ES2254172T3 - Composiciones detergentes. - Google Patents
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Abstract
Una pastilla de detergente con suavizante para el lavado de ropa que comprende arcilla y un tensioactivo de lavado de ropa, en la que la pastilla es una masa comprimida de partículas y al menos el 50 % en peso de la arcilla está presente en forma de gránulos que tienen un tamaño de al menos 100 µm.
Description
Composiciones detergentes.
Esta invención se refiere a pastillas de
detergente con suavizante para el lavado de ropa que contienen altos
niveles de arcilla suavizante y, en particular, se refiere a dichas
composiciones en forma de pastillas.
Es habitual proporcionar composiciones
detergentes en forma de pastillas elaboradas por compactación de una
composición detergente en forma de partículas. Normalmente se
incluye una pequeña cantidad de aglutinante en la composición con
el fin de potenciar la integridad de las pastillas.
Aunque es necesario que las pastillas tengan una
buena integridad antes de su uso, también lo es que puedan
disgregarse rápidamente durante su uso, al entrar en contacto con el
agua de lavado. Es habitual incluir un disgregante que potencie la
disgregación de la pastilla. Se conocen diversas clases de
disgregantes, incluyendo la clase en la que la disgregación es
causada por el hinchamiento del disgregante. En la bibliografía
existente, se han propuesto diversos disgregantes por hinchamiento,
prefiriéndose principalmente los almidones, las celulosas y los
polímeros orgánicos hidrosolubles. También se han mencionado, por
ejemplo en la patente EP-A-466.484,
disgregantes por hinchamiento inorgánicos como la arcilla tipo
bentonita.
En ese ejemplo, el mismo material actúa como
aglutinante y como disgregante. Dicha memoria también menciona que
el disgregante puede proporcionar propiedades reforzantes de la
detergencia, antirredeposición y suavizantes adicionales. La
cantidad de disgregante es preferiblemente de 1% a 5%. En la patente
EP-A-466.484, se propone que la
pastilla puede tener una estructura heterogénea que comprende una
pluralidad de regiones diferenciadas, por ejemplo, capas, piezas de
inserción o recubrimientos.
En el documento WO98/40463, el disgregante es un
material como almidón o celulosa y se introduce básicamente en
forma de granulado solamente.
La patente
JP-A-9/87696 se refiere a pastillas
que contienen una composición detergente no iónica con un
tensioactivo no iónico como principal componente y, en particular,
se refiere a evitar que el tensioactivo no iónico rezume a través
de las pastillas durante su almacenamiento y también se refiere al
hecho de que el tensioactivo no iónico provoca una pérdida del
efecto suavizante que debe tenerse en cuenta cuando se incluye una
arcilla suavizante. Describe la formación de pastillas que
contienen mineral de arcilla finamente dividido, junto con un
vehículo absorbente de aceite finamente dividido y un
disgregante.
Sería deseable proporcionar pastillas con
suavizante para el lavado de ropa que contengan suficiente arcilla
para conseguir un efecto suavizante significativo. Aunque la arcilla
en pequeñas cantidades proporciona un efecto disgregante, las
cantidades de arcilla que proporcionan un efecto suavizante útil,
desgraciadamente pueden tender a impedir la disgregación en lugar
de potenciarla. Esto se debe a que el contenido de arcilla de la
pastilla, debido a las elevadas cantidades que se precisan para el
suavizado, puede presentar una tendencia a gelificar al contacto
con el agua, formando una capa de gel alrededor de la pastilla que
impide la penetración del agua en la pastilla e inhibe, por tanto,
la dispersión de la pastilla.
Sería por tanto deseable poder incorporar la
arcilla a la pastilla de tal manera que se reduzca su tendencia a
gelificar a altas concentraciones de arcilla y se aumente el efecto
de disgregación de la arcilla en la pastilla.
Según una realización de la invención, se
proporciona una pastilla de detergente con suavizante para el lavado
de ropa que comprende arcilla y un tensioactivo para el lavado de
ropa, en donde la pastilla es una masa comprimida de partículas,
estando presente al menos el 50% en peso de la arcilla como gránulos
que tienen un tamaño de al menos 100 \mum. La arcilla es
normalmente el principal componente de los gránulos y, normalmente,
está presente en una cantidad de al menos 30%, normalmente al menos
50% y preferiblemente al menos 75%, en peso de los gránulos. Los
gránulos están formados preferiblemente por al menos 90% en peso de
arcilla.
Preferiblemente al menos el 60%, normalmente al
menos el 75% y con máxima preferencia al menos el 90% de la arcilla
está presente en forma de gránulos de al menos 100 \mum, pero
normalmente de menos de 1.700 \mum.
La pastilla puede contener al menos un 5%,
preferiblemente al menos un 8% y con máxima preferencia al menos un
10%, de arcilla en peso de la pastilla. La cantidad puede ser menos
del 25%, normalmente menos del 20% y preferiblemente no más del 15%
en peso de la pastilla.
Preferiblemente, al menos el 70% y
preferiblemente al menos el 90% en peso de la arcilla está presente
como gránulos con un tamaño de entre 150 \mum y 850 \mum.
Preferiblemente, básicamente la totalidad (p. ej., al menos el 90%
o el 95% en peso) de las partículas que forman las pastillas tienen
un tamaño de al menos 100 \mum, generalmente de 100 a 1.700
\mum.
Según un segundo aspecto de la invención, se
proporciona un proceso para elaborar pastillas de detergente con
suavizante para el lavado de ropa que comprenden arcilla y
tensioactivo para el lavado de ropa, que comprende proporcionar al
menos el 50% en peso de la arcilla como gránulos de arcilla que
tienen un tamaño de al menos 100 \mum, mezclar los gránulos de
arcilla con otros componentes de la pastilla en forma de partículas
y comprimir la mezcla para formar pastillas.
Al menos el 50%, preferiblemente el 70% y con
máxima preferencia al menos el 90% en peso de la arcilla es
preferiblemente en forma de gránulos con un tamaño de entre 100
\mum y 1.700 \mum, preferiblemente de 100 a 1.180 \mum y con
máxima preferencia de 150 a 850 \mum. La cantidad de partículas
finas, es decir, partículas de arcilla que tienen un tamaño
inferior a 20 \mum y preferiblemente inferior a 10 \mum, es
preferiblemente menos del 10% en peso del total de arcilla, y con
máxima preferencia es menos del 5% y generalmente menos del 1% en
peso del total de arcilla.
Gracias a la introducción de la arcilla como
gránulos (en lugar de como partículas finas), es posible aumentar
la cantidad de arcilla que se puede incluir sin causar gelificación.
Además, al incluir la arcilla como gránulos en lugar de como
partículas finas, aumenta el efecto de disgregación de la
arcilla.
Los gránulos pueden estar formados por técnicas
de granulación de arcilla convencionales donde las partículas finas
de arcilla se granulan, por ejemplo, mediante aglomeración o
extrusión. La formación de gránulos se facilita normalmente
realizando la granulación en presencia de un aglutinante.
Preferiblemente, el aglutinante comprende agua o, más
habitualmente, consiste prácticamente en agua. Por tanto, los
gránulos pueden consistir prácticamente solo en arcilla (p. ej.,
por encima del 90% en peso de arcilla).
Si se desea, no obstante, se pueden incorporar
otros materiales como aglutinante, por ejemplo compuestos
polihidroxi hidrosolubles (como glicerol) u otros aglutinantes de
arcilla convencionales, que son preferiblemente hidrosolubles de
manera libre. La cantidad total de aglutinante es normalmente menos
del 10% en peso y, generalmente, menos del 5% en peso de los
gránulos. Si se desea, se pueden incluir otros materiales en los
gránulos, como manera conveniente de introducir dichos materiales
en las pastillas. La cantidad de arcilla, no obstante, es
normalmente al menos el 50% y preferiblemente al menos el 70% o el
80% en peso de los gránulos.
Los gránulos de arcilla pueden estar distribuidos
básicamente de manera uniforme en la totalidad de la pastilla,
donde la alta concentración potenciará un efecto suavizante y la
concentración y la forma granulada potenciarán el efecto de
disgregación en toda la pastilla. De forma alternativa, la
concentración de los gránulos puede ser superior en una o más
regiones primarias de la pastilla que en una o más regiones
secundarias de la pastilla. Por ejemplo, en una realización, las
primeras regiones pueden contener una cantidad de gránulos de
arcilla que es al menos 1,5 veces, y a menudo de 2 a 5 veces,
superior a la cantidad de arcilla de las segundas regiones. De esta
manera, es posible inducir a las primeras regiones a que se
dispersen más rápidamente que las segundas regiones. La cantidad de
arcilla de las primeras regiones es normalmente al menos el 5% y a
menudo al menos el 10% en peso de las primeras regiones. La
cantidad de arcilla de las segundas regiones es normalmente al
menos el 0,1%, por ejemplo del 1% al 5%, en peso de la segunda
región o de cada una de las segundas regiones. Normalmente, al
menos el 60% en peso de la cantidad total de arcilla, y a menudo del
70% o 75% hasta el 80% o el 90%, en peso de la cantidad total de
arcilla se encuentra en la primera región o en cada una de las
primeras regiones, estando el resto presente en la segunda región o
en cada una de las segundas regiones.
La pastilla normalmente contendrá al menos un 5%
en peso de detergentes de lavado de ropa, normalmente incluyendo
tensioactivos no iónicos y/o aniónicos. Si se desea, el tensioactivo
también puede estar presente en una mayor concentración en algunas
regiones en comparación con otras regiones (p. ej., al menos 1,5
veces más y normalmente de 2 a 5 veces más). Generalmente, al menos
un 5% en peso del tensioactivo no iónico y/o aniónico está presente
en cualquiera de las primeras regiones de la pastilla que tenga una
concentración de arcilla superior a las demás regiones de la
pastilla.
Normalmente se incluye en la pastilla una enzima
de lavado de ropa. Cuando la arcilla está presente en una
concentración superior en una o más primeras regiones, se prefiere
que en estas regiones haya mayor proporción de enzima que las demás
regiones, por ejemplo, la cantidad en las primeras regiones debería
ser normalmente al menos 1,5 veces, y a menudo al menos 2 o al
menos 5 veces, más que la cantidad de las demás regiones, para que
la enzima se disperse lo más rápidamente posible, junto con la
rápida dispersión de las primeras regiones en el agua de
lavado.
La pastilla a menudo contiene blanqueador para
lavado de ropa. Si la arcilla tiene una concentración mucho mayor
en una o más de las primeras regiones que en las segundas regiones,
la concentración de blanqueador es preferiblemente mayor en las
segundas regiones que en las primeras regiones. Preferiblemente, la
concentración de blanqueador en la segunda región o en cada una de
las segundas regiones es al menos 1,5 veces superior a la
concentración de la primera región o de cada una de las primeras
regiones y preferiblemente básicamente todo el blanqueador está en
la segunda región o en cada una de las segundas regiones.
Generalmente, es preferible que la pastilla
contenga también un floculante para la arcilla, para facilitar la
deposición de la arcilla en la superficie del tejido. Resulta
conveniente elaborar las pastillas de manera que la arcilla se
disperse más rápidamente que el agente floculante. Por ejemplo, el
agente floculante y la arcilla se pueden mantener separados
físicamente entre sí y esto se consigue en cierta medida si la
arcilla está confinada en gránulos diferenciados, incluso con una
distribución uniforme del agente floculante en toda la pastilla. No
obstante, si los gránulos arcilla están concentrados en una o más
regiones primarias, generalmente es preferible incluir el agente
floculante en una o más regiones secundarias que se dispersarán más
lentamente que las regiones primarias. Preferiblemente, básicamente
todo el agente floculante está en la segunda región o en cada una
de las segundas regiones.
No es esencial que todas las regiones secundarias
deban tener la misma composición y puede haber una o más regiones
que tengan una composición diferente de las demás regiones
secundarias.
