ES2275274T3 - Procedimiento para producir componentes o composiciones detergentes granulares. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION ESTA RELACIONADA CON EL PROCESO DE PREPARACION DE UNA COMPOSICION O COMPONENTE DE UN DETERGENTE GRANULAR QUE TENGA UNA DENSIDAD APARENTE SUPERIOR A 650 G/L. DICHO PROCESO COMPRENDE UNA FASE DE DISPERSION DE UN AGLUTINANTE LIQUIDO SOBRE UNA CORRIENTE DE POLVO DENTRO DE UN MEZCLADOR DE ALTA VELOCIDAD, LO QUE PRODUCE UNOS AGLOMERADO GRANULARES. LA CORRIENTE DE POLVO SE COMPONE DE ZEOLITA A CRISTALINA QUE TENGA UNA CAPACIDAD ABSORBENTE DE ACEITE MINIMA DE 40 ML/100 G, PREFERENTEMENTE 45 ML/100 G, Y MAS CONCRETAMENTE, AL MENOS DE 50 ML/100 G.
Description
Procedimiento para producir componentes o
composiciones detergentes granulares.
La presente invención se refiere a un proceso
para la preparación continua de una composición o componente
detergente granulado que tiene una densidad aparente elevada y
buenas propiedades de flujo. En dichas composiciones y componentes
es conocido el uso de zeolita A cristalina, la cual es un material
cristalino insoluble en agua bien conocido en la técnica de los
detergentes como aditivo reforzante de la detergencia especialmente
adecuado para eliminar los cationes, tales como el calcio y el
magnesio, del agua dura.
La zeolita A cristalina es un polvo finamente
dividido. Ha sido una práctica común procesar el polvo finamente
dividido en forma de gránulos más grandes (de forma típica de 400 a
1000 micrómetros) antes de su incorporación a productos terminados,
especialmente composiciones detergentes terminadas. Se conocen
diversos procesos de granulación que incluyen el secado por
pulverización y la aglomeración. Los procesos de aglomeración
convencionales en los cuales se usa la zeolita A como uno de los
componentes son conocidos desde hace tiempo en el estado de la
técnica:
El documento GB2005715, publicado el 25 de abril
de 1979, describe un proceso de aglomeración basado en la zeolita A.
La zeolita A es aglomerada junto con carbonato/bicarbonato para
producir aglomerados de tensioactivo no iónico.
La patente
US-A-5 468 516 describe un proceso
de producción de gránulos de detergente no iónico que tienen una
densidad aparente elevada, unas excelentes propiedades de fluidez
del polvo y ausencia de coquefacción, en donde, entre otros, se
procesan de 20 a 95 partes en peso de un aditivo reforzante de la
detergencia, de 1 a 20 partes en peso de un vehículo absorbente de
aceite poroso y de 10 a 60 partes en peso de un tensioactivo no
iónico.
El documento WO93/25378, publicado el 23 de
diciembre de 1993, describe un proceso para la fabricación de
detergentes granulados que comprenden zeolita A. La zeolita A es
aglomerada con una pasta de tensioactivo neutralizada muy activa en
un mezclador de alta velocidad y en un mezclador/aglomerador de
velocidad moderada para fabricar aglomerados de tensioactivo
aniónico.
Uno de los factores limitantes de la actividad
del tensioactivo del estado de la técnica anteriormente mencionado
es la capacidad de la zeolita A de absorber materiales orgánicos
líquidos. Se ha sugerido que la sustitución de la zeolita A por la
Zeolita P (en concreto la Zeolita MAP) podría solucionar este
problema:
En EP521635, publicada el 7 de enero de 1993, se
describen detergentes granulados preparados utilizando de 10% a 100%
de Zeolita MAP. La Zeolita MAP tiene una composición química
diferente a la de la zeolita A. En el Ejemplo 1 de esta solicitud de
patente se señala que la capacidad de absorción de aceite de la
Zeolita MAP es 41,6 ml/100 g y que ésta es superior a la de las
muestras medidas de zeolita A, en las cuales es de 26 a 35,5 ml/100
g.
Sin embargo, la modificación de la estructura
química de la zeolita A cristalina convencional (es decir,
modificando las relaciones estequiométricas de Si, Al, Na, O, H) no
siempre es deseable ya que ello conlleva la alteración de otras
propiedades y características de la Zeolita.
El objeto de la invención es proporcionar un
proceso de granulación para la fabricación de detergentes granulados
que incorporan Zeolita cristalina muy absorbente en aglomerados
granulados, sin perder ninguna de las propiedades del aditivo
reforzante de la detergencia, especialmente la capacidad de
intercambio de calcio y la velocidad de intercambio del calcio.
