartiendo sus roles respectivos), incrementa el costo de producción de los detergentes (actualmente, la mayoría de los productores de detergente tienen qué comprar desde al menos
5 a 8 o más materias primas o reactivos para definir sus fórmulas), los solicitantes concibieron como una meta, el desarrollo de un sólo producto multifuncional nuevo, para la producción de detergentes, que pudiera incluir la mayoría de los óxidos típicos normalmente incluidos en las formulaciones de detergente, cumpliendo con por lo menos algunas de las funciones principales, que pudiera desempeñarse como los reactivos químicos originales, que pudiera ser soluble en agua y que pudiera reducir el costo de las materias primas.
Para ese propósito, los solicitantes observaron que el tripol ¡fosfato de sodio, una materia prima normalmente usada en las formulaciones de detergente como una fuente de óxido de fósforo (P2O5), se produce haciendo reaccionar ácido fosfórico con carbonato de sodio; que a su vez, el ácido fosfórico es obtenido a partir de la reacción de roca fosfórica molida, con ácido sulfúrico, que es filtrada para eliminación de impurezas que no son otra cosa que sílice que también está presente en la formulación de detergente; y que el carbonato de sodio se obtiene normalmente mediante un proceso para el beneficio de la mena de trona mediante eliminación de impurezas que también no son otra cosa más que sílice que está presente también en las formulaciones de detergente.
Por lo tanto, los solicitantes concluyeron que, si los compuestos de
impurezas son también materiales presentes en las formulaciones de detergente, y que los procesos para su eliminación agregan un costo a las materias primas y, por consiguiente al detergente final, entonces el
tratamiento del mineral para obtener tales materias primas, se hace
innecesario y la roca fosfórica o por lo menos el ácido fosfórico, pueden ser usados, a través de sólo un tratamiento parcial (tal como un ataque ácido o alcalino así como la molienda, tamizado y cribado), para producir un producto
que puede ser usado como una fuente de P2O5 y como una fuente parcial de
Si02 en las formulaciones de detergente.
El Na2O es proporcionado a través del carbonato de sodio obtenido del tratamiento del mineral de trona mediante un proceso que incluye moler, diluir, filtrar para eliminar compuestos considerados como impurezas (los cuales son compuestos también usados en las formulaciones de detergente) y cristalizar, para obtener el carbonato de sodio. Nuevamente, los solicitantes
concluyeron que pudiera ser innecesario tratar el mineral par ominar algo
que será también necesario en las formulaciones de detergente y el mineral de trona pudiera ser usado directamente, a través de una simple etapa de molienda, a costos más reducidos, para preparar un sólo producto que pudiera ser ajustado a las necesidades de las formulaciones de detergente.
El Si02 se proporciona a través del silicato de sodio que se obtiene de
la reacción de arena sílice y carbonato de sodio en un horno. El producto
multifuncional desarrollado por los solicitantes, proporcionará la sílice que necesitan las formulaciones de detergente.
En otras palabras, a través de una sola mezcla de materias primas o minerales balanceados y tratados que incluyen las fuentes de óxidos para las
formulaciones de detergente y una reacción de los mismos en un horno, es posible proporcionar un sólo producto multifuncional para cualesquiera
necesidades de formulaciones de detergente.
Con tal producto, el productor de detergente no tendrá necesidad de
comprar 5 u 8 diferentes materias primas para su formulación, sino un sólo producto que es menos costoso debido a que no incluirá los costos de los procesos de purificación incorporados en cada una de las materias primas y
debido a que tal producto involucra solo un proceso, en lugar de cada proceso
para producir cada una de las materias primas actuales.
Este producto proporcionará las necesidades de óxidos para la
formulación de detergente y para su proceso de fabricación y desempeñará los roles o funciones esenciales tales como formador (builder), acondicionador, relleno (filler), agente catalítico (carrier), agente neutralizante, etc., en formulaciones de detergente y en su proceso de fabricación.
Por lo tanto, los solicitantes encontraron que, mezclando materias
primas o minerales primarios naturales o parcialmente tratados (molidos o
desmenuzados), que comprenden roca fosfórica, trona, arena sílice, sulfato de sodio y/u otros productos intermedios tales como ácido fosfórico y bicarbonato de sodio, en proporciones de acuerdo a las necesidades de una formulación
de detergente específica, e introduciéndolos a un horno para hacerlos
reaccionar, dando por resultado un sólo producto en la forma de: un polvo, si
el horno se opera a una baja temperatura de reacción, sin fundir; como un
vidrio, si el horno se opera a una temperatura de reacción y fundición; o como
un líquido, si el producto se disuelve después de que ha sido obtenido como un polvo o como un vidrio.
