ES2280806T3 - Composiciones detergentes porosas solidas. - Google Patents

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Abstract

Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo que comprende al menos 60% en peso de tensioactivo y que tiene una densidad que no sobrepasa 700 g/litro, caracterizado porque contiene de 0, 1 a 15% en peso de aglutinante.

Description

Composiciones detergentes porosas sólidas.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un cuerpo sólido de tensioactivo, adecuado para ser usado como, o en, una composición detergente de lavandería.
Antecedentes y técnica anterior
Los polvos de detergentes de lavandería han contenido tradicionalmente, además de tensioactivo necesario para la limpieza, una o más sales inorgánicas mejoradoras de la detergencia que ayudan en el procedimiento de lavado uniendo calcio en el líquido de lavado, pero que desempeñan también una función principal en la estructura del polvo mismo. La mayoría de los tensioactivos aniónicos y no iónicos convencionalmente usados en los detergentes de lavandería son suministrados como líquidos, pastas o sólidos céreos, y se requieren sales inorgánicas para portar los ingredientes más móviles y proporcionar estructura de polvo.
Consecuentemente, la mayoría de los polvos de detergentes de lavandería, de densidad aparente tanto elevada como baja, contienen un "polvo de base" que consiste en gránulos compuestos de tensioactivo y mejorador de la detergencia, preparados secando por aspersión en una torre secadora por aspersión, o mediante mezcladura y granulación (procedimiento sin torres) en un mezclador/glanulador de cizallamiento elevado. Otros ingredientes menores que sean suficientemente consistentes para soportar estos procedimientos pueden estar también contenidos en los gránulos de base, aunque los ingredientes más sensibles tales como blanqueadores y enzimas son mezclados son posterioridad ("post-dosificados").
Los polvos contienen normalmente niveles sustanciales de sales inorgánicas, no solamente mejoradores de la detergencia como zeolitas o fosfatos, sino, por ejemplo, carbonato de sodio para proporcionar alcalinidad, sulfato de sodio como material de carga y para proporcionar una suficiente resistencia iónica en el lavado y silicato de sodio para la alcalinidad, estructura de polvo y propiedades anticorrosión. Pueden estar presentes también sales blanqueadoras como percarbonato de sodio y perborato de sodio.
Las pastillas de detergentes de lavandería que se han popularizado recientemente son generalmente de una composición análoga y se prepararan mediante procedimientos análogos, seguidos de una etapa de compactación. Pueden ser necesarios también aglutinantes para mantener unidas las pastillas. Las pastillas resultantes son de una densidad aparente elevada, generalmente al menos 1000 g/litro, y de baja porosidad, y pueden necesitar disgregantes para hacer po-
sible que se deshagan de forma suficientemente rápida y se dispersen suficientemente a fondo en el líquido de lavado.
El documento GB-A-2.142.341 describe copos de tensioactivos y un procedimiento para prepararlos. El documento JP-11172298 describe un detergente de tipo de pastilla y su preparación.
En los últimos años ha habido una tendencia en la industria de los detergentes a usar niveles inferiores de sulfato de sodio en los polvos de lavandería. Una reducción adicional del contenido inorgánico de los detergentes de lavandería sería altamente deseable para reducir la carga en sistemas de desecho. La eliminación de los ingredientes insolubles como la zeolita reduce la posibilidad de que los residuos sólidos sean depositados sobre los objetos lavados. Es un objetivo útil también la simplificación de las composiciones detergentes de lavandería y de los procedimientos para su preparación.
Los presentes inventores han identificado una vía posible para la preparación de composiciones detergentes sólidas con un contenido reducido o nulo de materia inorgánica, que tienen una buena detergencia dentro de la gama de condiciones de lavado y excelentes propiedades de dispersión y disolución.
Definición de la invención
La presente invención proporciona un cuerpo poroso sólido de tensioactivo, que comprende al menos 60% en peso de tensioactivo y que tiene una densidad que no sobrepasa 700 g/litro y 0,1 a 15% en peso de un aglutinante.
La presente invención proporciona adicionalmente un procedimiento para la preparación de un cuerpo poroso sólido de tensioactivo, como se definió anteriormente, que comprende las etapas de:
(i) convertir un conjunto de partículas de tensioactivo en un estado cohesivo calentando y/o mezclando con aglutinante,
(ii) permitir que el conjunto cohesivo resultante de partículas adquieran consistencia para formar un cuerpo sólido.