Según la invención, este objeto se consigue
utilizando una zeolita A cristalina modificada que tiene una mayor
capacidad de absorción de aceite en un proceso como el especificado
en la reivindicación 1. La zeolita A tiene propiedades físicas
modificadas (es decir, cristalinidad, superficie, nivel de humedad,
etc.) más que una estructura química modificada con el fin de
conseguir una capacidad de absorción de aceite de al menos 40 ml/100
g. De este modo se pueden seguir utilizando las excelentes
propiedades reforzantes de la detergencia de la zeolita A.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar un proceso de granulación para la fabricación de
detergentes granulados que presenta una procesabilidad mejorada y
una menor cantidad de partículas de tamaño excesivo (o
"grumos") formadas en el proceso.
Los objetos de la invención se consiguen
mediante un proceso para preparar una composición o componente
detergente granulado que tiene una densidad aparente superior a 650
g/l, el cual comprende la etapa de dispersar un aglutinante líquido
a través de una corriente de polvo en un mezclador de alta velocidad
para formar aglomerados granulados, en donde la corriente de polvo
comprende zeolita A cristalina que tiene una capacidad de absorción
de aceite de al menos 40 ml/100 g, preferiblemente de al menos 45
ml/100 g y con máxima preferencia de al menos 50 ml/100 g.
En una realización preferida de la invención,
los aglomerados granulados se forman mediante mezclado en un
mezclador de alta velocidad durante un tiempo de residencia de 2
segundos a 30 segundos, seguido de una etapa de mezclado adicional
en un mezclador/aglomerador de velocidad moderada durante un tiempo
de residencia en el mezclador de velocidad moderado de menos de 5
minutos, preferiblemente de menos de 2 minutos, al cual,
opcionalmente se puede añadir un polvo finamente dividido.
En diferentes realizaciones de la invención, el
aglutinante líquido es una pasta de tensioactivo, un polímero
orgánico o un aceite de silicona. La pasta de tensioactivo puede
comprender tensioactivos aniónicos, no iónicos, catiónicos,
anfóteros, de ion híbrido, y mezclas de los mismos; siendo los más
preferidos los tensioactivos aniónicos y los no iónicos.
La granulación en el contexto de la presente
invención se define como un proceso de fabricación de un producto
granulado que es un aglomerado de partículas que por sí solas se
comportan como una partícula (según S.A. Kuti, "Agglomeration -
The Practical Alternative", publicado en el Journal of American
Oil Chemists' Society, volumen 55, enero de 1978). El aglomerado
granulado se define en la presente memoria como el producto de un
proceso de granulación de este tipo. Kuti continúa afirmando que
"el aglomerado se forma habitualmente mezclando sólidos con
líquidos que sirven como agentes adhesivos. Pero el conseguir una
mezcla de líquido-sólidos exenta de grumos es con
frecuencia una tarea difícil".
En la presente invención los "sólidos"
citados por Kuti comprenderán zeolita A cristalina con determinadas
características físicas que se definirán más detalladamente a
continuación. Ahora se ha descubierto que esta elección de
"sólidos" contribuye en gran medida a realizar la tarea de
producir una mezcla líquido-sólidos exenta de
grumos.
El componente esencial del aglomerado granulado
de la presente invención es la zeolita A cristalina de fórmula
(Na2O) .
(Al2O3) . x (SiO2) .
wH2O
en donde x es de 1 a 2, y w es de 0
a
6.
Se prefiere la zeolita A sódica hidratada o
parcialmente hidratada con un tamaño de partículas de hasta 10
micrómetros.
En una realización especialmente preferida, x=2,
el material zeolita A tiene la fórmula
Na_{12}[(AlO_{2})_{12}(SiO2)_{12}]
\ . \ (6w') \
H_{2}O
en donde (6w') es de
aproximadamente 20 a aproximadamente 30, especialmente de
aproximadamente 27 y tiene un tamaño de partículas generalmente de
menos de aproximadamente 5
micrómetros.
Los materiales de zeolita A de la presente
invención pueden contener hasta aproximadamente 28% de agua. Los
materiales reforzantes de la detergencia están en forma hidratada y
contienen de aproximadamente 5% a aproximadamente 28%, de agua en
peso. Los materiales de intercambio iónico de aluminosilicato
cristalinos preferidos contienen de aproximadamente 10% a
aproximadamente 22% de agua en su matriz cristalina. Los materiales
de zeolita A cristalina se caracterizan además por un diámetro de
tamaño de partículas de aproximadamente 0,1 micrómetros a
aproximadamente 10 micrómetros. Los materiales de intercambio iónico
preferidos tienen un diámetro de tamaño de partículas de
aproximadamente 0,2 micrómetros a aproximadamente 4 micrómetros. El
término "diámetro de tamaño de partículas" en la presente
memoria significa el diámetro de tamaño de partículas promedio en
peso de un determinado material de intercambio iónico determinado
mediante técnicas analíticas convencionales tales como, por ejemplo,
determinación microscópica con microscopio electrónico de barrido.