Este producto puede ser también usado en procesos para producir
detergentes, en lugar de todas las materias primas usadas en los procesos
convencionales, para lograr cada uno de los roles o funciones como formador,
agente catalítico, relleno, entre otros. Por lo tanto, el producto obtenido es soluble en agua y desempeñará los roles o funciones esenciales como formador, acondicionador, relleno, agente catalítico, etc., en formulaciones de detergente y en su proceso de
fabricación y resulta menos costoso que las materias primas usadas
normalmente. Además, se sabe también que los productores de detergente cambian
su tecnología de proceso para producir detergentes en el proceso de torre, y en el proceso de aglomerado. En ambos casos, necesitan prácticamente el
mismo tipo de materias primas, sin embargo, necesitan materias primas sólidas y líquidas tales como el tripolifosfato de sodio y el silicato de sodio.
Los solicitantes encontraron que otra ventaja que los productores de
detergente pueden obtener del producto de la presente invención, es que este
producto permite controlar la relación de todos los óxidos tales como P2O5 Na2O/SiO2l en un rango más amplio del que se obtiene usando sólo las
materias primas respectivas, y proporcionarán un sólo producto sólido o líquido.
Y por último, pero no menos importante, con el producto de la presente
invención, los productores de detergentes no tienen que pagar por el manejo
y transporte de múltiples materias primas, ni tendrán qué pagar por el
transporte de algunos componentes volátiles o gaseosos no necesarios, tales
como C02, que está presente en las materias primas usadas, tal como en el
carbonato de sodio. SUMARIO DE LA INVENCIÓN.
Es por lo tanto un objetivo principal de la presente invención, proporcionar un sólo producto multifuncional para formulaciones de detergente, que incluye la mayoría de los óxidos típicos incluidos normalmente
en las formulaciones de detergente.
Es también un objetivo principal de la presente invención, proporcionar un sólo producto multifuncional para formulaciones de detergente, como un sólo producto que desempeña por lo menos algunas de las principales funciones en las formulaciones de detergente, tales como formador (builder),
acondicionador, relleno (filler), agente catalítico (carrier), y agente
neutralizante, entre otros, que es soluble en agua y que es menos costoso
que las materias primas que van a ser substituidas.
Es otro objetivo principal de la presente invención, proporcionar un sólo
producto multifuncional para formulaciones de detergente, de la naturaleza anteriormente descrita, que permite controlar la relación de todos los óxidos,
tales como P2θ5/Na2θ/SiO2, en un rango más amplio que mediante el uso de solamente las materias primas respectivas.
Es aún otro objetivo principal de la presente invención, proporcionar un
sólo producto multifuncional para formulaciones de detergente, de la
naturaleza anteriormente discutida, como un sólo producto reaccionado, con el cual el productor de detergente no tendrá qué pagar por múltiples materias
primas, manejo y transporte de las mismas, ni tendrá qué pagar por
transportar componentes volátiles o gaseosos innecesarios que son parte
integral de las materias primas actualmente utilizadas.
Es un objetivo adicional de la presente invención, proporcionar un
proceso para producir un sólo producto multifuncional para formulaciones de detergente, mezclando y reaccionando una mezcla balanceada de materias
primas o minerales naturales o parcialmente tratados, tales como roca
fosfórica, mena de sulfato de sodio, trona y arena sílice, o productos intermedios de los mismos, en un horno, para proporcionar un polvo o un vidrio, que contiene los óxidos esenciales para las formulaciones de
detergente.
Es aún un objetivo adicional de la presente invención, proporcionar un
proceso para producir un sólo producto multifuncional para formulaciones de detergente, que incluye una etapa de recocido para el producto, a fin de proporcionar una estructura química deseada para el producto.
Estos y otros objetivos y ventajas del producto y del proceso de la presente invención, se harán evidentes de la descripción de la invención
tomada en relación con la siguiente descripción detallada y ejemplos específicos de la misma.
DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ESPECIFICAS DE LA INVENCIÓN.
La invención se describirá ahora primeramente en relación al proceso
para la producción del producto multifuncional único para formulaciones de
detergente y luego respecto a ios productos preferidos de esta invención.