Las diferentes regiones primarias y secundarias
(cuando están presentes) pueden ser dominios u otras zonas de la
pastilla, por ejemplo creadas por conformación de la pastilla a
partir de gránulos de arcilla y otro material en forma de
partículas gruesas, de forma típica por encima de 1 mm, en donde
algunas de esas partículas gruesas de gran tamaño o todas ellas
tienen un contenido y el resto tiene otro, y de ese modo se
conforman las regiones primarias y secundarias en la pastilla
comprimida. Preferiblemente, sin embargo, cada región es una capa y
la pastilla es una pastilla de múltiples capas con al menos dos
capas. A menudo se prefiere que deba haber tres capas, siendo la
pastilla de forma típica un sándwich con capas similares en cada una
de las superficies exteriores y una capa central diferente. Las
diferentes capas pueden tener diferentes colores.
De forma típica, las regiones primarias contienen
de 20% a 80%, a menudo alrededor de 40% a 60% y normalmente
aproximadamente 50%, en peso de la pastilla y las regiones
secundarias contienen el resto.
Las pastillas de la invención son de un tamaño
que es conveniente para su dosificación en una lavadora. El tamaño
preferido es de 10 g a 150 g y el tamaño se puede seleccionar según
la carga de lavado prevista y el diseño de la lavadora que se
utilice.
Las pastillas de detergente de la presente
invención se pueden preparar mezclando simplemente los componentes
sólidos entre sí y comprimiendo la mezcla en una prensa de pastillas
convencional, como las que se usan, por ejemplo, en la industria
farmacéutica. Preferiblemente los componentes principales, en
especial los tensioactivos gelificantes, se utilizan en forma de
partículas. Cualquier ingrediente líquido, por ejemplo un
tensioactivo o supresor de las jabonaduras, puede incorporarse de
manera convencional a los ingredientes sólidos en forma de
partículas.
Los ingredientes como el aditivo reforzante de la
detergencia y el tensioactivo se pueden secar por pulverización de
forma convencional y compactar a continuación a una presión
adecuada. Las pastillas según la invención se comprimen utilizando
preferiblemente una fuerza de menos de 100.000 N, más
preferiblemente menos de 50.000 N, aún más preferiblemente menos de
5.000 N y con máxima preferencia menos de 3.000 N. Es más, la
realización más preferida es una pastilla comprimida utilizando una
fuerza de menos de 2.500 N.
El material en forma de partículas utilizado para
la producción de la pastilla de esta invención se puede preparar
mediante cualquier procedimiento de particulación o granulación. Un
ejemplo de un proceso de este tipo es el secado por pulverización
(en una torre de secado por pulverización a corriente o
contracorriente) que, de forma típica, da lugar a valores bajos de
densidad aparente de 600 g/l o inferiores. Se pueden preparar
materiales en forma de partículas de mayor densidad por granulación
y densificación en un mezclador/granulador de alta cizalla de lotes
o mediante procedimientos de granulación y densificación continuos
(por ejemplo, con mezcladores Lodige(R) CB y/o
Lodige(R) KM). Otros procedimientos adecuados incluyen los
procedimientos en lecho fluido y los procesos de compactación (por
ejemplo, compactación con rodillo), extrusión así como cualquier
material en forma de partículas preparado mediante cualquier proceso
químico como floculación o sinterización por cristalización. Las
partículas individuales también pueden ser cualquier otro tipo de
partículas, gránulos, esferas o granos.
Los componentes del material en forma de
partículas pueden mezclarse por cualquier medio convencional. El
lote puede prepararse de forma adecuada, por ejemplo, en un
mezclador horizontal, un mezclador Nauta, un mezclador de cinta o
cualquier otro. Otra alternativa es realizar el proceso de mezclado
de forma continua dosificando en peso y dispensando cada componente
sobre una cinta en movimiento y mezclándolos en uno más tambores o
mezcladores. Puede rociarse un aglutinante no gelificante sobre la
mezcla de algunos, o de todos, los componentes del material en
forma de partículas. También pueden rociarse otros ingredientes
líquidos sobre la mezcla de los componentes, bien por separado o
premezclados. Por ejemplo, se pueden pulverizar perfumes y
suspensiones acuosas de abrillantadores ópticos. Puede añadirse un
fluidificante finamente dividido (agentes formadores de polvo como
zeolitas, carbonatos, sílices) al material en forma de partículas
tras pulverizar el aglutinante, preferiblemente al final del
proceso, para hacer la mezcla menos pegajosa.
Las pastillas se pueden fabricar utilizando
cualquier proceso de compactación como compresión, briqueteado o
extrusión, preferiblemente compresión. Los equipos adecuados
incluyen una prensa de émbolo o rotatoria estándar [como
Courtoy(R), Korch(R), Manesty(R), o
Bonals(R)]. Las pastillas preparadas según esta invención
tienen preferiblemente un diámetro de entre 20 mm y 60 mm,
preferiblemente de al menos 35 mm y hasta 55 mm, y un peso
entre 25 g y 100 g. La relación entre altura y diámetro (o anchura) de las pastillas es preferiblemente mayor que 1:3, más preferiblemente mayor que 1:2. La presión de compactación utilizada para preparar estas pastillas puede no superar los 100.000 kN/m^{2}, preferiblemente no excediendo los 30.000 kN/m^{2}, más preferiblemente no excediendo los 5.000 kN/m^{2}, aún más preferiblemente no excediendo los 3.000 kN/m^{2} y con máxima preferencia no excediendo los 1.000 kN/m^{2}. En una realización preferida según la invención, la pastilla tiene una densidad de al menos 0,9 g/cc, más preferiblemente de al menos 1,0 g/cc, y preferiblemente de menos de 2,0 g/cc, más preferiblemente de menos de
1,5 g/cc, aún más preferiblemente de menos de 1,25 g/cc y con máxima preferencia de menos de 1,1 g/cc.
entre 25 g y 100 g. La relación entre altura y diámetro (o anchura) de las pastillas es preferiblemente mayor que 1:3, más preferiblemente mayor que 1:2. La presión de compactación utilizada para preparar estas pastillas puede no superar los 100.000 kN/m^{2}, preferiblemente no excediendo los 30.000 kN/m^{2}, más preferiblemente no excediendo los 5.000 kN/m^{2}, aún más preferiblemente no excediendo los 3.000 kN/m^{2} y con máxima preferencia no excediendo los 1.000 kN/m^{2}. En una realización preferida según la invención, la pastilla tiene una densidad de al menos 0,9 g/cc, más preferiblemente de al menos 1,0 g/cc, y preferiblemente de menos de 2,0 g/cc, más preferiblemente de menos de
1,5 g/cc, aún más preferiblemente de menos de 1,25 g/cc y con máxima preferencia de menos de 1,1 g/cc.
Las pastillas de múltiples capas se pueden
elaborar utilizando las técnicas conocidas.
La solidez de la pastilla según la invención
puede mejorarse adicionalmente fabricando una pastilla recubierta,
cubriendo el recubrimiento una pastilla no recubierta según la
invención, con lo que se mejoran adicionalmente las características
mecánicas de la pastilla mientras se mantiene o mejora
adicionalmente la dispersión.
En una realización de la presente invención, las
pastillas pueden recubrirse de manera que la pastilla no absorba
humedad, o absorba humedad únicamente a una velocidad muy reducida.
El recubrimiento también es lo suficientemente resistente como para
que los choques mecánicos moderados a los que se somete a las
pastillas durante la manipulación, el acondicionamiento y el
transporte sólo produzcan niveles muy bajos de rotura o desgaste.
Por último, el recubrimiento es preferiblemente quebradizo de modo
que la pastilla se rompa cuando se someta a choques mecánicos más
fuertes. Asimismo, resulta ventajoso que el material de
recubrimiento se disperse en condiciones alcalinas o sea fácilmente
emulsionado por los tensioactivos. Esto contribuye a evitar el
problema de los residuos visibles en la ventana de una lavadora de
carga frontal durante el ciclo de lavado y también evita la
deposición de partículas o de grumos de material de recubrimiento en
la carga de ropa.
La hidrosolubilidad se mide mediante el protocolo
de prueba ASTM E1148-87 titulado "Método de ensayo
estándar para la determinación de la hidrosolubilidad".
Materiales de recubrimiento adecuados son los
ácidos dicarboxílicos. Los ácidos dicarboxílicos especialmente
adecuados se seleccionan del grupo que consiste en ácido oxálico,
ácido malónico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico,
ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico,
ácido undecanodioico, ácido dodecanodioico y ácido tridecanodioico
y mezclas de los mismos. El material de recubrimiento tiene un punto
de fusión preferiblemente de 40ºC a 200ºC.
El recubrimiento se puede aplicar de diferentes
formas. Dos métodos de recubrimiento preferidos son a) recubrimiento
con un material fundido y b) recubrimiento con una solución del
material.
En a) el material de recubrimiento se aplica a
una temperatura superior a su punto de fusión y se solidifica sobre
la pastilla. En b) el recubrimiento se aplica en forma de solución y
se seca el disolvente para dejar un recubrimiento uniforme. El
material prácticamente insoluble se puede aplicar a la pastilla, por
ejemplo, mediante pulverización o inmersión. Normalmente, cuando el
material fundido se pulveriza sobre la pastilla, éste solidifica
rápidamente formando un recubrimiento uniforme. Cuando las pastillas
se sumergen en el material fundido y después se sacan, el rápido
enfriamiento vuelve a producir una rápida solidificación del
material de recubrimiento. Evidentemente, los productos básicamente
insolubles con un punto de fusión inferior a 40ºC no son
suficientemente sólidos a temperatura ambiente y se ha observado que
los materiales que tienen un punto de fusión superior a
aproximadamente 200ºC no pueden ser utilizados. Preferiblemente, los
materiales se funden en el intervalo de temperatura de 60ºC a
160ºC, más preferiblemente de 70ºC a 120ºC.
Por "punto de fusión" se entiende la
temperatura a la cual el material cuando se calienta lentamente, por
ejemplo en un tubo capilar, se convierte en un líquido
transparente.
Según la presente invención se puede aplicar un
recubrimiento con cualquier espesor deseado. Para la mayoría de los
fines, el recubrimiento representa de 1% a 10%, preferiblemente de
1,5% a 5%, del peso de la pastilla.
Los recubrimientos de las pastillas son
preferiblemente muy duros y proporcionan una mayor resistencia a la
pastilla.
En una realización preferida de la presente
invención, la fractura del recubrimiento durante el lavado se ve
favorecida si se añade un disgregante al recubrimiento. Este
disgregante se hinchará al entrar en contacto con el agua y romperá
el recubrimiento en pequeños trozos. Esto favorecerá la dispersión
del recubrimiento en la solución de lavado. El disgregante se
suspende en la masa fundida de recubrimiento a un nivel de hasta
30%, preferiblemente de 5% a 20% y con máxima preferencia de 5% a
10%, en peso. En el Handbook of Pharmaceutical Excipients (1986) se
describen posibles disgregantes. Ejemplos de disgregantes adecuados
incluyen almidón (almidón natural, modificado o pregelatinizado,
gluconato sódico de almidón), gomas (goma agar, goma guar, goma de
algarroba, goma de karaya, goma de pectina, goma de tragacanto),
croscarmelosa sódica, crospovidona, celulosa, carboximetilcelulosa,
ácido algínico y sus sales como alginato de sodio, dióxido de
silicona, arcilla, polivinilpirrolidona, polisacáridos de soja,
resinas de intercambio iónico y mezclas de los mismos.
Dependiendo de la composición de la materia prima
y de la forma de las pastillas, la fuerza de compactación utilizada
puede ajustarse para que no afecte a la resistencia a la tracción y
al tiempo de desintegración en la lavadora. Este procedimiento se
puede utilizar para preparar pastillas homogéneas o laminares de
cualquier tamaño y forma.
Para una pastilla cilíndrica, la resistencia a la
tracción corresponde a la tensión de fractura diametral (DFS) que
es una manera de expresar la resistencia de una pastilla, y viene
determinada por la siguiente ecuación:
= \frac{2
F}{\pi D
t}
donde F es la fuerza máxima
(Newton) precisa para causar un fallo de tracción (fractura) medida
con un comprobador de dureza de pastillas VK 200 de Van Kell
industries, Inc. D es el diámetro de la pastilla y t es el espesor
de la
pastilla.