Los materiales cristalinos de zeolita A de la presente invención se
caracterizan asimismo por su capacidad de intercambio de iones
calcio, que es al menos aproximadamente de 200 mg de CaCO_{3}
equivalente de dureza de agua/g de aluminosilicato, calculado con
respecto a la sustancia anhidra, y que generalmente es de
aproximadamente 300 mg eq./g a aproximadamente 352 mg eq./g. Los
materiales de zeolita A de la presente invención también se
caracterizan por su velocidad de intercambio de iones calcio que es
de al menos aproximadamente 0,13 g de
Ca^{++}/litro/minuto/gramo/litro (2 granos de
Ca^{++}/galón/minuto/gramo/galón) de aluminosilicato (con respecto
a la sustancia anhidra), y generalmente es de aproximadamente 0,13
g de Ca^{++}/litro/minuto/gramo/litro (2
granos/galón/minuto/gramo/galón) a aproximadamente 0,39 g de
Ca^{++}/litro/minuto/gramo/litro (6
granos/galón/minuto/gramo/galón), basado en la dureza del ion
calcio. Los aluminosilicatos óptimos para los fines de refuerzo de
la detergencia presentan una velocidad de intercambio de iones
calcio de al menos aproximadamente 0,26 g de
Ca^{++}/litro/minuto/gramo/litro (4
granos/galón/minuto/gramo/galón).
Los materiales de zeolita A útiles en la
práctica de esta invención son materiales comerciales. Los
aluminosilicatos útiles en esta invención tienen estructura
cristalina y pueden ser aluminosilicatos naturales o derivados por
síntesis. Un método para la producción de materiales de intercambio
iónico de aluminosilicato se describe en la patente
US-3.985.669, concedida el 12 de octubre de 1976 a
Krummel y col., incorporada como referencia en la presente
memoria.
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Es una característica esencial de la presente
invención que la zeolita A utilizada en la formación de los
aglomerados granulados tenga una capacidad de absorción de aceite de
al menos 40 ml/100 g, preferiblemente de al menos 45 ml/100 g y con
máxima preferencia de al menos 50 ml/100 g. El método para
determinar la capacidad de absorción de aceite se define más
adelante en el apartado "Métodos de ensayo".
Opcionalmente pueden estar presentes otras
formas de zeolita junto con la zeolita A, tales como la zeolita P,
la zeolita X y la zeolita HS.
Los aglomerados granulados de la presente
invención también comprenden otros ingredientes detergentes.
Las sales hidrosolubles de los ácidos grasos
superiores, es decir, "jabones", son tensioactivos aniónicos
útiles en las composiciones de la presente invención. Esto incluye
jabones de metal alcalino, tales como las sales de sodio, potasio,
amonio y alquilamonio de ácidos grasos superiores que contienen de
aproximadamente 8 a aproximadamente 24 átomos de carbono, y
preferiblemente de aproximadamente 12 a aproximadamente 18 átomos de
carbono. Los jabones pueden obtenerse mediante saponificación
directa de grasas y aceites o mediante neutralización de ácidos
grasos libres. Particularmente útiles son las sales de sodio y
potasio de las mezclas de ácidos grasos derivadas de aceite de coco
y sebo, es decir, sebo de sodio o potasio y jabón de coco.
Los tensioactivos aniónicos útiles también
incluyen las sales hidrosolubles, preferiblemente las sales de metal
alcalino, amonio y alquilamonio, de productos de reacción de azufre
orgánico que tienen en su estructura molecular un grupo alquilo que
contiene de aproximadamente 10 a aproximadamente 20 átomos de
carbono y un grupo ácido sulfónico o un éster de ácido sulfúrico.
(El término "alquilo" incluye la fracción alquílica de grupos
acilo). Ejemplos de este grupo de tensioactivos sintéticos son los
alquilsulfatos de sodio y potasio, especialmente los obtenidos por
sulfatación de alcoholes superiores
(C_{8}-C_{18} átomos de carbono) como los
obtenidos por reducción de los glicéridos de sebo o aceite de coco;
y los alquilbenceno sulfonatos de sodio y potasio en los cuales el
grupo alquilo contiene de aproximadamente 9 a aproximadamente 15
átomos de carbono, con configuración de cadena lineal o ramificada,
p. ej., aquellos del tipo descrito en las patentes
US-2.220.099 y US-2.477.383 y los
sulfonatos de éster metílico. Especialmente valiosos son los
alquilbenceno sulfonatos de cadena lineal en los cuales el número
promedio de átomos de carbono en el grupo alquilo es de
aproximadamente 11 a 13, abreviados como
C_{11}-C_{13} LAS.