La invención proporciona adicionalmente una composición detergente en forma de partículas que comprende un cuerpo poroso sólido de tensioactivo, como se definió anteriormente, mezclado o en combinación con uno o más de otros ingredientes detergentes sólidos.
Descripción detallada de la invención
El cuerpo sólido de tensioactivo de la invención se caracteriza por su elevado contenido de tensioactivo y su baja densidad.
La densidad no sobrepasa los 700 g/litro y, preferentemente no sobrepasa los 600 g/litro.
Cuanto mejor es la densidad, mayor esta porosidad y más rápida la disolución.
Contenido de tensioactivo del cuerpo sólido de tensioactivo
El cuerpo sólido de tensioactivo puede contener una proporción menor de materiales distintos a los tensioactivos. Sin embargo, el contenido total de tensioactivo es al menos 60% en peso, preferentemente 75% en peso, más preferentemente al menos 90% en peso.
Preferentemente, el cuerpo sólido de tensioactivo comprende al menos 50% en peso, más preferentemente al menos 70% en peso, de tensioactivo aniónico de sulfonato y/o sulfato. Los tensioactivos especialmente preferidos son alquilbenceno-sulfonato y/o alquil-sulfato.
Otros tensioactivos aniónicos que pueden estar presentes incluyen alquil-éter-sulfatos; olefino-sulfonatos; alquil-xileno-sulfonatos; dialquil-sulfosulcinatos y sulfonatos de ésteres de ácidos grasos. Generalmente son preferidas las sales de sodio.
El perfil de detergencia del cuerpo sólido de tensioactivo dentro de una gama de condiciones de lavado puede ser optimizado usando combinaciones de tensioactivos. Cuando el tensioactivo principal es un material intolerante para el calcio como alquilbenceno-sulfonato lineal, ventajosamente pueden estar presentes uno o más co-tensioactivos tolerantes para el calcio.
Si se desea puede estar presente también un tensioactivo no iónico. Los tensioactivos no iónicos que pueden ser usados incluyen los etoxilatos de alcoholes primarios y secundarios, especialmente los alcoholes alifáticos de C_{8}-C_{20} hetoxilados con una media de 1 a 20 moles de óxido de etileno por mol de alcohol, más especialmente, los alcoholes alifáticos primarios y secundarios de C_{10}-C_{15} etoxilados con una media de 1 a 10 moles de óxido de etileno por molde alcohol. Los tensioactivos no iónicos y no etoxilados incluyen alquil-poliglicozidos, monoéteres de glicerol y polihidroxiamidas (glucamida).
De acuerdo con una realización preferida de la invención, está presente un tensioactivo no iónico de alcohol etoxilado de fórmula general I
(I)R - (- O - CH_{2} - CH_{2})_{n} - OH
en la que R es una cadena de hidrocarbilo que tiene de 8 a 16 átomos de carbono, y el grado medio de etoxilación n es de 20 a 50.
Más preferentemente, el tensioactivo no iónico de alcohol etoxilado tiene una cadena de hidrocarbilo R que contiene de 10 a 16 átomos de carbono y un grado medio de etoxilación n de 25 a 40.
El cuerpo poroso sólido de tensioactivo de la invención puede contener adecuadamente de 1 a 20% en peso, preferentemente de 5 a 15% en peso, de tensioactivo no iónico etoxilado.
La relación de tensioactivo aniónico a tensioactivo no iónico etoxilado puede ser adecuadamente de 1:1 a 15:1, más preferentemente de 1:1 a 10;1 y, lo más preferentemente, de 2:1 a 6:1.
Los tensioactivos catiónicos que pueden ser usados incluyen sales de amonio cuaternario de fórmula general R_{1}R_{2}R_{3}R_{4}N^{+} X^{-} en la que los grupos R son cadenas de hidrocarbilo largas o cortas, normalmente grupos alquilo, hidroxialquilo o alquilo etoxilado, y X es un anión solubilizante (por ejemplo, compuestos en lo que R_{1} es un grupo alquilo C_{8}-C_{22}, preferentemente un grupo alquilo C_{8}-C_{10} o C_{12}-C_{14}, R_{2} es un grupo metilo y R_{3} y R_{4}, que pueden ser iguales o diferentes, son grupos metilo o hidroxietilo); y ésteres catiónicos (por ejemplo, ésteres de colina).