El proceso para la producción de un solo producto multifuncional para formulaciones de detergente, de la presente invención, comprende:
mezclar una mezcla balanceada de materias primas primarias molidas
o desmenuzadas o minerales naturales o parcialmente tratados, que
comprenden roca fosfórica, mena de sulfato de sodio, trona y arena sílice, o
productos intermedios de los mismos; y hacer reaccionar la mezcla en un horno, para proporcionar un polvo o un vidrio, que contiene los óxidos esenciales para las formulaciones de detergente.
Las etapas de reacción se llevan a cabo ya sea, a temperatura por debajo del punto de fusión de la mezcla, para producir un polvo, o a una temperatura de reacción y fusión de la mezcla, para proporcionar un vidrio.
Si el producto se necesita como un líquido, dependiendo del proceso para la fabricación del detergente, el proceso comprende disolver el polvo o el producto de vidrio en un solvente, para producir un producto líquido que incluye la mayoría de los óxidos típicos normalmente incluidos en las
formulaciones de detergente.
Adicionalmente, si se necesita una estructura específica para el producto, para propósitos específicos del productor de detergente, puede introducirse en el proceso una etapa de recocido final para el producto. El producto reaccionado único, de acuerdo con la presente invención, incluye los óxidos esenciales, tales como óxido de fósforo (P2O5), oxido de sodio (Na20), sílice (Si02), balanceados de acuerdo con las formulaciones de detergente específicas, el cual es soluble en agua y se desempeña como formador, acondicionador, relleno, agente catalítico y agente neutralizante, en el producto y en el proceso para la fabricación del detergente.
Como en el caso del uso de sulfato de sodio para la fabricación de artículos de vidrio, en donde sólo una cantidad máxima limitada de sulfato de sodio ha sido establecida, sobre la cual ocurre una indeseable separación de fases, resultando en dos líquidos no miscibles, debido a que nadie ha visualizado ni sugerido utilizar un diagrama de fases para establecer una
cantidad óptima balanceada del mismo, en el producto único de acuerdo con la presente invención, nadie ha visualizado ni remotamente sugerido hacer reaccionar minerales naturales o parcialmente tratados para proporcionar un
sólo producto que contiene tanto los óxidos esenciales necesarios para las formulaciones de detergente, así como otros componentes también presentes en las formulaciones de detergente.
El contenido de óxido final del producto de la presente invención, dependerá del tipo y contenido de óxido de la formulación de detergente, la cual los productores de detergente mantienen normalmente en secreto. Por lo tanto, para habilitar a las personas que tienen habilidad ordinaria en el arte para llevar a cabo la invención anteriormente descrita, los siguientes ejemplos, tomados en relación con los correspondientes dibujos adjuntos, se proporcionan sólo a vía de información acerca de la viabilidad de esta invención, pero sin considerar que el producto final pueda ser usado para una formulación de detergente específica. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS.
La figura 1 es un diagrama de flujo del proceso para la producción del producto multifuncional para formulaciones de detergente, de acuerdo con una primera modalidad de la invención, que involucra un procesamiento de minerales como materias primas primarias, para producir un vidrio para formulaciones de detergente;
La figura 2 es un diagrama de flujo del proceso similar al de la figura
1 , que involucra un procesamiento de materias primas primarias parcialmente tratadas e intermedias, de acuerdo con una segunda modalidad de la invención;
La figura 3 es un diagrama de flujo de un proceso simplificado similar al de la figura 2, para producir un vidrio para formulaciones de detergente;
La figura 4 es un diagrama de flujo del proceso similar al de las figuras 1 y 2, que incluye adicionalmente sulfato de sodio, para producir un vidrio
para formulaciones de detergente;
La figura 5 es un diagrama de flujo del proceso de la presente invención, incluyendo una etapa para tratar el producto de los ejemplos 1 a 4, que involucran una cantidad adicional de sulfato de sodio;
La figura 6 es un diagrama de flujo de un proceso similar al de la figura 1 , para producir un producto en polvo; y
La figura 7 es un diagrama de flujo de un proceso similar al de la figura 5, que involucra una etapa de disolución para el vidrio o producto en polvo.
Ahora, el proceso para la producción del producto multifuncional para formulaciones de detergente, de acuerdo con la presente invención, se describirá mediante los siguientes ejemplos de realización, haciendo
referencia a estos dibujos, en donde los mismos números se refieren a las mismas etapas de las figuras.