Otros tensioactivos aniónicos de la presente
invención son los alquilgliceril éter sulfonatos de sodio,
especialmente los éteres de alcoholes superiores derivados de sebo y
aceite de coco; monoglicérido sulfonatos y sulfatos de ácido graso
de aceite de coco de sodio; sales sódicas o potásicas de alquil
fenol éter sulfatos de óxido de etileno que contienen de
aproximadamente 1 a aproximadamente 10 unidades de óxido de etileno
por molécula y en donde los grupos alquilo contienen de
aproximadamente 8 a aproximadamente 12 átomos de carbono; y sales de
sodio o potasio de alquiléter sulfatos de óxido de etileno que
contienen de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 unidades de
óxido de etileno por molécula y en donde el grupo alquilo contiene
de aproximadamente 10 a aproximadamente 20 átomos de carbono.
Otros tensioactivos aniónicos útiles de la
presente invención incluyen las sales hidrosolubles de ésteres de
ácidos grasos alfa-sulfonados que contienen de
aproximadamente 6 a 20 átomos de carbono en el grupo ácido graso y
de aproximadamente 1 a 10 átomos de carbono en el grupo éster; sales
hidrosolubles de ácidos
2-aciloxi-alcano-1-sulfónicos
que contienen de aproximadamente 2 a 9 átomos de carbono en el grupo
acilo y de aproximadamente 9 a aproximadamente 23 átomos de carbono
en el resto alcano; alquiléter sulfatos que contienen de
aproximadamente 10 a 20 átomos de carbono en el grupo alquilo y de
aproximadamente 1 a 30 moles de óxido de etileno; sales
hidrosolubles de olefin sulfonatos que contienen de aproximadamente
12 a 24 átomos de carbono y beta-alquiloxi alcano
sulfonatos que contienen de aproximadamente 1 a 3 átomos de carbono
en el grupo alquilo y de aproximadamente 8 a aproximadamente 20
átomos de carbono en el resto alcano. Aunque las sales ácidas son
descritas y usadas de forma típica, la neutralización del ácido se
puede llevar a cabo como parte de la etapa de mezclado de la
dispersión de partículas finas.
Los tensioactivos no iónicos hidrosolubles son
también útiles como tensioactivos en las composiciones de la
invención. De hecho, en los procedimientos preferidos se utilizan
mezclas de tensioactivos aniónicos y no iónicos. Este tipo de
productos no iónicos incluyen compuestos producidos por condensación
de grupos de óxido de alquileno (hidrófilos por naturaleza) con un
compuesto orgánico hidrófobo, que puede ser de naturaleza alifática
o alquil aromática. La longitud del grupo polioxialquileno que se
condensa con cualquier grupo hidrófobo se puede ajustar fácilmente
para obtener un compuesto hidrosoluble con el grado deseado de
equilibrio entre los elementos hidrófilos y los hidrófobos.
Entre los tensioactivos no iónicos se incluyen
los condensados de poli(óxido de etileno) de alquil fenoles, p. ej.,
los productos de condensación de alquil fenoles que tienen un grupo
alquilo que contiene de aproximadamente 6 a 16 átomos de carbono,
con configuración de cadena lineal o de cadena ramificada, con de
aproximadamente 4 a 25 moles de óxido de etileno por mol de alquil
fenol.
Los tensioactivos no iónicos preferidos son los
productos de condensación hidrosolubles de alcoholes alifáticos que
contienen de 8 a 22 átomos de carbono, con configuración de cadena
lineal o ramificada, con 1 a 25 moles de óxido de etileno por mol de
alcohol y especialmente de 2 a 7 moles de óxido de etileno por mol
de alcohol. Son especialmente preferidos los productos de
condensación de alcoholes que tienen un grupo alquilo que contiene
de aproximadamente 9 a 15 átomos de carbono y los productos de
condensación de propilenglicol con óxido de etileno.
Otros tensioactivos no iónicos preferidos son
las polihidroxiamidas de ácido graso, las cuales se pueden preparar
por reacción de un éster de ácido graso y una
N-alquil polihidroxiamina. La amina preferida de uso
en la presente invención es
N-(R1)-CH2(CH2OH)4-CH2-OH
y el éster preferido es un éster metílico de ácido graso
C12-C20. El más preferido es el producto de reacción
de la N-metil glucamina (que puede derivarse de la
glucosa) con un éster metílico de ácido graso
C12-C20.