La lista de tensioactivos no se pretende que sea exhaustiva y, cumpliendo las restricciones de compatibilidad y tratamiento, en principio puede ser usado cualquier tensioactivo adecuado para ser incorporado en las composiciones detergentes de lavandería en forma de partículas.
El cuerpo poroso sólido de tensioactivo de acuerdo con la invención puede estar sustancialmente exento de jabón de ácidos grasos.
Sales inorgánicas y mejoradores de la detergencia
Preferentemente, el cuerpo sólido de tensioactivo de la invención contiene no más de 40% en peso, preferentemente no más de 20% en peso y lo más preferentemente no más de 10% en peso, de sales inorgánicas.
De acuerdo con una realización preferida de la invención, está sustancialmente exenta de sales inorgánicas distintas de las sales blanqueadoras.
Pueden estar presentes sales mejoradoras de la detergencia de zeolitas o fosfatos, aunque de acuerdo con una realización especialmente preferida de la invención, están ausentes las sales mejoradoras de la detergencia inorgánicas.
Los mejoradores de la detergencia orgánicos que pueden estar presentes incluyen polímeros de policarboxílicos como poliacrilatos y copolímeros acrílicos/maleicos; policarboxilatos monómeros como citratos, gluconatos, oxidisuccinatos, mono-, di-, tri-succinatos de glicerol, carboximetiloxisuccinatos, carboximetiloximalonatos, dipicolinatos, hidroxietilimino-diacetatos, alquil- y alquenil-malonatos y -succinatos; y sales de ácidos grasos sulfonadas.
Estructura del cuerpo sólido de tensioactivo
De acuerdo con la invención, la baja densidad y la correspondiente porosidad son conseguidas mediante la estructura del cuerpo de tensioactivo, que es un conjunto de partículas mantenidas unidas por medio de enlaces entre partículas. El enlace puede ser generado mediante la incorporación de un bajo nivel de aglutinante y/o, cuando las características de fusión del tensioactivo lo permitan, mediante calentamiento controlado.
El tamaño y la forma de las partículas son importantes con el fin de conseguir propiedades óptimas.
Preferentemente, el tamaño de partículas es mayor que 1 micrómetros y no sobrepasa 1500 micrómetros.
Más preferentemente, el tamaño de partículas esta dentro del intervalo de 200 a 1000 micrómetros.
Parece que es ventajoso que las partículas sean de una forma irregular. Son especialmente preferidos los copos.
Como se mencionó anteriormente, está presente un aglutinante en una cantidad de 0,1 a 15% en peso. El aglutinante puede ser, por ejemplo, un polímero no tensioactivo como polietilenglicol.
De forma alternativa o adicional, un tensioactivo no iónico presente en el cuerpo poroso sólido puede actuar también como un aglutinante.
Preparación del cuerpo sólido de tensioactivo
Un procedimiento preferido para la preparación del cuerpo poroso sólido de tensioactivo comprende las etapas de:
(i) convertir un conjunto de partículas de tensioactivo en un estado cohesivo calentado y/o mezclando con aglutinante,
(ii) permitir que el conjunto cohesivo resultante de partículas adquieran consistencia para formar un cuerpo sólido.
La etapa (ii) se puede llevar acabo en un molde, mediante lo cual se puede crear un cuerpo de cualquier tamaño o formas deseadas.
Por ejemplo, se puede producir un cuerpo de tamaño similar a una pastilla de detergente de lavandería disponible en el comercio.
Composiciones e ingredientes detergentes
El tensioactivo sólido puede ser usado por sí mismo como una composición detergente de lavandería, por ejemplo en forma de una pastilla, o puede ser usado junto con otros componentes en un producto más complejo.
Por lo tanto, la invención proporciona adicionalmente una composición detergente en forma de partículas, que comprende un cuerpo poroso sólido de tensioactivo como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores mezclado o en combinación con uno o más de otros ingredientes detergentes sólidos.