EJEMPLO 1
Como se ilustra en la figura 1, una mena de trona molida, de un alimentador 1 , y arena sílice de un alimentador 2, se alimentaron a un
mezclador M para homogeneizar las materias primas primarias; la mezcla 3 se introdujo luego en un aglomerador A, en el cual se agregó roca fosfórica tratada (atacada con ácido), desde un alimentador 4, para aglomerar estas
materias primas para producir una carga (batch) 5 que tiene la siguiente proporción en peso: 1 P2O5 : 4Na2O : 4SiO .
Esta carga 5 se hizo reaccionar en un calcinador rotatorio K a una temperatura de aproximadamente 800°C y luego la carga reaccionada 6 se
alimentó a un horno F para fundir la carga reaccionada 6 a una temperatura
de aproximadamente 1200°C, para producir una tonelada de producto de
vidrio 7.
EJEMPLO 2 En la figura 2, se alimentaron carbonato de sodio de un aiimentador 1a
y arena sílice de un alimentador 2, a un mezclador M para homogeneizar las
materias primas primarias; la mezcla 3 se introdujo luego en un aglomerador A
al cual se agregó ácido fosfórico de un alimentador 4a para aglomerar estas
materias primas y para producir una carga 5 en la siguiente proporción: 1 P2Os : 4Na2O : 4 SiO2.
Esta carga 5 se hizo reaccionar en un calcinador rotatorio K a una temperatura de aproximadamente 800°C y luego, la carga reaccionada 6, fue
alimentada a un horno F para fundir la carga 6 a una temperatura de
aproximadamente 1200°C, para producir una tonelada de un producto de vidrio 7.
EJEMPLO 3 Como se ilustra en la figura 3, el carbonato de sodio del alimentador 1a y la arena sílice del alimentador 2, fueron alimentados a un mezclador M para
homogeneizar las materias primas primarias; la mezcla 3 fue luego introducida
en un aglomerador A al cual se agregó ácido fosfórico 4a para aglomerar
estas materias primas, para producir una carga 5 en la siguiente proporción:
tonelada de un producto de vidrio 7.
EJEMPLO 4
De acuerdo con la figura 4, el sulfato de sodio de un alimentador 8 fue agregado directamente, en una cantidad de 10% en peso, al mezclador M que
contenía las materias primas naturales o parcialmente tratadas de los ejemplos 1 a 3, reaccionados en el calcinador K y fundidos en el horno F de acuerdo con los ejemplos 1 y 2, o directamente reaccionados y fundidos en el horno F de acuerdo con el ejemplo 3, a la misma temperatura que los
ejemplos anteriores, para producir un producto de vidrio 7a.
EJEMPLO 5
El producto de vidrio 7 de los ejemplos 1 a 3 o 7a del ejemplo 4, se alimentaron a un molino ML, se molió en el mismo y la mezcla molida 9 fue
alimentada a un mezclador M2 en el cual se agregó una cantidad adicional de
sulfato de sodio de un alimentador 8a, a la mezcla molida 9, en una cantidad
doble al peso del producto 7 o 7a, para obtener el producto 7b.
EJEMPLO 6 Mena de trona molida de un alimentador 1 y arena sílice de un
alimentador 2, se alimentaron al mezclador M para homogeneizar las materias
primas primarias; la mezcla 3 fue luego introducida en el aglomerador A en el
cual se agregó roca fosfórica tratada (atacada con ácido) del alimentador 4,
para aglomerar estas materias primas para producir una carga 5 en la
siguiente proporción: 1 P205 : 4Na20 : 4 Si02.
Esta carga 5 se hizo reaccionar directamente en el calcinador rotatorio
K, a una temperatura de aproximadamente 700°C para producir un producto
en polvo 7c.
EJEMPLO 7 Como se mostró en la figura 7, el producto 7 o 7a de los ejemplos 1 a 4, o 7c del ejemplo 6 se disolvió en agua, a una temperatura de 90°C en un disolvedor D, para producir un producto líquido 7d que tiene una concentración de 33% del producto total.
En todos los ejemplos anteriores, el análisis del producto resultante tuvo la misma proporción que en la alimentación de los materiales introducidos. Deberá finalmente entenderse que es posible agregar el sulfato de sodio directamente a los productos de vidrio, polvo y líquido, en lugar de alimentarse al mezclador M.