(Method Pharmaceutical Dosage Forms: Tablets,
vol. 2, págs. 213 a 217). Un comprimido con una tensión de fractura
diametral inferior a 20 kPa se considera que es frágil y es probable
que al consumidor le lleguen algunos comprimidos rotos. Se prefiere
una tensión de fractura diametral mínima de 25 kPa.
Esto se aplica de manera similar a pastillas no
cilíndricas, para definir la resistencia a la tracción, en la que
la sección transversal normal a la altura de la pastilla es no
redondeada, y en la que la fuerza se aplica a lo largo de una
dirección perpendicular a la dirección de la altura de la pastilla y
normal al lado de la pastilla, siendo el lado perpendicular a la
sección transversal no redondeada.
En otra realización preferida de la presente
invención las pastillas comprenden además un agente
efervescente.
La efervescencia, según se define en la presente
memoria, indica el desprendimiento de burbujas de gas en un líquido
como resultado de una reacción química entre una fuente de ácido
soluble y un carbonato de metal alcalino, con producción de dióxido
de carbono gaseoso,
es
decir,
C_{6}H_{8}O_{7} + 3NaHCO_{3}
Na_{3}C_{6}H_{5}O_{7} + 3CO_{2} +
3H_{2}O
Otros ejemplos de fuentes de ácido y carbonato y
otros sistemas efervescentes se pueden encontrar en: (Pharmaceutical
Dosage Forms: Tablets, vol. 1, págs. 287 a 291).
Además de los componentes detergentes, a la
mezcla de la pastilla se puede añadir un efervescente. La adición
de este efervescente a la pastilla de detergente mejora el tiempo de
disgregación de la pastilla. La cantidad será preferiblemente del
5% al 20% y con máxima preferencia del 10% al 20% en peso de la
pastilla. Preferiblemente el agente efervescente debería añadirse
en forma de aglomerado de las diferentes partículas o en forma
compacta y no en forma de partículas separadas.
Debido al gas producido por la efervescencia en
la pastilla, la pastilla puede tener una DFS superior y seguir
presentando el mismo tiempo de disgregación que una pastilla sin
efervescencia. Cuando la DFS de la pastilla con efervescencia se
mantiene igual que la de una pastilla sin efervescencia, la
disgregación de la pastilla con efervescencia será más rápida.
Se pudo conseguir una mejor dispersión utilizando
compuestos como el acetato sódico o la urea. También puede
encontrarse una lista de coadyuvantes de la dispersión adecuados en
Pharmaceutical Dosage Forms: Tablets, vol. 1, 2ª edición, editado
por H.A. Lieberman y col., ISBN
0-8247-8044-2.
Se pueden integrar aglutinantes no gelificantes a
las partículas que conforman la pastilla con el fin de facilitar de
manera adicional la dispersión.
Si se utilizan aglutinantes no gelificantes,
aglutinantes no gelificantes adecuados incluyen polímeros sintéticos
orgánicos como los polietilenglicoles, polivinilpirrolidonas,
poliacrilatos y copolímeros de acrilato hidrosolubles. En el
Handbook of Pharmaceutical Excipients, 2ª ed., se ofrece la
siguiente clasificación de aglutinantes: goma arábiga, ácido
algínico, carbomer, carboximetilcelulosa sódica, dextrina,
etilcelulosa, gelatina, goma guar, aceite vegetal hidrogenado tipo
I, hidroxietilcelulosa, hidroxipropil metilcelulosa, glucosa
líquida, silicato de aluminio y magnesio, maltodextrina,
metilcelulosa, polimetacrilatos, povidona, alginato sódico, almidón
y zeína. Los aglutinantes más preferidos tienen también una función
limpiadora activa en el lavado de ropa como los polímeros
catiónicos, por ejemplo, compuestos cuaternarios de
hexametilendiamina etoxilada, bishexametilentriaminas u otros como
las pentaaminas, las polietilenaminas etoxiladas y los polímeros
acrílico/maleico.
Los materiales aglutinantes no gelificantes
preferiblemente se pulverizan y tienen por tanto una temperatura de
punto de fusión inferior a 90ºC, preferiblemente inferior a 70ºC y
aún más preferiblemente inferior a 50ºC para no dañar o degradar
los demás ingredientes activos en la matriz. Los aglutinantes más
preferidos son los aglutinantes líquidos no acuosos (es decir, que
no están en solución acuosa) que se pueden pulverizar en forma
fundida. Sin embargo, también pueden ser aglutinantes sólidos
incorporados a la matriz por adición en seco, pero que tienen
propiedades aglutinantes dentro de la pastilla.
Los materiales aglutinantes no gelificantes se
usan preferiblemente en una cantidad en el intervalo de 0,1% a 15%
de la composición, más preferiblemente por debajo del 5% y,
especialmente si es un material activo de lavado, en una cantidad
inferior al 2% en peso de la pastilla.
Se prefiere evitar los aglutinantes gelificantes,
como los tensioactivos no iónicos, en forma líquida o fundida. Los
tensioactivos no iónicos y otros aglutinantes gelificantes no se
excluyen de las composiciones, pero se prefiere procesarlos en las
pastillas de detergente como componentes de materiales en forma de
partículas y no como líquidos.
Los minerales de arcilla utilizados para
proporcionar las propiedades suavizantes de las composiciones de la
invención se pueden describir como expandibles de tres capas, es
decir, aluminosilicatos y silicatos de magnesio, que tienen una
capacidad de intercambio iónico de al menos 50 meq/100 g de arcilla.
El término "expandible" como se utiliza para describir las
arcillas se refiere a la capacidad de la estructura de la arcilla de
hincharse o expandirse cuando entra en contacto con agua. Las
arcillas expandibles de tres capas utilizadas en la presente
invención son aquellos productos clasificados geológicamente como
esmectitas.
Existen dos clases distintas de arcillas de tipo
esmectita; en la primera, en la retícula cristalina del silicato
está presente óxido de aluminio; en la segunda clase de esmectitas,
en la retícula cristalina del silicato está presente óxido de
magnesio. Las fórmulas generales de estas esmectitas son
Al_{2}(Si_{2}O_{5})_{2}(OH)_{2}
y Mg_{3}(Si_{2}O_{5}) (OH)_{2} para la
arcilla de tipo óxido de aluminio o de tipo óxido magnesio,
respectivamente. También debe reconocerse que el intervalo del agua
de hidratación en las fórmulas anteriores puede variar con el
procesamiento al cual se ha sometido la arcilla. Esto es irrelevante
para el uso de las arcillas tipo esmectita de la presente invención
puesto que las características expandibles de las arcillas
hidratadas vienen dictadas por la estructura de la retícula del
silicato. Además, la sustitución de un átomo por hierro o magnesio
puede ocurrir dentro de la retícula cristalina de las esmectitas,
mientras que los cationes metálicos, como Na+, Ca++, así como H+,
pueden estar simultáneamente presentes en el agua de hidratación
para proporcionar neutralidad eléctrica. Salvo lo señalado a
continuación, dichas sustituciones de cationes son irrelevantes
para el uso de las arcillas de la presente invención puesto que las
propiedades físicas deseables de las arcillas no se ven
prácticamente alteradas por las mismas.
Los aluminosilicatos expandibles de tres capas
útiles en la presente invención se caracterizan además por una
retícula cristalina dioctahédrica, mientras que los silicatos de
magnesio expandibles de tres capas tienen una retícula cristalina
trioctahédrica.
Como se ha señalado antes en la presente memoria,
las arcillas empleadas en las composiciones de la presente
invención contienen contraiones catiónicos como protones, iones de
sodio, iones de potasio, ion calcio, ion magnesio y similares.
Tradicionalmente las arcillas se distinguen dependiendo de si un
catión es predominantemente o exclusivamente absorbido. Por
ejemplo, una arcilla de sodio es aquella en la cual el catión
absorbido es predominantemente sodio. Dichos cationes absorbidos
pueden intervenir en reacciones de intercambio iónico con cationes
presentes en soluciones acuosas. Una reacción de intercambio iónico
típica en la que interviene una arcilla de tipo esmectita se
expresa por la siguiente ecuación:
arcilla tipo
esmectita (Na) + NH_{4}OH _ arcilla tipo esmectita (NH_{4}) +
NaOH.
Puesto que en la reacción de equilibrio anterior,
un peso equivalente de ion amonio sustituye a un peso equivalente
de sodio, se acostumbra a medir la capacidad de intercambio
catiónico (denominada en ocasiones "capacidad de intercambio
básico") en términos de miniequivalentes por 100 mg de arcilla
(meq/100 g). La capacidad de intercambio catiónico de las arcillas
puede medirse de varias formas, incluyendo por electrodiálisis, por
intercambio con ion amonio seguido de titulación o mediante el
procedimiento del azul de metileno, todos ellos descritos en su
totalidad en Grimshaw, "The Chemistry and Physics of Clays",
págs. 264-265, Interscience (1971). La capacidad de
intercambio catiónico de un mineral arcilloso está relacionada con
factores como las propiedades expandibles de la arcilla, la carga
de la arcilla, la cual a su vez, está determinada como mínimo en
parte por la estructura de la retícula y similares. La capacidad de
intercambio iónico de las arcillas varía ampliamente en el
intervalo de aproximadamente 2 meq/100 g para las caolinitas a
aproximadamente 150 meq/100 g, y más, para determinadas arcillas de
la variedad montmorilonita. Las arcillas tipo ilitas tienen una
capacidad de intercambio iónico en algún punto de la parte inferior
del intervalo, es decir, alrededor de 26 meq/100 g para una arcilla
ilita de tipo medio.
Las arcillas ilita y caolinita con sus
capacidades de intercambio iónico relativamente bajas
preferiblemente no se utilizan en las presentes composiciones. De
hecho, dichas arcillas ilita y caolinita constituyen un componente
mayoritario de las manchas arcillosas, y como se ha señalado
anteriormente, se eliminan de las superficies de los tejidos
mediante las composiciones presentes. Sin embargo, se ha descubierto
que las esmectitas, como la nontonita, que tienen una capacidad de
intercambio iónico de aproximadamente 70 meq/100 g, y la
montmorilonita, la cual tiene una capacidad de intercambio iónico
superior a 70 meq/100 g, son útiles en las presentes composiciones
al depositarse sobre los tejidos para proporcionar los beneficios
suavizantes deseados. Por tanto, los minerales de tipo arcilla
útiles en la presente invención pueden caracterizarse como arcillas
de tipo esmectita expandibles de tres capas que tienen una
capacidad de intercambio iónico de como mínimo aproximadamente 50
meq/100 g.
Sin pretender que la teoría sea limitativa, las
ventajas de suavizante (y potencialmente de eliminación de tintes,
etc.) de las composiciones de la invención, se pueden obtener y
atribuir, al parecer, a las características físicas y a las
propiedades de intercambio iónico de las arcillas utilizadas en las
mismas. Esto quiere decir que los experimentos han demostrado que
las arcillas no expandibles, como las caolinitas e ilitas, las
cuales son clases de arcillas que tienen unas capacidades de
intercambio iónico inferior a 50 meq/100 g, no proporcionan los
aspectos beneficios de las arcillas empleadas en las presentes
composiciones.
Las arcillas tipo esmectita utilizadas en las
composiciones de la presente invención son todas ellas comerciales.
Estas arcillas incluyen, por ejemplo, la montmorilonita, la
volchonscoita, la nontronita, la hectorita, la saponita, la
sauconita y la vermiculita. Las arcillas de la presente invención
están disponibles bajo diferentes nombres comerciales como, por
ejemplo, Thixogel #1 y Gelwhite GP de Georgia Kaolin Co., Elizabeth,
Nueva Jersey; Volclay BC y Volclay #325 de American Colloid Co.,
Skokie, Illinois; Black Hills Bentonite BH450 de International
Minerals y Chemicals y Veegum Pro y Veegum F de R.T. Vanderbilt.