Las composiciones detergentes de acuerdo con la invención pueden contener adecuadamente un sistema blanqueador. Preferentemente, este incluirá un compuesto blanqueador de peroxígeno, por ejemplo, una persal inorgánica o un peroxiácido orgánico capaz de producir peróxido de hidrógeno en solución acuosa.
Las persales inorgánicas preferidas son monohidrato y tetrahidrato de perborato de sodio y percarbonato de sodio, siendo especialmente preferida esta última. El percarbonato de sodio puede tener un revestimiento protector contra la desestabilización por la humedad. El compuesto blanqueador de peroxígeno está presente adecuadamente en una cantidad de 5 a 35% en peso, preferentemente de 10 a 25% en peso.
El compuesto blanqueador de peroxígeno puede ser usado en combinación con un activador de blanqueo (precursor de blanqueo) para mejorar la acción blanqueadora a bajas temperaturas de lavado. El precursor de blanqueo está presente adecuadamente en una cantidad de 1 a 8% en peso, preferentemente de 2 a 5% en peso. Los precursores de blanqueo preferidos son precursores de ácidos peroxicarboxílicos, más especialmente precursores de ácido peracético y precursores de ácido peroxibenzoico; y precursores de ácido peroxicarbónico. Un precursor de blanqueo especialmente preferido adecuado para ser usado en la presente invención es N,N,N',N'-tetraacetil-etilendiamina (TEAD). Puede estar presente también un estabilizador de blanqueo (secuestrante de metales pesados). Los estabilizadores de blanqueo adecuados incluyen etilendiamina-tetraacetato (EDTA), dietilentriamina-pentaacetato (DTPA), etilendiamina-disuccinato (EDDS) y los polifosfatos como los Dequests (marca comercial), etilendiamina-tetrametileno-fosofonato (EDTMP) y dietilentriamina-pentametileno-fosfato (DETPMP).
Otros materiales que pueden estar presentes en las composiciones detergentes de la invención incluyen agentes anti-redepósito como polímeros celulósicos; agentes supresores de la suciedad; agentes anti-transferencia de colorantes; mejoradores de la formación de espuma o controladores de la espuma en la medida apropiada; agentes de contraste; enzimas (por ejemplo, proteasas, lipasas, amilasas o celulasas); colorantes; partículas; perfumes y compuestos acondicionadores de telas.
Siempre que se cumplan las restricciones de compatibilidad y tratamiento, algunos de estos materiales pueden ser incorporados en el propio cuerpo sólido de tensioactivo, mientras que otros están presentes más adecuadamente como ingredientes post-dosificados separados.
Ejemplos
La invención se ilustra adicionalmente por medio de los siguientes ejemplos no limitativos, en los que las partes y porcentajes están en peso salvo que se establezca otra cosa.
Ejemplo 1
Preparación de una pastilla de alquilbenceno-sulfonato lineal (LAS)
Las materias primas usadas fueron las siguientes:
\begin{minipage}[t]{125mm}Copos de alquilbenceno-sulfonato de sodio lineal (Nansa (marca comercial) 90HF de la empresa Huntsman Surface Sciencies)\end{minipage} 7,00 g
\begin{minipage}[t]{125mm}Polietilenglicol (PEG 6.000, peso molecular 6.000, de la empresa Fisher Chemicals)\end{minipage} 0,77 g
Los copos de LAS se mezclaron con el polietilenglicol y se calentaron en un horno de convección Sharp Carousel a 160ºC hasta una temperatura de 60ºC.
La masa resultante se vertió en un molde que tenía unas dimensiones de 4 cm por 2 cm por 2 cm (volumen de 16 cm^{3}) y se dejó que adquirieran consistencia a temperatura ambiente durante 30 minutos.
La pastilla resultante tenía una masa de 7,77 g y un volumen de 16 cm^{3} y tenía una densidad de 485 g/litro. Su contenido de tensioactivo de 7,0 g es comprable a la de una pastilla de detergente de lavandería de media dosis comercial.
Tiempos de disolución
Fueron comparados los tiempos de la disolución de la pastilla del Ejemplo 1 y un pastilla detergente de lavandería de media dosis disponible en el comercio (Ejemplo comparativo A).
La pastilla del Ejemplo comparativo A tenía la siguiente formulación:
1 
\vskip1.000000\baselineskip
Los tiempos de disolución se compararon usando un método de conductividad. Una probeta de 5 litros se llenó con 3 litros de agua desionizada y se calentó a 35ºC. Las pastillas se colocaron en una jaula de alambres de malla gruesa unida a un agitador que se hizo rotar a 500 revoluciones/minuto.