\global\parskip0.990000\baselineskip
Los métodos de fabricación de polihidroxiamidas
de ácido graso se han descrito en la patente WO 9206073, publicada
el 16 de abril de 1992. Esta patente describe la preparación de
polihidroxiamidas de ácido graso en presencia de disolventes. En una
realización muy preferida de la invención se hace reaccionar
N-metil glucamina con un metiléster
C12-C20. En el documento también se afirma que el
formulador de composiciones detergentes granuladas puede considerar
conveniente realizar la reacción de amidación en presencia de
disolventes que comprenden alcoholes C12-C14
alcoxilados y especialmente etoxilados (OE 3-8)
(página 15, líneas 22-27). De este modo se obtienen
directamente sistemas de tensioactivo no iónico que son adecuados
para su uso en la presente invención, tales como los que comprenden
N-metil glucamida y alcoholes
C12-C14 con un promedio de 3 grupos etoxilados por
molécula.
Los tensioactivos no iónicos semipolares
incluyen óxidos de amina hidrosolubles que contienen un resto
alquilo de aproximadamente 10 a 18 átomos de carbono y 2 restos
seleccionados del grupo que consiste en grupos alquilo y grupos
hidroxialquilo que contienen de 1 a aproximadamente 3 átomos de
carbono; óxidos de fosfina hidrosolubles que contienen un resto
alquilo de aproximadamente 10 a 18 átomos de carbono y 2 restos
seleccionados del grupo que consiste en grupos alquilo y grupos
hidroxialquilo que contienen de aproximadamente 1 a 3 átomos de
carbono; y sulfóxidos hidrosolubles que contienen un resto alquilo
de aproximadamente 10 a 18 átomos de carbono y un resto
seleccionado del grupo que consiste en restos alquilo e
hidroxialquilo de aproximadamente 1 a 3 átomos de carbono.
Los tensioactivos anfolíticos incluyen derivados
de aminas secundarias y terciarias alifáticas o derivados alifáticos
de aminas secundarias y terciarias heterocíclicas en las cuales el
resto alifático puede ser de cadena lineal o de cadena ramificada y
en donde uno de los sustituyentes alifáticos contiene de
aproximadamente 8 a 18 átomos de carbono y al menos un sustituyente
alifático contiene un grupo hidrosoluble aniónico.
Los tensioactivos de ion híbrido incluyen
derivados de compuestos de amonio, fosfonio y sulfonio cuaternario
alifáticos en los cuales uno de los sustituyentes alifáticos
contiene de aproximadamente 8 a 18 átomos de carbono.
Tensioactivos catiónicos útiles incluyen
compuestos de amonio cuaternario hidrosolubles de fórmula
R_{4}R_{5}R_{6}R_{7}N^{+}
X^{-}, en donde R_{4} es alquilo que tiene de 10 a 20, preferiblemente de 12-18 átomos de carbono y R_{5}, R_{6} y R_{7} son cada uno de ellos alquilo C_{1} a C_{7}, preferiblemente metilo; X^{-} es un anión, p. ej., cloruro. Ejemplos de dichos compuestos de trimetil amonio incluyen cloruro de alquil C_{12-14} trimetil amonio y metosulfato de cocalquil trimetil amonio.
X^{-}, en donde R_{4} es alquilo que tiene de 10 a 20, preferiblemente de 12-18 átomos de carbono y R_{5}, R_{6} y R_{7} son cada uno de ellos alquilo C_{1} a C_{7}, preferiblemente metilo; X^{-} es un anión, p. ej., cloruro. Ejemplos de dichos compuestos de trimetil amonio incluyen cloruro de alquil C_{12-14} trimetil amonio y metosulfato de cocalquil trimetil amonio.
Los detergentes granulados de la presente
invención pueden contener sales neutras o alcalinas que tienen un pH
en solución de siete o más y que pueden ser de naturaleza orgánica o
inorgánica. La sal del aditivo reforzante de la detergencia
contribuye a proporcionar la densidad y masa deseada a los gránulos
de detergente de la presente invención. Aunque algunas de las sales
son inertes, muchas de ellas también actúan como materiales
reforzantes de la detergencia en la solución de lavado.
Ejemplos de sales hidrosolubles neutras incluyen
los cloruros, fluoruros y sulfatos de metal alcalino, amonio o
amonio sustituido. Las sales de metal alcalino y especialmente de
sodio son las preferidas entre todas las anteriores. El sulfato
sódico se usa de forma típica en los gránulos de detergente y es una
sal especialmente preferida. El ácido cítrico y, en general,
cualquier otro ácido orgánico o inorgánico se puede incorporar a los
detergentes granulados de la presente invención siempre y cuando
sean químicamente compatibles con el resto de la composición de
aglomerado.
Otras sales hidrosolubles útiles incluyen los
compuestos comúnmente conocidos como materiales aditivos reforzantes
de la detergencia. Los aditivos reforzantes de la detergencia se
seleccionan generalmente de los diversos fosfatos, polifosfatos,
fosfonatos, polifosfonatos, carbonatos, silicatos, boratos y
polihidroxisulfonatos hidrosolubles de metal alcalino, amonio o
amonio sustituido. De los anteriores, se prefieren las sales de
metal alcalino, en especial las de sodio.