Debe destacarse que estos minerales tipo esmectita comercializados
bajo los anteriores nombres comerciales pueden comprender mezclas de
los diferentes productos minerales. Estas mezclas de los minerales
de esmectita resultan adecuadas para su uso en la presente
invención.
Aunque cualquier arcilla tipo esmectita que tenga
una capacidad de intercambio catiónico de al menos aproximadamente
50 meq/100 g es útil en la presente invención, se prefieren
determinadas arcillas. Por ejemplo, Gelwhite GP es una forma
extremadamente blanca de arcilla tipo esmectita y, por consiguiente,
se prefiere cuando se formulan composiciones detergentes granuladas
blancas. Volclay BC, que es un mineral arcilloso de tipo esmectita
que contiene al menos 3% de hierro (expresado como Fe_{2}O_{3})
en la red cristalina y que tiene una capacidad de intercambio
iónico muy elevada, es una de las arcillas más eficientes y eficaces
para su uso en las composiciones de lavado de ropa y es preferida
desde el punto de vista del comportamiento del producto.
Minerales de tipo arcilla adecuados de uso en la
presente invención se pueden seleccionar en virtud del hecho de que
las esmectitas presentan un verdadero patrón de difracción de rayos
X de 14 \ring{A}. Este patrón característico, junto con las
mediciones de la capacidad de intercambio realizadas de la forma
señalada más arriba, proporciona una base para seleccionar
minerales de tipo esmectita particulares para uso en las
composiciones detergentes granuladas descritas en la presente
memoria.
La arcilla está preferiblemente en forma de
gránulos principalmente, estando al menos 50% (y preferiblemente al
menos 75% o al menos 90%) en la forma de gránulos que tienen un
tamaño de al menos 100 \mum hasta 1.800 \mum, preferiblemente
hasta 1.180 \mum, preferiblemente 150-850 \mum.
Preferiblemente, la cantidad de arcilla en los gránulos es de al
menos 50%, normalmente al menos 70% o 90%, del peso de los
gránulos.
Ejemplos no limitativos de tensioactivos útiles
en la presente invención, de forma típica a niveles de
aproximadamente 1% a aproximadamente 55% en peso, incluyen
tensioactivos aniónicos como sulfonatos, sulfatos y éter sulfatos.
Entre ellos se incluyen los alquil C11-C18 benceno
sulfonatos ("LAS") convencionales y los alquil
C10-C20 sulfatos ("AS") primarios de cadena
ramificada y aleatoria, los alquil C10-C18 sulfatos
secundarios (2,3) de fórmula
CH_{3}(CH2)_{x}(CHOSO_{3}-M^{+}) CH_{3} y CH_{3} (CH_{2})_{y}(CHOSO_{3}-M+) CH_{2}CH_{3} donde x e (y + 1) son números enteros de al menos aproximadamente 7, preferiblemente al menos aproximadamente 9, y M es un catión hidrosoluble, especialmente sodio, sulfatos insaturados como oleil sulfato, los alquil alcoxi C10-C18 sulfatos ("AExS"; especialmente los etoxisulfatos EO 1-7), los alquil alcoxi C10-C18 carboxilatos (especialmente los etoxicarboxilatos EO_{1-5}), los éteres de glicerol C10-18, los alquilpoliglicósidos C10-C18 y sus correspondientes poliglicósidos sulfatados y los ésteres de ácido graso alfa-sulfonados C12-C18. Si se desea, también se pueden incluir en las composiciones globales tensioactivos convencionales no iónicos y anfóteros como los alquil C12-C18 etoxilatos ("AE") incluyendo los denominados alquil etoxilatos de pico estrecho y alquil C6-C12 fenol alcoxilatos (especialmente etoxilatos y mezclas de etoxi/propoxi), betaínas y sulfobetaínas C12-C18 ("sultaínas"), óxidos de amina C10-C18 y similares. También se pueden utilizar las N-alquil C10-C18 polihidroxiamidas de ácido graso. Los ejemplos típicos incluyen las N-metilglucamidas C12-C18. Véase el documento WO 92/06154. Otros tensioactivos derivados de azúcares incluyen las N-alcoxi polihidroxiamidas de ácido graso como la N-(3-metoxipropil) C10-C18 glucamida. Pueden utilizarse las glucamidas de N-propil a N-hexil C12-C18 para conseguir una baja formación de jabonaduras. También pueden utilizarse jabones C10-C20 convencionales. Si se desea una alta formación de jabonaduras, pueden utilizarse los jabones de cadena ramificada C10-C16. Resultan especialmente útiles las mezclas de tensioactivos aniónicos y no iónicos. Los textos normativos enumeran otros tensioactivos aniónicos, anfteros, no iónicos o catiónicos convencionales útiles.
CH_{3}(CH2)_{x}(CHOSO_{3}-M^{+}) CH_{3} y CH_{3} (CH_{2})_{y}(CHOSO_{3}-M+) CH_{2}CH_{3} donde x e (y + 1) son números enteros de al menos aproximadamente 7, preferiblemente al menos aproximadamente 9, y M es un catión hidrosoluble, especialmente sodio, sulfatos insaturados como oleil sulfato, los alquil alcoxi C10-C18 sulfatos ("AExS"; especialmente los etoxisulfatos EO 1-7), los alquil alcoxi C10-C18 carboxilatos (especialmente los etoxicarboxilatos EO_{1-5}), los éteres de glicerol C10-18, los alquilpoliglicósidos C10-C18 y sus correspondientes poliglicósidos sulfatados y los ésteres de ácido graso alfa-sulfonados C12-C18. Si se desea, también se pueden incluir en las composiciones globales tensioactivos convencionales no iónicos y anfóteros como los alquil C12-C18 etoxilatos ("AE") incluyendo los denominados alquil etoxilatos de pico estrecho y alquil C6-C12 fenol alcoxilatos (especialmente etoxilatos y mezclas de etoxi/propoxi), betaínas y sulfobetaínas C12-C18 ("sultaínas"), óxidos de amina C10-C18 y similares. También se pueden utilizar las N-alquil C10-C18 polihidroxiamidas de ácido graso. Los ejemplos típicos incluyen las N-metilglucamidas C12-C18. Véase el documento WO 92/06154. Otros tensioactivos derivados de azúcares incluyen las N-alcoxi polihidroxiamidas de ácido graso como la N-(3-metoxipropil) C10-C18 glucamida. Pueden utilizarse las glucamidas de N-propil a N-hexil C12-C18 para conseguir una baja formación de jabonaduras. También pueden utilizarse jabones C10-C20 convencionales. Si se desea una alta formación de jabonaduras, pueden utilizarse los jabones de cadena ramificada C10-C16. Resultan especialmente útiles las mezclas de tensioactivos aniónicos y no iónicos. Los textos normativos enumeran otros tensioactivos aniónicos, anfteros, no iónicos o catiónicos convencionales útiles.
En realizaciones preferidas, la pastilla
comprende al menos un 5% en peso de tensioactivo, más
preferiblemente al menos un 15% en peso, aún más preferiblemente al
menos un 25% en peso y, con máxima preferencia, entre un 35% y un
55% en peso de tensioactivo. La cantidad de tensioactivo aniónico es
preferiblemente al menos 1,5 veces, generalmente al menos 2 ó 3
veces, la cantidad total de los demás tensioactivos.
Opcionalmente, a las composiciones de la presente
invención se les pueden añadir aditivos reforzantes de la
detergencia con el fin de facilitar el control de la dureza mineral.
Pueden usarse aditivos reforzantes de la detergencia inorgánicos y
también orgánicos. Los aditivos reforzantes de la detergencia se
usan de forma típica en las composiciones para el lavado de ropa
para ayudar a eliminar las manchas en forma de partículas.
La cantidad de aditivo reforzante puede variar
ampliamente dependiendo del uso final de la composición.
Los aditivos reforzantes de la detergencia
inorgánicos o que contienen P incluyen, pero no se limitan a, las
sales de metales alcalinos, amonio y alcanolamonio de polifosfatos
(ejemplificados por los tripolifosfatos, pirofosfatos y
metafosfatos poliméricos vítreos), fosfonatos, ácido fítico,
silicatos, carbonatos (incluidos bicarbonatos y sesquicarbonatos),
sulfatos y aluminosilicatos. Sin embargo, en ciertos casos se
requieren aditivos reforzantes de la detergencia sin fosfato. Cabe
destacar que las presentes composiciones actúan sorprendentemente
bien incluso en presencia de los llamados aditivos reforzantes de la
detergencia "débiles" (en comparación con los fosfatos), tales
como el citrato, o en la llamada situación "de infraestructura"
que puede presentarse cuando se utilizan aditivos reforzantes de la
detergencia de zeolita o de silicato laminar.
Ejemplos de aditivos reforzantes de la
detergencia de tipo silicato son los silicatos de metales alcalinos,
especialmente aquellos con una relación SiO_{2}:Na_{2}O en el
intervalo de 1,6:1 a 3,2:1, y los silicatos laminares como, por
ejemplo, los silicatos laminares de sodio, según se describe en la
patente US-4.664.839, concedida el 12 de mayo de
1987 a H. P. Rieck. NaSKS-6 es la marca comercial de
un silicato laminar cristalino comercializado por Hoechst (en
adelante abreviado como "SKS-6"). A diferencia
de los aditivos reforzantes de la detergencia de tipo zeolita, el
aditivo reforzante de la detergencia de tipo silicato Na
SKS-6 no contiene aluminio. El
NaSKS-6 presenta la morfología
delta-Na_{2}SiO_{5} de silicato laminar. Este
puede prepararse por métodos tales como los descritos en las
patentes
DE-A-3.417.649 y DE-A-3.742.043. SKS-6 es un silicato laminar muy preferido de uso en la presente invención, pero también pueden utilizarse en la presente invención otros silicatos laminares de este tipo tales como los que tienen fórmula general NaMSixO_{2}x+1.yH_{2}O, en donde M es sodio o hidrógeno, x es un número de 1,9 a 4, preferiblemente 2, e y es un número de 0 a 20, preferiblemente 0. Otros silicatos laminares de Hoechst incluyen NaSKS-5, NaSKS-7
y NaSKS-11, como formas alfa, beta y gamma. Como se ha indicado anteriormente, el delta-Na_{2}SiO_{5} (forma de
NaSKS-6) es el más preferido para su uso en la presente invención. Otros silicatos pueden ser también útiles como, por ejemplo, el silicato magnésico, que puede servir como agente potenciador de la friabilidad en las formulaciones granuladas, como agente estabilizador para blanqueantes liberadores de oxígeno y como componente de los sistemas reguladores de las jabonaduras.
DE-A-3.417.649 y DE-A-3.742.043. SKS-6 es un silicato laminar muy preferido de uso en la presente invención, pero también pueden utilizarse en la presente invención otros silicatos laminares de este tipo tales como los que tienen fórmula general NaMSixO_{2}x+1.yH_{2}O, en donde M es sodio o hidrógeno, x es un número de 1,9 a 4, preferiblemente 2, e y es un número de 0 a 20, preferiblemente 0. Otros silicatos laminares de Hoechst incluyen NaSKS-5, NaSKS-7
y NaSKS-11, como formas alfa, beta y gamma. Como se ha indicado anteriormente, el delta-Na_{2}SiO_{5} (forma de
NaSKS-6) es el más preferido para su uso en la presente invención. Otros silicatos pueden ser también útiles como, por ejemplo, el silicato magnésico, que puede servir como agente potenciador de la friabilidad en las formulaciones granuladas, como agente estabilizador para blanqueantes liberadores de oxígeno y como componente de los sistemas reguladores de las jabonaduras.
Son ejemplos de agentes reforzantes de tipo
carbonato los carbonatos de metales alcalinotérreos y alcalinos
descritos en la solicitud de patente DE-2.321.001,
publicada el 15 de noviembre de 1.973.