La conductividad de la solución se midió usando una sonda de conductividad fijada cerca de la pared de la probeta. La conductividad se registró en un registrador gráfico que trazaba el cambio de conductividad lo largo del tiempo.
Los valores de t_{90} (el tiempo para que tenga lugar una disolución del 90% en peso) de las pastillas fueron como se muestra a continuación
3 
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 2
Preparación de una pastilla que contiene LAS y tensioactivo no iónico
Usando el método del Ejemplo 1 se preparó una pastilla a partir de las materias primas citadas a continuación para proporcionar una pastilla que tenía la formulación mostrada.
4
5
Detergencia
La detergencia de la pastilla del Ejemplo 2 se midió mediante un método de máquina lavadora usando algodón y poliéster tricotado sobre las siguientes suciedades: grasa de cocina (aceite de soja), aceite sucio de motor y manteca. La pastilla proporcionó un rendimiento considerable dentro de una amplia gama de durezas del agua (5, 20, 35 y 50 grados franceses de dureza).

Claims (20)

1. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo que comprende al menos 60% en peso de tensioactivo y que tiene una densidad que no sobrepasa 700 g/litro, caracterizado porque contiene de 0,1 a 15% en peso de aglutinante.
2. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos 75% en peso de tensioactivo.
3. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según la reivindicación 2, caracterizado porque comprende al menos 90% en peso de tensioactivo.
4. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque tiene una densidad que no sobrepasa los 600 g/litro.
5. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende al menos 50% en peso de tensioactivo aniónico de sulfonato y/o de sulfato.
6. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende al menos 70% en peso de tensioactivo aniónico de sulfonato y/o sulfato.
7. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el tensioactivo aniónico comprende alquil-benceno-sulfonato y/o alquil-sulfato.
8. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende adicionalmente un tensiactivo no iónico de alcohol etoxilado de fórmula general I
(I)R - (- O - CH_{2} - CH_{2})_{n} - OH
en la que R es una cadena de hidrocarbilo que tiene de 8 a 16 átomos de carbono, y el grado medio de etoxilación n es de 20 a 50.
9. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según la reivindicación 8, caracterizado porque el tensioactivo no iónico de alcohol etoxilado tiene una cadena de hidrocarbilo que contiene de 10 a 16 átomos de carbono y un grado medio de etoxilación n de 25 a 40.
10. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según la reivindicación 8 o la reivindicación 9, caracterizado porque contiene de 1 a 20% en peso, preferentemente de 5 a 15% en peso, de tensioactivo no iónico etoxilado.
11. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado que la relación de tensioactivo aniónico a tensioactivo no iónico etoxilado es de 1:1 a 15:1, preferentemente de 1:1 a 10:1, más preferentemente de 2:1 a 6:1.
12. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque contiene no más de 40% en peso, preferentemente no más de 20% en peso, más preferentemente no más de 10% en peso, de sales inorgánicas.
13. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según la reivindicación 12, caracterizado porque está sustancialmente exento de sales inorgánicas distintas a las sales blanqueadoras.
14. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está en forma de conjunto de partículas con un tamaño de partículas mayor que 1 micrómetro y que no sobrepasa 1500 micrómetros.
15. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según la reivindicación 14, caracterizado porque el tamaño de partículas esta dentro del intervalo de 200 a 1000 micrómetros.
16. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según la reivindicación 14 o la reivindicación 15, caracterizado porque las partículas son de forma irregular.
17. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según la reivindicación 16, caracterizado porque las partículas son copos.
18. Un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aglutinante comprende polietilenglicol.
19. Un procedimiento para la preparación de un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende las etapas de:
(i) convertir un conjunto de partículas de tensioactivo en un estado cohesivo calentando y/o mezclando con un aglutinante,
(ii) permitir que el conjunto cohesivo resultante de partículas adquiera consistencia para formar un cuerpo sólido.
20. Una composición detergente en forma de partículas, que comprende un cuerpo poroso sólido de tensioactivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está mezclado o en combinación con uno o más de otros ingredientes detergentes sólidos.
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