Además, es posible introducir el producto final en un equipo de recocido a temperaturas que van desde la temperatura ambiente, hasta aproximadamente 600°C para producir una estructura química deseada para el producto.
Por lo tanto, se deberá entender que los anteriores productos y procesos se proporcionan sólo como modalidades específicas de la invención
y que las personas que tienen habilidades ordinarias en el arte, quedarán capacitadas, con las enseñanzas descritas en la presente, para llevar a cabo diferentes ejemplos de realización con diferentes proporciones y etapas, que quedarán dentro del verdadero alcance de la invención, como se define en las siguientes reivindicaciones:
Claims
REIVINDICACIONES. 1. Un sólo producto multifuncional para formulaciones de detergente, que comprende materias primas o minerales primarios naturales o parcialmente tratados, o productos intermedios de los mismos, balanceados, mezclados y reaccionados en un horno, para proporcionar un producto que tiene óxidos esenciales en las formulaciones de detergente, que es soluble en agua y que se desempeña como formador, acondicionador, relleno, agente catalítico y agente neutralizante, entre otros, en formulaciones de detergente y en los procesos para su fabricación.
2. El solo producto multifuncional, como se reivindicó en la reivindicación 1 , en donde el producto que tiene los óxidos esenciales en las formulaciones de detergente, está en la forma de un polvo.
3. El solo producto multifuncional, como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde el producto que tiene los óxido esenciales en las formulaciones de detergente, está en la forma de un vidrio.
4. El solo producto multifuncional, como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde los óxidos esenciales en las formulaciones de detergente, comprenden óxido de fósforo (P 05), oxido de sodio (Na2O), sílice (SÍO2), así como otros ingredientes adicionales.
5. El solo producto multifuncional, como se reivindicó en la reivindicación 1 , en donde los óxidos esenciales en la formulación de detergente, proviene de materias primas o minerales primarios naturales o parcialmente tratados, que comprenden roca fosfórica, mena de sulfato de sodio, trona y arena sílice.
6. El solo producto multifuncional, como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde las materias primas o minerales primarios naturales o parcialmente tratados son minerales molidos o desmenuzados.
7. El solo producto multifuncional, como se reivindicó en la reivindicación 1 , en donde los óxidos esenciales en la formulación de detergente, provienen de productos intermedios que comprenden ácido fosfórico, bicarbonato de sodio y sílice.
8. Un proceso para producir un sólo producto multifuncional para formulaciones de detergente, que comprende: mezclar una mezcla balanceada de materias primas o minerales primarios naturales o parcialmente tratados, o productos intermedios de los mismos; y hacer reaccionar la mezcla en un reactor, para proporcionar un polvo o un vidrio, que contiene los óxidos esenciales para las formulaciones de detergente.
9. El proceso como se reivindicó en la reivindicación 8, en donde los óxidos esenciales en las formulaciones de detergente, comprenden óxido de
fósforo (P2O5), óxido de sodio (Na20), sílice (SiO2), así como otros ingredientes adicionales.
10. El proceso como se reivindicó en la reivindicación 8, en donde los óxidos esenciales para la formulación de detergente, proviene de un solo producto que comprende materias primas o minerales primarios naturales o
parcialmente tratados, que incluyen roca fosfórica, mena de sulfato de sodio, trona y arena sílice.
11. El proceso como se reivindicó en la reivindicación 8, en donde los óxidos esenciales para la formulación de detergente, proviene de productos intermedios que comprenden ácido fosfórico, bicarbonato de sodio y sílice.
12. El proceso como se reivindicó en la reivindicación 8, en donde la etapa de hacer reaccionar la mezcla en un horno, se lleva a cabo a una temperatura por debajo del punto de fusión de la mezcla, para producir un
polvo.
13. El proceso como se reivindicó en la reivindicación 8, en donde la etapa de reacción de la mezcla en el horno, se lleva a cabo a una temperatura de reacción y fusión de la mezcla, para proporcionar un vidrio.
14. El proceso como se reivindicó en la reivindicación 8, en donde la
etapa de reacción se lleva a cabo a una temperatura desde la temperatura
ambiente hasta aproximadamente 600°C.
15. El proceso como se reivindicó en la reivindicación 8, que comprende disolver el producto en un solvente, para producir un producto líquido para las formulaciones de detergente.
16. El proceso como se reivindicó en la reivindicación 8, que
comprende tratar térmicamente el vidrio o producto en polvo, para modificar la estructura química del producto.
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