Los aditivos reforzantes de tipo aluminosilicato
son útiles en la presente invención. Los aditivos reforzantes de la
detergencia de tipo aluminosilicato son de gran importancia en la
mayoría de las composiciones detergentes granuladas de limpieza
intensiva actualmente comercializadas y pueden ser también un
aditivo reforzante de la detergencia significativo para las
formulaciones detergentes líquidas. Los aditivos reforzantes de la
detergencia de tipo aluminosilicato incluyen los que tienen la
fórmula empírica:
Mz(zAlO_{2})y] \cdot
xH_{2}O
en donde z e y son números enteros
de al menos 6, la relación molar de z a y está en el intervalo de
1,0 a aproximadamente 0,5, y x es un número entero de
aproximadamente 15 a aproximadamente
264.
Los productos de intercambio iónico de tipo
aluminosilicato útiles se encuentran en el mercado. Estos
aluminosilicatos pueden tener una estructura cristalina o amorfa y
pueden ser aluminosilicatos naturales o sintéticos. En la patente
US-3.985.669, concedida a Krummel y col. el 12 de
octubre de 1976, se describe un método para producir materiales de
intercambio iónico de tipo aluminosilicato. Los materiales de
intercambio iónico de tipo aluminosilicato cristalinos y sintéticos
preferidos de uso en la presente invención se encuentran disponibles
bajo los nombres de Zeolita A, Zeolita P (B), Zeolita MAP y Zeolita
X. En una realización especialmente preferida, el material de
intercambio iónico de tipo aluminosilicato cristalino tiene la
fórmula:
Na_{12}[(AlO_{2})_{12}(SiO_{2})_{12}]
\cdot
xH_{2}O
en donde x es de aproximadamente 20
a aproximadamente 30, especialmente aproximadamente 27. Este
mate-
rial es conocido como Zeolita A. También pueden utilizarse en la presente invención zeolitas deshidratadas
(x = 0 - 10). Preferiblemente, el aluminosilicato tiene un tamaño de partículas de aproximadamente 0,1 a 10 micrómetros de diámetro.
rial es conocido como Zeolita A. También pueden utilizarse en la presente invención zeolitas deshidratadas
(x = 0 - 10). Preferiblemente, el aluminosilicato tiene un tamaño de partículas de aproximadamente 0,1 a 10 micrómetros de diámetro.
Los aditivos reforzantes orgánicos adecuados para
los fines de la presente invención incluyen, aunque no de forma
limitativa, una gran variedad de compuestos de policarboxilato. En
el presente documento, el término "policarboxilato" se refiere
a compuestos que tienen varios grupos carboxilato, preferiblemente
al menos 3 carboxilatos. El aditivo reforzante de la detergencia de
tipo policarboxilato puede ser generalmente añadido a la
composición en forma ácida, aunque también puede ser añadido en
forma de sal neutralizada. Cuando se utiliza en forma de sal, se
prefieren las sales de metales alcalinos, tales como sodio, potasio
y litio, o de alcanolamonio.
Entre los aditivos reforzantes de tipo
policarboxilato se incluyen diferentes categorías de productos
útiles. Una categoría importante de aditivos reforzantes de la
detergencia de tipo policarboxilato son los
éter-policarboxilatos, incluyendo el
oxidisuccinato, como se describe en la patente
US-3.128.287, concedida a Berg el 7 de abril de
1964, y la patente US-3.635.830, concedida a
Lamberti y col. el 18 de enero de 1972. Véanse también los aditivos
reforzantes de la detergencia "TMS/TDS" de la patente
US-4.663.071, concedida a Bush y col. el 5 de mayo
de 1987. Los éter-policarboxilatos adecuados también
incluyen compuestos cíclicos, especialmente compuestos alicíclicos,
tales como los descritos en las patentes
US-3.923.679, US-3.835.163,
US-4.158.635, US-4.120.874 y
US-4.102.903.
Otros aditivos útiles son los
éter-hidroxipolicarboxilatos, los copolímeros de
anhídrido maleico con etileno o vinilmetiléter, el ácido
1,3,5-trihidroxibenceno-2,4,6-trisulfónico
y el ácido carboximetiloxisuccínico, las diversas sales de metales
alcalinos, amonio y amonio sustituido de ácidos poliacéticos tales
como el ácido etilendiaminotetraacético y el ácido
nitrilotriacético, así como los policarboxilatos tales como el ácido
melítico, el ácido succínico, el ácido oxidisuccínico, el ácido
polimaleico, el ácido
benceno-1,3,5-tricarboxílico, el
ácido carboximetiloxisuccínico y sales solubles de los mismos.
Los aditivos de tipo citrato, por ejemplo, el
ácido cítrico y las sales solubles del mismo (particularmente la
sal sódica), son mejoradores de policarboxilato de particular
importancia para las formulaciones detergentes líquidas de limpieza
intensiva por su disponibilidad a partir de recursos renovables y su
biodegradabilidad. Pueden usarse también citratos en las
composiciones granuladas, especialmente junto con aditivos
reforzantes de la detergencia de tipo zeolita y/o silicato laminar.
Los oxidisuccinatos son también especialmente útiles en este tipo
de composiciones y combinaciones.
También resultan adecuados en las composiciones
detergentes de la presente invención los
3,3-dicarboxi-4-oxa-1,6-hexanodioatos
y los compuestos relacionados descritos en la patente
US-4.566.984, concedida a Bush el 28 de enero de
1986. Los aditivos reforzantes de la detergencia de tipo ácido
succínico útiles incluyen los ácidos alquil y alquenil
C5-C20 succínicos y sus sales. Un compuesto
particularmente preferido de este tipo es el ácido
dodecenilsuccínico. Ejemplos específicos de aditivos reforzantes de
la detergencia de tipo succinato incluyen: laurilsuccinato,
miristilsuccinato, palmitilsuccinato,
2-dodecenilsuccinato (preferido),
2-pentadecenilsuccinato y similares. Los
laurilsuccinatos son los aditivos preferidos de este grupo y se
describen en la solicitud de patente
EP-6200690.5/0.200.263, publicada el 5 de noviembre
de 1986.
Otros policarboxilatos adecuados se describen en
la patente US-4.144.226, concedida a Crutchfield y
col. el 13 de marzo de 1979, y en la patente
US-3.308.067, concedida a Diehl el 7 de marzo de
1967. Véase también la patente US-3.723.322
concedida a Diehl.
Los ácidos grasos, p. ej., los ácidos
monocarboxílicos C12-C18, también pueden
incorporarse a las composiciones solos o junto con los anteriores
aditivos reforzantes de la detergencia, especialmente los aditivos
reforzantes de la detergencia de tipo citrato y/o succinato, para
proporcionar una actividad adicional reforzante de la detergencia.
Dicho uso de ácidos grasos dará generalmente lugar a una disminución
de las jabonaduras, lo que deberá ser tenido en cuenta por el
formulador.
Cuando puedan utilizarse aditivos basados en
fósforo, y especialmente en la formulación de pastillas para lavado
a mano de la colada, pueden utilizarse los diversos fosfatos de
metales alcalinos, tales como los bien conocidos tripolifosfatos
sódicos, pirofosfato sódico y ortofosfato sódico. Pueden usarse
también aditivos reforzantes de la detergencia de tipo fosfonato,
tales como el
etano-1-hidroxi-1,1-difosfonato
y otros fosfonatos conocidos (véanse, por ejemplo, las patentes
US-3.159.581, US-3.213.030,
US-3422.021, US-3.400.148 y
US-3.422.137).
Las composiciones detergentes en la presente
invención pueden contener agentes blanqueadores o composiciones
blanqueadoras que contienen un agente blanqueador y uno o más
activadores del blanqueador. Cuando estén presentes, los agentes
blanqueadores estarán de forma típica a niveles de aproximadamente
1% a aproximadamente 30%, de forma más típica de aproximadamente 5%
a aproximadamente 20%, de la composición detergente, especialmente
para el lavado de tejidos. Si están presentes activadores del
blanqueador, su cantidad será de forma típica de aproximadamente
0,1% a aproximadamente 60%, de forma más típica de aproximadamente
0,5% a aproximadamente 40%, de la composición blanqueadora que
comprende el agente blanqueador más el activador del
blanqueador.
blanqueador.
Los agentes blanqueadores en la presente
invención utilizados pueden ser cualquiera de los agentes
blanqueadores útiles para composiciones detergentes para la
limpieza de tejidos, la limpieza de superficies rígidas u otros
fines de limpieza que sean ya conocidos o se conviertan en
conocidos. Estos pueden ser blanqueantes liberadores de oxígeno u
otros agentes blanqueadores. En la presente invención pueden
utilizarse blanqueadores de tipo perborato como, por ejemplo,
perborato de sodio (por ejemplo, monohidratado o
tetrahidratado).
Otra categoría de agente blanqueador que puede
usarse sin restricción son los agentes blanqueadores de ácido
percarboxílico y sales de los mismos. Entre los ejemplos adecuados
de esta clase de agentes se encuentra el monoperoxiftalato
magnésico hexahidrato, la sal magnésica del ácido
metacloroperbenzoico, el ácido
4-nonilamino-4-oxoperoxibutírico
y el ácido diperoxidodecanodioico. Tales agentes blanqueadores se
describen en las patentes US-4.483.781, concedida a
Hartman el 20 de noviembre de 1984; US-740.446,
concedida a Burns y col. el 3 de junio de 1985;
EP-0.133.354, concedida a Banks y col. el 20 de
febrero de 1985, y US-4.412.934, concedida a Chung y
col. el 1 de noviembre de 1983. Entre los agentes blanqueadores muy
preferidos se incluyen también el ácido
6-nonilamino-6-oxoperoxicaproico, como se describe en la patente US-4.634.551, concedida el 6 de enero de 1987 a
Burns y col.
6-nonilamino-6-oxoperoxicaproico, como se describe en la patente US-4.634.551, concedida el 6 de enero de 1987 a
Burns y col.
También pueden utilizarse agentes blanqueadores
peroxigenados. Entre los compuestos blanqueadores peroxigenados
adecuados se encuentran el carbonato sódico peroxihidratado y
blanqueadores de tipo "percarbonato" equivalentes, el
pirofosfato de sodio peroxihidratado, la urea peroxihidratada y el
peróxido de sodio. Puede usarse también un blanqueador de tipo
persulfato (por ejemplo, OXONE, comercializado por DuPont).
Un blanqueante preferido de tipo percarbonato
comprende partículas secas con un tamaño medio de partícula
comprendido entre 500 micrómetros y 1.000 micrómetros; como máximo
aproximadamente el 10% en peso de dichas partículas son menores de
200 micrómetros y como máximo aproximadamente el 10% en peso de
dichas partículas son mayores de 1.250 micrómetros. Opcionalmente,
el percarbonato puede recubrirse con silicato, borato o agentes
tensioactivos hidrosolubles. El percarbonato es comercializado por
diversas empresas tales como FMC, Solvay o Tokai Denka.
Pueden usarse también mezclas de agentes
blanqueadores.
Los agentes blanqueadores peroxigenados, los
perboratos, los percarbonatos, etc. se combinan preferiblemente con
activadores del blanqueador, los cuales conducen a la producción
in situ del peroxiácido correspondiente al activador del
blanqueador en disolución acuosa (es decir, durante el proceso de
lavado). En las patentes US-4.915.854, concedida el
10 de abril de 1990 a Mao y col., y US-4.412.934 se
describen varios ejemplos no limitativos de activadores. Los
activadores de tipo nonanoiloxibencenosulfonato (NOBS) y
tetracetiletilen-diamina (TAED) son típicos,
pudiendo utilizarse también mezclas de los mismos. Véase también la
patente US-4.634.551 para otros blanqueadores y
activadores típicos útiles en la presente invención.
Activadores del blanqueador amidoderivados muy
preferidos son los de las fórmulas siguientes:
R1N(R5)C(O)R2C(O)L
\hskip1cmo
\hskip1cmR1C(O)N(R5)R2C(O)L
en donde R1 es un grupo alquilo que
contiene de aproximadamente 6 a aproximadamente 12 átomos de
carbono, R2 es un alquileno que contiene de 1 a aproximadamente 6
átomos de carbono, R5 es H o alquilo, arilo o alquilarilo que
contiene de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 átomos de carbono
y L es cualquier grupo saliente adecuado. Un grupo saliente es
cualquier grupo que es desplazado del activador del blanqueador como
consecuencia del ataque nucleófilo del anión de perhidrólisis sobre
el activador del blanqueador. Un grupo saliente preferido es el
fenilsulfonato.