Ejemplos específicos de reforzantes de la
detergencia de tipo fosfato son tripolifosfato, pirofosfato,
metafosfato polimérico de sodio y potasio que tienen un grado de
polimerización de aproximadamente 6 a 21, y ortofosfato. Ejemplos de
aditivos reforzantes de la detergencia de tipo polifosfonato son las
sales de sodio y potasio del ácido etilen difosfónico, las sales de
sodio y potasio del ácido
etano-1-hidroxi-1,1-difosfónico
y las sales de sodio y potasio del ácido
etano-1,1,2-trifosfónico. Otros
compuestos aditivos reforzantes de la detergencia de tipo fósforo se
describen en las patentes US-3.159.581;
US-3.213.030; US-3.422.021;
US-3.422.137; US-3.400.176 y
US-3.400.148, incorporadas como referencia en la
presente memoria.
Ejemplos de aditivos reforzantes de la
detergencia inorgánicos que no son de tipo fósforo son carbonato,
bicarbonato, sesquicarbonato, tetraborato decahidratado y silicato
de sodio y potasio con una relación molar entre SiO_{2} y óxido de
metal alcalino de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 4,0,
preferiblemente de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 2,4. Las
composiciones preparadas mediante el proceso de la presente
invención no requieren un exceso de carbonato para el procesamiento
y preferiblemente no contienen más de 2% de carbonato cálcico
finamente dividido, como se describe en la patente
US-4.196.093, concedida a Clarke y col. el 1 de
abril de 1980, y están preferiblemente exentas de éste.
También son útiles diferentes polímeros
orgánicos, algunos de los cuales también pueden funcionar como
aditivos reforzantes de la detergencia para mejorar la detergencia.
Entre dichos polímeros se pueden mencionar las carboxi alquil
(inferior) celulosas de sodio, alquil (inferior) celulosas de sodio
e hidroxi alquil (inferior) celulosas de sodio, tales como
carboximetilcelulosa sódica, metilcelulosa sódica e
hidroxipropilcelulosa sódica, poli(alcoholes vinílicos) (los
cuales frecuentemente también incluyen algún poli(acetato de
vinilo)), poliacrilamidas, poliacrilatos y diversos copolímeros,
tales como los de los ácidos maleico y acrílico. Los pesos
moleculares de dichos polímeros varían ampliamente, aunque
mayoritariamente están dentro del intervalo de 2.000 a 100.000.
Otros polímeros adecuados son los polímeros de N-óxido, los
copolímeros de N-vinilpirrolidona y los polímeros de
N-vinilimidazol, polivinilpirrolidona,
poliviniloxazolidonas y polivinilimidazoles o mezclas de los
mismos.
Los aditivos reforzantes de la detergencia de
tipo policarboxilato poliméricos se describen en la patente
US-3.308.067, concedida a Diehl el 7 de marzo de
1967. Estos materiales incluyen las sales hidrosolubles de
homopolímeros y copolímeros de ácidos carboxílicos alifáticos tales
como el ácido maleico, el ácido itacónico, el ácido mesacónico, el
ácido fumárico, el ácido aconítico, el ácido citracónico y el ácido
metilenmalónico.
\vskip1.000000\baselineskip
Los supresores de las jabonaduras en forma de
partículas también se pueden incorporar directamente a los
aglomerados de la presente invención mediante una corriente de polvo
en la unidad aglomerante, o mediante adición a la composición
terminada. Preferiblemente la actividad supresora de las jabonaduras
de estas partículas está basada en ácidos grasos o siliconas.
En una realización de la presente invención el
aceite de silicona está adsorbido en la zeolita A especificada.
\vskip1.000000\baselineskip
En las composiciones de la presente invención se
pueden incluir otros ingredientes habitualmente utilizados en las
composiciones detergentes. Estos incluyen fluidificantes, motas de
color, agentes blanqueantes y activadores del blanqueador,
reforzadores de formación de las jabonaduras o supresores de las
jabonaduras, agentes contra el deslustre y la corrosión, suspensores
de la suciedad, agentes para liberar la suciedad, tintes, cargas,
abrillantadores ópticos, germicidas, reguladores del pH, fuentes de
alcalinidad de tipo no reforzante de la detergencia, hidrótropos,
enzimas, estabilizadores de enzimas, agentes quelantes y
perfumes.