Los ejemplos preferidos de activadores del
blanqueador de las fórmulas anteriores incluyen
(6-octanamido-caproil)oxibencenosulfonato,
(6-nonanamidocaproil)oxibencenosulfonato,
(6-decanamido-caproil)oxibencenosulfonato
y mezclas de los mismos, como se describe en la patente
US-4.634.551.
Otra clase de activadores del blanqueador
comprende los activadores de tipo benzoxazina descritos por Hodge y
col. en la patente US-4.966.723, concedida el 30 de
octubre de 1990, e incorporada como referencia en la presente
memoria. Un activador muy preferido del tipo benzoxazina es:
\vskip1.000000\baselineskip
Otra clase más de activadores del blanqueador
preferidos son los activadores de tipo acil-lactama,
especialmente las acilcaprolactamas y las acilvalerolactamas de las
fórmulas:
en donde R6 es H o un grupo
alquilo, arilo, alcoxiarilo o alcarilo que contiene de 1 a
aproximadamente 12 átomos de carbono. Los activadores lactámicos
muy preferidos incluyen benzoil caprolactama, octanoil caprolactama,
3,5,5-trimetilhexanoil caprolactama, nonanoil
caprolactama, decanoil caprolactama, undecenoil caprolactama,
benzoil valerolactama, octanoil valerolactama, decanoil
valerolactama, undecenoil valerolactama, nonanoil valerolactama,
3,5,5-tri-metilhexanoil
valerolactama y mezclas de las mismas. Véase también la patente
US-4.545.784, concedida a Sanderson el 8 de octubre
de 1985, en la que se describen acilcaprolactamas, incluyendo
benzoilcaprolactama, adsorbidas en perborato
sódico.
Agentes blanqueadores distintos de los agentes
blanqueadores oxigenados también son conocidos por la técnica y
pueden ser utilizados en la presente invención. Un tipo de agente
blanqueante no liberador de oxígeno de especial interés son los
agentes blanqueantes fotoactivados tales como las ftalocianinas de
zinc y/o aluminio sulfonadas. Véase la patente
US-4.033.718, concedida el 5 de julio de 1977 a
Holcombe y col. En caso de utilizarse, las composiciones
detergentes contendrán de forma típica de aproximadamente 0,025% a
aproximadamente 1,25%, en peso, de estos blanqueadores,
especialmente de ftalocianuro de zinc sulfonada.
Si se desea, los compuestos blanqueantes pueden
ser catalizados mediante un compuesto de manganeso. Dichos
compuestos son muy conocidos en la técnica e incluyen, por ejemplo,
los catalizadores basados en manganeso descritos en las patentes
US-A-5.246.621,
US-A-5.244.594,
US-A-5.194.416,
US-A-5.114.606 y en las patentes
EP-A-549.271,
EP-A-549.272,
EP-A-544.440 y
EP-A-544.490. Entre los ejemplos
preferidos de estos catalizadores se incluyen
MnIV2(u-O)3(1,4,7-trimetil-1,4,7-triazaciclononano)2(PF6)2,
MnIII2(u-O)1(u-OAc)2(1,4,7-trimetil-1,4,7-triazaciclononano)2-(ClO4)2,
MnIV4(u-O)6(1,4,7-triazaciclononano)4(ClO4)4,
MnIIIMnIV4(u-O)1(u-OAc)2-(1,4,7-trimetil-1,4,7-triazaciclononano)2(ClO4)3,
MnIV(1,4,7-trimetil-1,4,7-triazaciclononano)-
(OCH3)3(PF6) y mezclas de los mismos. Otros
catalizadores de blanqueo basados en metales son los descritos en
las patentes US- 4.430.243 y US-5.114.611. El uso de
manganeso con varios ligandos complejos para mejorar el blanqueado
se describe asimismo en las patentes siguientes:
US-4.728.455, US-5.284.944,
US-5.246.612, US-5.256.779,
US-5.280.117, US-5.274.147,
US-5.153.161 y US-5.227.084.
Como cuestión práctica, y no a modo de
limitación, las composiciones y procesos de la presente invención
pueden ajustarse para obtener del orden de al menos una parte por
diez millones de la especie de catalizador activo de blanqueo en la
solución de lavado acuosa, lo que supondrá preferiblemente de
aproximadamente 0,1 ppm a aproximadamente 700 ppm, más
preferiblemente de aproximadamente 1 ppm a aproximadamente 500 ppm,
de la especie catalítica en la solución de lavado de ropa.
En las formulaciones de la presente invención se
pueden incluir enzimas para distintos fines de lavado de ropa como,
por ejemplo, la eliminación de manchas basadas en proteínas,
hidratos de carbono o triglicéridos o para evitar transferencias de
tintes o para regenerar los tejidos. Las enzimas que se pueden
incorporar son proteasas, amilasas, lipasas, celulasas y
peroxidasas, así como mezclas de las mismas. También se pueden
incluir otros tipos de enzimas. Éstas pueden ser de cualquier origen
apropiado como, p. ej., vegetal, animal, bacteriano, fúngico y de
levadura. Sin embargo, su elección viene gobernada por varios
factores como la actividad de pH y/o los óptimos de estabilidad,
termoestabilidad, estabilidad frente a detergentes activos, aditivos
reforzantes de la detergencia, etc. A este respecto se prefieren
las enzimas bacterianas o fúngicas, tales como las amilasas y
proteasas bacterianas y las celulasas
fúngicas.
fúngicas.
Las enzimas se incorporan normalmente a niveles
suficientes para proporcionar hasta aproximadamente 5 mg en peso,
de forma más típica de aproximadamente 0,01 mg a aproximadamente 3
mg, de enzima activa por gramo de la composición. Dicho de otra
manera, las composiciones en la presente invención comprenderán de
forma típica de aproximadamente 0,001% a aproximadamente 5%,
preferiblemente un 0,01%-1% en peso de una preparación comercial de
enzima. Las enzimas proteasas están normalmente presentes en dichas
preparaciones comerciales a niveles suficientes como para
proporcionar de 0,005 a 0,1 unidades Anson (AU; del inglés, Anson
unit) de actividad por gramo de composición.
Ejemplos adecuados de proteasas son las
subtilisinas que se obtienen a partir de cepas especiales de B.
subtilis y B. licheniformis. Otra proteasa adecuada es
la obtenida de una cepa de Bacillus y que tiene una actividad
máxima en el intervalo de pH 8-12, desarrollada y
vendida por Novo Industries A/S bajo el nombre comercial de
ESPERASE. La preparación de esta enzima y de enzimas análogas se
describe en la patente GB-1.243.784 de Novo. Las
enzimas proteolíticas adecuadas para eliminar las manchas de origen
proteico disponibles en el mercado son las que se comercializan
bajo las marcas ALCALASE y SAVINASE de Novo Industries A/S
(Dinamarca) y MAXATASE de International
Bio-Synthetics, Inc. (Holanda). Otras proteasas
incluyen la Proteasa A (véase la solicitud
EP-A-130.756, publicada el 9 de
enero de 1985) y la Proteasa B (véase la solicitud
EP-87303761.8, presentada el 28 de abril de 1987, y
la solicitud EP-A-130.756, de Bott y
col., publicada el 9 de enero de 1985).
Las amilasas incluyen, por ejemplo, las -amilasas
descritas en la patente
GB-A-1.296.839 (Novo), RAPIDASE,
International Bio-Synthetics, Inc. y TERMAMYL, Novo
Industries.
Las celulasas que se pueden utilizar en la
presente invención incluyen tanto las celulasas bacterianas como
las fúngicas. Preferiblemente, tendrán un pH óptimo de 5 a 9,5. Las
celulasas adecuadas se describen en la patente
US-4.435.307, concedida a Barbesgoard y col. el 6 de
marzo de 1984, que describe la celulosa fúngica producida por
Humicola insolens y la cepa de Humicola DSM1800 o la celulasa
212, producida por un hongo perteneciente al género Aeromonas y la
celulasa extraída del hepatopáncreas de un molusco marino
(Dolabella Auricula Solander). Otras celulasas adecuadas se
describen también en las patentes
GB-A-2.075.028,
GB-A-2.095.275 y
DE-OS-2.247.832. CAREZYME (Novo) es
especialmente útil.
Las enzimas lipasas adecuadas para uso detergente
incluyen aquellas producidas por microorganismos del grupo
Pseudomonas, como Pseudomonas stutzeri ATCC 19.154, como se
describe en la patente GB-1.372.034. Véase también
las lipasas en la solicitud de patente JP-53.20487,
presentada el 24 de febrero de 1978. Esta lipasa
puede adquirirse a Amano Pharmaceutical Co. Ltd., Nagoya, Japón, bajo el nombre Lipasa P "Amano",
en adelante mencionada como "Amano-P". Otras lipasas comerciales son Amano-CES, lipasas de Chromo-
bacter viscosum, por ej., Chromobacter viscosum var. lipoliticum NRRLB 3673, comercializadas por Toyo
Jozo Co., Tagata, Japón; y otras lipasas de Chromobacter viscosum de U.S. Biochemical Corp., EE.UU., y Disoynth Co., Países Bajos, y lipasas de Pseudomonas gladioli. La enzima LIPOLASE derivada de Humicola lanuginosa y comercializada por Novo (véase también EP O 341.947) es una lipasa preferida de uso en la presente in-
vención.
puede adquirirse a Amano Pharmaceutical Co. Ltd., Nagoya, Japón, bajo el nombre Lipasa P "Amano",
en adelante mencionada como "Amano-P". Otras lipasas comerciales son Amano-CES, lipasas de Chromo-
bacter viscosum, por ej., Chromobacter viscosum var. lipoliticum NRRLB 3673, comercializadas por Toyo
Jozo Co., Tagata, Japón; y otras lipasas de Chromobacter viscosum de U.S. Biochemical Corp., EE.UU., y Disoynth Co., Países Bajos, y lipasas de Pseudomonas gladioli. La enzima LIPOLASE derivada de Humicola lanuginosa y comercializada por Novo (véase también EP O 341.947) es una lipasa preferida de uso en la presente in-
vención.
Las enzimas peroxidasas se usan junto con fuentes
de oxígeno, por ejemplo, percarbonato, perborato, persulfato,
peróxido de hidrógeno, etc. Éstas se utilizan para "blanquear la
solución", es decir, para evitar la transferencia de colorantes
o pigmentos liberados de los sustratos durante las operaciones de
lavado a otros sustratos de la solución de lavado. En la técnica se
conocen enzimas peroxidasa e incluyen, por ejemplo, peroxidasa de
rábano picante, ligninasa y haloperoxidasa tal como cloro- y
bromo-peroxidasa. Las composiciones de detergente
que contienen peroxidasa se describen, por ejemplo, en la solicitud
internacional PCT WO 89/099813, concedida el 19 de octubre de 1989
a O. Kirk y asignada a Novo Industries A/S.
Una amplia gama de productos enzimáticos y de
medios para su incorporación a composiciones detergentes sintéticas
se describen también en la patente US-3.553.139,
concedida el 5 de enero de 1971 a McCarty y col. Otras enzimas
también se describen en la patente US-4.101.457,
concedida a Place y col. el 18 de julio de 1978, y en la patente
US-4.507.219, concedida a Hughes el 26 de marzo de
1985. Los materiales enzimáticos útiles para las formulaciones
detergentes líquidas y su incorporación a dichas formulaciones se
describen en la patente US-4.261.868, concedida a
Hora y col. el 14 de abril de 1981. Las enzimas de uso en
detergentes se pueden estabilizar mediante diferentes técnicas. Las
técnicas de estabilización enzimática se describen y ilustran en la
patente US-3.600.319, concedida el 17 de agosto de
1971 a Gedge, y col., y la solicitud EP-0.199.405,
la solicitud EP-86200586.5, publicada el 29 de
octubre de 1986, concedida a Venegas. Los sistemas de estabilización
enzimática también se describen, por ejemplo, en la patente
US-3.519.570.
La mayoría de los polímeros floculantes de
arcillas son polímeros y copolímeros de cadena bastante larga
derivados de monómeros tales como óxido de etileno, acrilamida,
ácido acrílico, dimetilaminoetilmetacrilato, alcohol vinílico,
vinilpirrolidona y etilenimida. Las gomas, como la goma guar,
también son adecuadas.
Se prefieren los polímeros de óxido de etileno,
acrilamida o ácido acrílico. Estos polímeros mejoran
extraordinariamente la deposición de una arcilla suavizante de
tejidos si sus pesos moleculares se encuentran en el intervalo de
100.000 a 10 millones. Son preferidos los polímeros tales que tienen
un peso molecular promedio en peso de 150.000 a 5 millones.
El polímero más preferido es poli(óxido de
etileno). Las distribuciones de los pesos moleculares se pueden
determinar fácilmente mediante cromatografía de filtración en gel
frente a los estándares de poli(óxido de etileno) de distribuciones
limitadas de peso molecular.
La cantidad de floculante es preferiblemente de
0,5-10% en peso de la pastilla y con máxima
preferencia de aproximadamente 2% a 6%.
El floculante está preferiblemente en forma de
gránulos principalmente, con al menos 50% en peso (y preferiblemente
al menos 75% y con máxima preferencia al menos 90%) en forma de
gránulos con un tamaño de al menos 100 \mum hasta 1.800 \mum,
preferiblemente hasta 1.180 \mum y con máxima preferencia
150-850 \mum. Preferiblemente la cantidad de
floculante en los gránulos es de al menos 50%, generalmente al menos
70% o 90%, del peso de los gránulos.
Otros componentes utilizados comúnmente en
composiciones detergentes y que pueden incorporarse a las pastillas
de detergente de la presente invención incluyen agentes quelantes,
agentes repelentes de manchas, agentes de antirredeposición de
suciedad, dispersantes, abrillantadores, antiespumantes, suavizantes
de tejidos, agentes inhibidores de transferencia de colorantes y
perfumes.
Debe tenerse en cuenta que cuando un material de
arcilla se comprime antes de su incorporación a una pastilla o a
una composición limpiadora, se consigue una disgregación o
dosificación mejorada. Por ejemplo, las pastillas que comprenden
arcilla comprimida antes de su incorporación a la pastilla, se
disgregan más rápidamente que las pastillas que comprenden el mismo
material de arcilla que no se ha comprimido antes de su
incorporación a la pastilla. En particular, la cantidad de presión
utilizada para la compresión de la arcilla es importante para
obtener partículas de arcilla que mejoren la disgregación o
dosificación.
Además, cuando las arcillas suavizantes se
comprimen y, a continuación, se incorporan a composiciones
limpiadoras o pastillas, no solo se obtiene una disgregación o
dosificación mejorada, sino también un buen suavizado de los
tejidos.
Preferiblemente, el componente de arcilla se
obtiene mediante compresión de un material de arcilla.
Un proceso preferido comprende las etapas de
someter el material de arcilla a una presión de al menos 10 MPa, o
incluso al menos 20 MPa o incluso 40 MPa. Esto se puede realizar,
por ejemplo, mediante compresión o compactación con rodillo de un
material de arcilla, de manera opcional junto con uno o más de los
demás ingredientes, para formar una pastilla o lámina de arcilla,
preferiblemente seguida de reducción del tamaño, como por triturado,
de la lámina o pastilla de arcilla comprimida, para formar
partículas de arcilla comprimidas. Las partículas se pueden
incorporar a una pastilla o composición limpiadora.
Los métodos de compresión y los métodos de
compactación con rodillo son muy conocidos en la técnica. Por
ejemplo, la compresión de la arcilla se puede realizar con una
prensa de pastillas Lloyd 50K o con un equipo de compactación con
rodillo Chilsonator, de Fitzpatrick Company.
En los ejemplos, se preparó un polvo base
detergente de la composición de la Tabla 1 de la siguiente manera.
Todos los materiales en forma de partículas de la composición base
se mezclaron en un tambor mezclador para formar una mezcla
homogénea en forma de partículas. Durante este mezclado, se
pulverizó el aglutinante.
Se mezclaron 95 partes del polvo base en un
tambor de mezclado y se diluyeron con 5 partes de una arcilla tipo
montmorilonita.
Las pastillas se prepararon de la siguiente
manera. Se introdujeron 42,8 g de la mezcla en un molde de forma
circular con un diámetro de 5,4 cm y se comprimieron para obtener
una resistencia a la tracción (o tensión de fractura diametral) en
la pastilla de 15 kPa.
El nivel de residuo en el dispensador de una
lavadora se valoró por medio de la "Prueba de dispensado de
pastillas": se colocan dos pastillas de lavado de ropa en un
dispensador Baucknecht WA9850. El suministro de agua a la lavadora
se pone a una temperatura de 8ºC y a una dureza de 21 granos por
gramo, el caudal de entrada de agua del dispensador se ajusta a 4
l/min y el tiempo del caudal a 78 segundos. Se verifica el nivel de
los residuos de pastilla que quedan en el dispensador conectando la
lavadora con el ciclo de lavado en el programa de lavado 4 (ropa
blanca/ropa de color, ciclo corto). El número de residuos se
determina de la siguiente manera:
número \ de \
residuos = \frac{\text{peso de los residuos}}{\text{peso de la
pastilla original}} x
100
| (%) | |
| Aglomerados aniónicos 1 | 21,45 |
| Aglomerados aniónicos 2 | 12 |
| Aglomerados catiónicos | 5,45 |
| Silicato laminar | 10,8 |
| Percarbonato sódico | 11,19 |
| Aglomerados de activador del blanqueador | 5,49 |
| Carbonato sódico | 10,64 |
| EDDS/Sulfato en partículas | 0,47 |
| Sal tetrasódica del ácido hidroxietano difosfónico | 0,73 |
| Polímero para la liberación de la suciedad | 0,33 |
| Fluorescente | 0,18 |
| Encapsulado de ftalocianina de zinc sulfonada | 0,025 |
| Jabón en polvo | 1,4 |
| Supresor de las jabonaduras | 1,87 |
| Ácido cítrico | 7,1 |
| Proteasa | 0,79 |
| Lipasa | 0,28 |
| Celulasa | 0,22 |
| Amilasa | 1,08 |
| Di-isopropilbenceno sulfonato | 0,75 |
| \hskip1,5cm Aglutinante | |
| Polímero catiónico | 0,42 |
| PEG 4000 | 0,725 |
| PEG 1000 | 0,365 |
Los aglomerados aniónicos 1 consisten en 40% de
tensioactivo aniónico, 27% de zeolita y 33% de carbonato.
Los aglomerados aniónicos 2 consisten en 40% de
tensioactivo aniónico, 28% de zeolita y 32% de carbonato.
Los aglomerados catiónicos consisten en 20% de
tensioactivo catiónico, 56% de zeolita y 24% de sulfato.
El silicato laminar consiste en 95% de SKS 6 y 5%
de silicato.
Los aglomerados de activador del blanqueador
consisten en 81% de TAED, 17% de copolímero acrílico/maleico (forma
ácida) y 2% de agua.
Las partículas de sal sódica del ácido
etilendiamino-N,
N-disuccínico/sulfato consisten en 58% de sal sódica
de ácido
etilendiamino-N,N-disuccínio, 23% de
sulfato y 19% de agua.
Los encapsulados de ftalocianina de zinc
sulfonada presentan una actividad del 10%.
El supresor de las jabonaduras consiste en 11,5%
de aceite de silicona, 59% de zeolita y 29,5% de agua.
La tabla 2 resume diez ejemplos diferentes.
\vskip1.000000\baselineskip
| Ej. | Ej. | Ej. | Ej. | Ej. | Ej. | Ej. | Ej. | Ej. | Ej. | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| Polvo base | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 |
| Polvo de arcilla A | 5 | |||||||||
| Aglomerado de arcilla A | 5 | |||||||||
| enlazado con agua | ||||||||||
| (150-1.700 \mum) | ||||||||||
| Aglomerado de arcilla A | 5 | |||||||||
| enlazado con agua/glicerol/ | ||||||||||
| cera (100-1.700 \mum) | ||||||||||
| Polvo de arcilla B | 5 | |||||||||
| Aglomerado de arcilla B | 5 | |||||||||
| enlazado con agua | ||||||||||
| 150-850 \mum | ||||||||||
| Extruido de arcilla B | 5 | |||||||||
| (150-1.700 \mum) | ||||||||||
| Extruido de arcilla B | 5 | |||||||||
| (850-1.400 \mum) | ||||||||||
| Extruido de arcilla B | 5 | |||||||||
| (425-850 \mum) | ||||||||||
| Extruido de arcilla B | 5 | |||||||||
| (150-425 \mum) | ||||||||||
| Extruido de arcilla B | 5 | |||||||||
| (100-150 \mum) |
En los ejemplos 1 a 3, se utilizó una
granulometría de arcilla tipo montmorilonita (etiquetada arcilla A).
En los ejemplos 4 a 10, se utilizó una granulometría diferente de
arcilla tipo montmorilonita (etiquetada arcilla B).
En el ejemplo 2, los gránulos se elaboraron
mediante el siguiente proceso.
Se añadieron 450 g de arcilla A a un mezclador
Braun, tipo 4262, con cuchillas ajustadas a 314,2 rad/s (3.000
rpm). Mientras las cuchillas mezclaban la arcilla, se añadieron
progresivamente 84 g de agua destilada a la arcilla durante 15
segundos. Tras la adición del agua, la mezcla de agua y arcilla se
mezcló durante otros 2 min. A continuación, se secaron los
aglomerados en un secador de lecho fluido de Sherwood Scientific a
una temperatura de 90ºC durante
30 min. Los aglomerados secos se tamizaron y los de mayor tamaño (partículas de más de 1.700 \mum) y las partículas de menos de 150 \mum se eliminaron de la mezcla.
30 min. Los aglomerados secos se tamizaron y los de mayor tamaño (partículas de más de 1.700 \mum) y las partículas de menos de 150 \mum se eliminaron de la mezcla.
En el ejemplo 5 se utilizó el mismo proceso,
salvo que se eliminaron las partículas de menos de 100 \mum.
En el ejemplo 3 se utilizó el mismo proceso que
en el ejemplo 1, salvo que se utilizaron 84 g de una solución
de
23 g de cera, 15 g de glicerol y 32 g de agua en lugar de 84 g de agua destilada, y se eliminaron de la mezcla las partículas de menos de 100 \mum.
23 g de cera, 15 g de glicerol y 32 g de agua en lugar de 84 g de agua destilada, y se eliminaron de la mezcla las partículas de menos de 100 \mum.
En cada uno de los ejemplos 6 a 10, el extruido
se llevo a cabo utilizando el siguiente proceso.
Se mezclaron 500 g de arcilla B con 250 g de agua
destilada. La mezcla resultante se introdujo en un extrusor Dome
con un husillo ajustado a 8,4 rad/s (80 rpm). La mezcla resultante
se tamizó a continuación con tamizadores ASTM. A continuación, los
extruidos elaborados se secaron con un secador de lecho fluido de
Sherwood Scientific a una temperatura de 90ºC durante 30 min. Los
extruidos secos se tamizaron para conseguir la distribución del
tamaño de partículas definida, eliminando las partículas de gran
tamaño y las partículas finas de la mezcla.
Los aglomerados y extruidos de las arcillas A y B
produjeron un porcentaje de residuos mucho menor (y, por tanto, una
mejor dispersión) cuando se utilizó polvo de arcilla A o polvo de
arcilla B (ejemplos 1 ó 4). Los residuos obtenidos fueron menores
(y, por tanto, la dispersión fue mejor) en los ejemplos 5, 8 y 9.
Esto muestra la ventaja de que la arcilla se introduzca en forma de
gránulos con un tamaño en el intervalo de 150-850
\mum y, en particular, con básicamente todos los gránulos con un
tamaño de \pm 300 \mum de la media.