Estos ingredientes opcionales, especialmente los
abrillantadores ópticos, se pueden incorporar directamente a los
aglomerados de la presente invención o pueden ser componentes de
partículas diferentes adecuados para añadir en seco a los
aglomerados de la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Los procesos de aglomeración útiles se describen
en las patentes EP-A-510746,
publicada el 28 de octubre de 1992 y WO93/25378, publicada el 23 de
diciembre de 1993. Estas patentes describen la aglomeración de
sólidos con una pasta de tensioactivo neutralizada muy activa. Sin
embargo, se entenderá que la pasta neutralizada muy activa podría
sustituirse totalmente o en parte con otros tensioactivos,
especialmente tensioactivos no iónicos (como en la patente EP643130,
publicada el 15 de marzo de 1995), o con polímeros orgánicos o
aceites de silicona.
Realizaciones preferidas de los procesos se
describen más detalladamente en los ejemplos siguientes.
\vskip1.000000\baselineskip
Los valores de absorción de aceite se pueden
determinar siguiendo las normas británicas, BS3483: Parte 7:1982
(equivalente a la ISO 787/5-1980). Debería usarse
una muestra de 5 gramos de zeolita A con una alcalinidad libre de
menos de 0,5%. El valor de absorción de aceite (OAV) se expresa
como:
\vskip1.000000\baselineskip
OAV =
\frac{\text{Volumen de aceite (ml)}}{\text{Peso de la muestra de
zeolita
(g)}}
\newpage
Todos los valores se expresan en % en peso. Los
niveles de zeolita se expresan referidos a la sustancia hidratada
(incluyendo 15% en peso de agua de hidratación)
| Ej. 1 | Ej. 2 | Ej. 3 | Comp. Ej. A | |
| Zeolita A * | 32 | 22 | 52 | - |
| Zeolita A # | - | - | - | 32 |
| C12-15 AS | 24 | 31 | - | 24 |
| C12-15 AE3S | 6 | 8 | - | 6 |
| Sodio | 25 | 12 | 13 | 25 |
| Carbonato | ||||
| Copolímero | - | 12 | - | - |
| Tensioactivo no iónico | - | - | 30 | - |
| Agua | 5 | 5 | - | 5 |
| Varios | 8 | 10 | 5 | 8 |
La zeolita A* tiene una capacidad de absorción
de aceite de 45,5 ml/100 g y es suministrada por Industrial Zeolites
(UK) Ltd. de Thurrock, Essex, Inglaterra.
La zeolita A # tiene una capacidad de absorción
de aceite de 36 ml/100 g y es suministrada por Degussa con el nombre
comercial Wessalith®.
C12-15AS es alquilsulfato sódico
que comprende principalmente las cadenas alquílicas de C12 a
C15.
C12-15AE3S es alquil éter
sulfato sódico que comprende principalmente las cadenas alquílicas
de C12 a C15, y con un promedio de 3 grupos etoxi por molécula.
El copolímero es un copolímero del ácido
acrílico y ácido maleico.
El tensioactivo no iónico comprende 7 partes de
alcohol etoxilado, y comprende principalmente las cadenas alquílicas
de C12 a C15 y tiene un promedio de 3 grupos etoxi por molécula; y 3
partes de polihidroxiamida C12-14 de ácido
graso.
Varios es fundamentalmente sulfato con algunas
otras impurezas menores.
\vskip1.000000\baselineskip
Los aglomerados granulados que tienen la
composición del Ejemplo 1 se prepararon mediante los siguientes
procesos: Las materias primas en polvo (Zeolita A y carbonato
sódico) se añadieron a la bandeja de un mezclador Eirich® que gira a
6,7 rad/s (64 r/min) y se mezclaron durante 10 segundos. La bandeja
del mezclador se paró y se añadió en rodajas la pasta de
tensioactivo precalentada (50ºC), 80% de sustancia activa
tensioactiva en solución acuosa, en una cavidad formada en la mitad
del polvo. El polvo suelto se extendió sobre la pasta para cubrirla
completamente. El mezclador se puso de nuevo en marcha, rotando la
bandeja a 6,7 rad/s (64 r/min) y las cortadoras se ajustaron a 261,8
rad/s (2500 r/min). El mezclador se detuvo cuando se empezaron a
formar los aglomerados granulados (en este punto la corriente
utilizada por el Eirich aumentó de 2,8 a 3 amps.
Los aglomerados granulados resultantes eran
fluidos y tenían menos de 25% en peso de partículas de tamaño grande
(las partículas de tamaño grande se consideran aquellas que tienen
un tamaño de partículas de más de 1600 micrómetros).
Los aglomerados granulados que tienen la
composición del Ejemplo 2 se prepararon mediante el siguiente
proceso:
Se preparó una pasta que comprendía los
tensioactivos sulfatando y neutralizando los alcoholes adecuados. La
pasta resultante tenía un contenido de agua del 18%.
La pasta se bombeó en un mezclador de alta
cizalla (Loedige CB®). Simultáneamente se introdujo la zeolita A y
el carbonato sódico en el mezclador de alta cizalla y se mezclaron
íntimamente con la pasta de alta viscosidad de la presente
invención. La mezcla resultante se transfirió directamente a un
mezclador de baja cizalla (Loedige KM®) donde se formaron
aglomerados. Después de extraerlos del mezclador de baja cizalla,
los aglomerados se tamizaron para eliminar los "grumos" grandes
y las partículas finas. Por último, los aglomerados se enfriaron en
un lecho fluidizado y se almacenaron antes de mezclarlos en seco con
otros detergentes en polvo con el fin de formar un producto
terminado. El tiempo de residencia en el mezclador de alta cizalla
fue de aproximadamente 8 segundos y el tiempo de residencia en el
mezclador de baja cizalla fue de aproximadamente 35 segundos.
Los aglomerados granulados que tienen la
composición del Ejemplo 3 se prepararon mediante el mismo proceso
del Ejemplo 2, sustituyéndose la pasta de tensioactivo aniónico por
el tensioactivo no iónico mantenido en forma de pasta viscosa a
70ºC.
Los aglomerados granulados que tienen la
composición del Ejemplo Comparativo A se prepararon mediante el
mismo proceso que el del Ejemplo 1, utilizando el mismo tiempo de
mezclado de los polvos y de la pasta que el utilizado en el Ejemplo
1. Los aglomerados granulados resultantes tenían más de 25% en peso
de partículas grandes (se consideran partículas grandes aquellas que
tienen un tamaño de partículas de más de 1600 micrómetros).
Claims (9)
1. Un proceso para preparar una composición o
componente detergente granulado que tiene una densidad aparente
superior a 650 g/l, el cual comprende la etapa de dispersar un
aglutinante líquido a través de una corriente de polvo en un
mezclador de alta velocidad para formar aglomerados granulados,
caracterizado porque la corriente de
polvo comprende zeolita A cristalina que tiene una capacidad de
absorción de aceite de al menos 40 ml/100 g.
2. Un proceso según la reivindicación 1, en
donde los aglomerados granulados se forman mediante mezclado en el
mezclador de alta velocidad durante un tiempo de residencia de 2
segundos a 30 segundos, seguido de la etapa de
mezclar adicionalmente en un
mezclador/aglomerador de velocidad moderada con un tiempo de
residencia en el mezclador de velocidad moderada de menos de 5
minutos, preferiblemente de menos de 2 minutos, en los cuales se
puede opcionalmente añadir un polvo finamente dividido.
3. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, en donde el aglutinante líquido es una pasta
que comprende al menos 10% en peso de un tensioactivo aniónico
neutralizado, teniendo la pasta una viscosidad de al menos 10.000
mPa.s.
4. Proceso según la reivindicación 3, en donde
el aglutinante líquido es una pasta de tensioactivo que comprende al
menos 70% en peso de tensioactivo, seleccionándose el tensioactivo
del grupo que consiste en tensioactivos aniónicos, no iónicos,
catiónicos, anfóteros, de ion híbrido y mezclas de los mismos.
5. Proceso según la reivindicación 3, en donde
la composición o componente detergente granulado comprende:
- a)
- de 20% a 80% en peso de zeolita A cristalina que tiene una capacidad de absorción de aceite de al menos 40 ml/100 g;
- b)
- al menos 20% en peso de tensioactivo.
6. Proceso según la reivindicación 3, en donde
la composición o componente detergente granulado comprende:
- a)
- de 20% a 70% en peso de zeolita A cristalina que tiene una capacidad de absorción de aceite de al menos 40 ml/100 g;
- b)
- al menos 30% en peso de tensioactivo aniónico;
siendo la relación entre la zeolita A cristalina
y el tensioactivo aniónico inferior a 1:1.
7. Proceso según la reivindicación 3, en donde
la composición o componente detergente granulado comprende:
- a)
- de 20% a 80% en peso de zeolita A cristalina con una capacidad de absorción de aceite de al menos 40 ml/100 g;
- b)
- al menos 20% en peso de tensioactivo no iónico;
siendo la relación entre la zeolita A cristalina
y el tensioactivo no iónico inferior a 2:1.
8. Proceso según la reivindicación 1, en donde
la composición o componente detergente granulado comprende:
- a)
- de 20% a 70% en peso de zeolita A cristalina con una capacidad de absorción de aceite de al menos 40 ml/100 g;
- b)
- al menos 30% en peso de un polímero orgánico.
9. Proceso según la reivindicación 1, en donde
la composición o componente detergente granulado comprende:
- a)
- de 20% a 70% en peso de zeolita A cristalina que tiene una capacidad de absorción de aceite de al menos 40 ml/100 g;
- b)
- al menos 30% en peso de un aceite de silicona.
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