Otros ejemplos incluyen pastillas elaboradas a
partir de polvo de la siguiente composición:
Ejemplos A y
B
\vskip1.000000\baselineskip
| Ej. A | Ej. B | |
| (%) | (%) | |
| Extruido de arcilla | 14,00 | 14,00 |
| Aglomerado floculante | 3,8 | 3,8 |
| Aglomerados aniónicos 1 | 32 | 38 |
| Partícula aniónica 2 | 2,27 | 2,27 |
| Aglomerados catiónicos | 4,0 | |
| Percarbonato sódico | 8,0 | 10,0 |
| Aglomerados de activador del blanqueador | 2,31 | 2,8 |
| Carbonato sódico | 21,066 | 16,57 |
| EDDS/Sulfato en partículas | 0,19 | 0,19 |
| Sal tetrasódica del ácido hidroxietano difosfónico | 0,34 | 0,34 |
| Fluorescente | 0,15 | 0,15 |
| Encapsulado de ftalocianina de zinc sulfonada | 0,027 | 0,027 |
| Jabón en polvo | 1,40 | 1,40 |
| Supresor de las jabonaduras | 2,6 | 2,6 |
| Ácido cítrico | 4,0 | 4,0 |
| Proteasa | 0,45 | 0,45 |
| Celulasa | 0,20 | 0,20 |
| Ej. A | Ej. B | |
| (%) | (%) | |
| Amilasa | 0,20 | 0,20 |
| Perfume | 1,00 | 1,00 |
| \hskip1,5cm Aglutinante | ||
| Pluriol 1000 | 2,0 | 2,0 |
\vskip1.000000\baselineskip
El extruido de arcilla comprende 97% de arcilla
CSM Quest 5A y 3% de agua.
La materia prima floculante es poli(óxido de
etileno) con un peso molecular promedio de 300.000.
Los aglomerados aniónicos 1 comprenden 40% de
tensioactivo aniónico, 27% de zeolita y 33% de carbonato.
Los aglomerados aniónicos 2 comprenden 40% de
tensioactivo aniónico, 28% de zeolita y 32% de carbonato.
Los aglomerados catiónicos comprenden 20% de
tensioactivo catiónico, 56% de zeolita y 24% de sulfato.
El silicato laminar comprende 95% de SKS 6 y 5%
de silicato.
Los aglomerados de activador del blanqueador
comprenden 81% de TAED, 17% de copolímero acrílico/maleico (forma
ácida) y 2% de agua.
Las partículas de sal sódica del ácido
etilendiamino-N,N-disuccínico/sulfato
comprenden 58% de sal sódica de ácido
etilendiamino-N,N-disuccínico, 23%
de sulfato y 19% de agua.
Los encapsulados de ftalocianina de zinc
sulfonada presentan una actividad del 10%.
El supresor de las jabonaduras comprende 11,5% de
aceite de silicona (de Dow Corning); 59% de zeolita y 29,5% de
agua.
\vskip1.000000\baselineskip
En la composición del ejemplo B, el ácido cítrico
utilizado se ha sustituido por ácido cítrico micronizado. El ácido
cítrico utilizado ha sido triturado antes de su uso con un molinillo
de café hasta conseguir las siguientes distribuciones de tamaños de
partículas.
\vskip1.000000\baselineskip
| Nivel máximo de partículas | Nivel máximo de partículas | |
| mayores de 1,4 mm | menores de 150 um | |
| Ejemplo B | 8% | 12% |
\vskip1.000000\baselineskip
| Nivel mínimo de partículas | |
| menores de 150 um | |
| Ejemplo C | 80% |
\newpage
Ejemplos
D-F
| Ej. D | Ej. E | Ej. F | |
| (%) | (%) | (%) | |
| Extruido de arcilla | 13,00 | 13,00 | 13,00 |
| Aglomerado floculante | 3,5 | 3,5 | 3,5 |
| Partícula aniónica | 38,2 | 38,2 | 38,2 |
| Percarbonato sódico | 8,0 | ||
| Perborato sódico monohidratado | 8,0 | ||
| Perborato sódico tetrahidratado | 8,0 | ||
| Aglomerados de activador del blanqueador | 2,3 | 2,3 | 2,3 |
| Tripolifosfato de sodio HPA | 15,4 | 15,4 | 15,4 |
| Carbonato sódico | 10,043 | 10,043 | 10,043 |
| EDDS/Sulfato en partículas | 0,19 | 0,19 | 0,19 |
| Sal tetrasódica del ácido hidroxietano difosfónico | 0,34 | 0,34 | 0,34 |
| Fluorescente | 0,15 | 0,15 | 0,15 |
| Encapsulado de ftalocianina de zinc sulfonada | 0,027 | 0,027 | 0,027 |
| Jabón en polvo | 1,40 | 1,40 | 1,40 |
| Supresor de las jabonaduras | 2,6 | 2,6 | 2,6 |
| Ácido cítrico | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Proteasa | 0,45 | 0,45 | 0,45 |
| Celulasa | 0,20 | 0,20 | 0,20 |
| Amilasa | 0,20 | 0,20 | 0,20 |
| Perfume | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| \hskip1,5cm Aglutinante | |||
| Pluriol 1000 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
El extruido de arcilla comprende 97% de arcilla
CSM Quest 5A y 3% de agua.
La materia prima floculante es poli(óxido de
etileno) con un peso molecular promedio de 300.000.
El silicato laminar comprende 95% de SKS 6 y 5%
de silicato.
Los aglomerados de activador del blanqueador
comprenden 81% de TAED, 17% de copolímero acrílico/maleico (forma
ácida) y 2% de agua.
Las partículas de sal sódica del ácido
etilendiamino-N,N-disuccínico/sulfato
comprenden 58% de sal sódica de ácido
etilendiamino-N,N-disuccínico, 23%
de sulfato y 19% de agua.
Los encapsulados de ftalocianina de zinc
sulfonada presentan una actividad del 10%.
El supresor de las jabonaduras comprende 11,5% de
aceite de silicona (de Dow Corning), 59% de zeolita y 29,5% de
agua.
La partícula aniónica era un polvo soplado con la
siguiente composición:
| (%) | |
| Alquilbenceno sulfonato sódico lineal | 17,7 |
| 7EO C35 no iónico | 2,0 |
| 3EO C35 no iónico | 5,9 |
| Jabón | 0,5 |
| Tripolifosfato sódico, (Rhodia-Phos HPA 3,5 de Rhone Poulenc) | 47,8 |
| Silicato sódico | 10,8 |
| Carboximetilcelulosa sódica | 0,4 |
| Copolímero de acrilato/maleato | 2,1 |
| Sales, humedad | 12,9 |
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos G y
H
| Ej. G | Ej. H | |
| (%) | (%) | |
| Extruido de arcilla | 14,00 | 14,00 |
| Aglomerado floculante | 3,8 | 3,8 |
| Aglomerados aniónicos 1 | 32 | 32 |
| Partícula aniónica 2 | 2,27 | 2,27 |
| Aglomerados catiónicos | 4,0 | 4,0 |
| Percarbonato sódico | 8,0 | 8,0 |
| Aglomerados de activador del blanqueador | 2,31 | 2,31 |
| Carbonato sódico | 18,066 | 18,066 |
| EDDS/Sulfato en partículas | 0,19 | 0,19 |
| Sal tetrasódica del ácido hidroxietano difosfónico | 0,34 | 0,34 |
| Fluorescente | 0,15 | 0,15 |
| Encapsulado de ftalocianina de zinc sulfonada | 0,027 | 0,027 |
| Jabón en polvo | 1,40 | 1,40 |
| Supresor de las jabonaduras | 2,6 | 2,6 |
| Arbocel TF-30-HG | 5,0 | |
| Vivapur G22 | 5,0 | |
| Ácido cítrico | 2,0 | 2,0 |
| Proteasa | 0,45 | 0,45 |
| Celulasa | 0,20 | 0,20 |
(Continuación)
| Ej. G | Ej. H | |
| (%) | (%) | |
| Amilasa | 0,20 | 0,20 |
| Perfume | 1,00 | 1,00 |
| \hskip1,5cm Aglutinante | ||
| Pluriol 1000 | 2,0 | 2,0 |
\vskip1.000000\baselineskip
El extruido de arcilla comprende 97% de arcilla
CSM Quest 5A y 3% de agua.
La materia prima floculante es poli(óxido de
etileno) con un peso molecular promedio de 300.000.
Los aglomerados aniónicos 1 comprenden 40% de
tensioactivo aniónico, 27% de zeolita y 33% de carbonato.
Los aglomerados aniónicos 2 comprenden 40% de
tensioactivo aniónico, 28% de zeolita y 32% de carbonato.
Los aglomerados catiónicos comprenden un 20% de
tensioactivo catiónico, 56% de zeolita y 24% de sulfato.
El silicato laminar comprende 95% de SKS 6 y 5%
de silicato.
Los aglomerados de activador del blanqueador
comprenden 81% de TAED (tetracetiletilen-diamina),
17% de copolímero acrílico/maleico (forma ácida) y 2% de agua.
Las partículas de sal sódica del ácido
etilendiamino-N,N-disuccínico/sulfato
comprenden 58% de sal sódica de ácido
etilendiamino-N,N-disuccínico, 23%
de sulfato y 19% de agua.
Los encapsulados de ftalocianina de zinc
sulfonada presentan una actividad del 10%.
El supresor de las jabonaduras comprende 11,5% de
aceite de silicona (de Dow Corning), 59% de zeolita y 29,5% de
agua.
Arbocel TF-30-HG
y Vivapur G22 son agentes disgregantes que contienen celulosa de la
empresa Rettenmaier
Ejemplos
I-N
Los ejemplos A-G se repiten
sumergiendo las pastillas elaboradas con la composición indicada en
un baño que comprende 80 partes de ácido adípico mezclado con 18,5
partes de arcilla CSM Quest 9 y 1,5 partes de Coasol (siendo Coasol
un diisobutiladipato).
La pastilla también puede comprender un
poli(óxido de etileno) con alto peso molecular, un disgregante
celulósico y/o acetato. Adicionalmente, también podría comprender
sales muy solubles.
Claims (10)
1. Una pastilla de detergente con suavizante para
el lavado de ropa que comprende arcilla y un tensioactivo de lavado
de ropa, en la que la pastilla es una masa comprimida de partículas
y al menos el 50% en peso de la arcilla está presente en forma de
gránulos que tienen un tamaño de al menos 100 \mum.
2. Una pastilla según la reivindicación 1, en la
que el contenido en arcilla de la pastilla es al menos el 5% en
peso de la pastilla.
3. Una pastilla según la reivindicación 1, en la
que el contenido en arcilla de la pastilla es al menos el 8%,
preferiblemente al menos el 10%, en peso de la pastilla.
4. Una pastilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que al menos el 75% en peso de
la arcilla está presente como gránulos que tienen un tamaño de 100 a
1.180 \mum, preferiblemente de 150 \mum a 850 \mum.
5. Una pastilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que los gránulos de arcilla
contienen al menos 50% en peso de la arcilla.
6. Una pastilla según la reivindicación 5, en la
que los gránulos de arcilla contienen al menos 70%, preferiblemente
al menos 90%, en peso de arcilla.
7. Una pastilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que los gránulos de arcilla
consisten básicamente solo en arcilla, o arcilla con hasta 10% en
peso de aglutinante para los gránulos de arcilla.
8. Una pastilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la pastilla además comprende
un floculante para arcilla.
9. Una pastilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que las partículas son
básicamente todas gránulos que tienen un tamaño de al menos 100
\mum.
10. Un proceso para elaborar pastillas de
detergente con suavizante para el lavado de ropa que comprenden
arcilla y tensioactivo de lavado de ropa, que comprende proporcionar
al menos 50% en peso de la arcilla como gránulos que tienen un
tamaño de al menos 100 \mum, mezclar los gránulos de arcilla con
otros componentes de la pastilla en forma de partículas y comprimir
la mezcla en forma de pastillas.
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