ES2309226T3 - Procedimiento para la obtencion de granulados de tensioactivos que contienen adyuvantes. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la obtención de granulados de tensioactivos que contienen adyuvantes mediante la neutralización de mezclas de ácidos tensioactivos aniónicos y de ácidos adyuvantes con agentes de neutralización sólidos, según el cual se pone o se ponen en contacto los ácidos citados con el o con los agentes de neutralización sólidos, caracterizado porque la proporción en peso entre el o los ácidos adyuvantes y el o los ácidos tensioactivos aniónicos en la mezcla ácida, que debe ser neutralizada, se encuentra entre 1 : 500 y 50 : 1 y el o los ácidos adyuvantes se presenta o se presentan suspendidos en el o en los ácidos tensioactivos aniónicos y el o los ácidos adyuvantes presentan un tamaño de partícula por debajo de 200 mum.
Description
Procedimiento para la obtención de granulados de
tensioactivos que contienen adyuvantes.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la obtención de granulados de tensioactivos que
contienen adyuvantes así como a granulados de tensioactivos o bien
a mixturas especiales.
Aún cuando la síntesis económica de los
tensioactivos aniónicos de color claro constituye, en la actualidad,
un estado asegurado del conocimiento técnico, a la hora de la
obtención y de la elaboración de tales tensioactivos se presentan
problemas desde el punto de vista de la aplicación industrial. De
este modo, los tensioactivos aniónicos se obtienen en su forma
ácida en el transcurso del procedimiento de obtención y tienen que
transformarse en sus sales de metales alcalinos o de metales
alcalinotérreos con agentes de neutralización adecuados.
Esta etapa de neutralización puede llevarse a
cabo con soluciones de hidróxidos alcalinos o bien con substancias
alcalinas sólidas, especialmente con el carbonato de sodio. A la
hora de la neutralización con álcalis acuosos, las sales
tensioactivas se presentan en forma de preparaciones acuosas,
pudiéndose ajustar el contenido en agua en el intervalo comprendido
entre aproximadamente un 10 y un 80% en peso y, de manera especial,
en el intervalo comprendido entre aproximadamente un 35 y un 60% en
peso. Los productos de este tipo tienen una característica pastosa
hasta susceptible de ser cortada a temperatura ambiente, con lo que
se limita o incluso se pierde por completo la aptitud a la fluencia
y al bombeo de tales pastas ya en el intervalo de aproximadamente
un 50% en peso de substancia activa de tal manera, que a la hora de
la elaboración ulterior de tales pastas, especialmente a la hora de
su incorporación en mezclas de productos sólidos, por ejemplo en
agentes de lavado y de limpieza sólidos, se presentan problemas
considerables. Por lo tanto constituye una necesidad antigua poder
poner a disposición tensioactivos aniónicos para agentes de lavado
en forma seca, especialmente esparcible. En realidad se consigue
también la obtención de polvos o de granulados de tensioactivos,
esparcibles, especialmente de aquellos constituidos por los
sulfatos de los alcoholes grasos (FAS) según la tecnología de secado
tradicional, por ejemplo en la torre de pulverización. En este
caso, se observan, sin embargo, graves limitaciones puesto que las
preparaciones obtenidas son frecuentemente higroscópicas, forman
grumos por absorción de agua procedente del aire durante el
almacenamiento e incluso tienen tendencia a la formación de grumos
en el producto acabado que constituye el agente de lavado.
Se presentan dificultades comparables o de otro
tipo a la hora de la transformación de las formas acuosas de las
preparaciones, especialmente en forma de pasta de un gran número de
otros compuestos tensioactivos con actividad de lavado y de
limpieza para obtener los productos sólidos estables al
almacenamiento. A título de otros ejemplos de compuestos
tensioactivos aniónactivos en la química de grasas deben citarse los
conocidos ésteres de metilo de los ácidos sulfograsos (los
metiléstersulfonatos de los ácidos grasos, MES), que se preparan
mediante la \alpha-sulfonación de los ésteres de
metilo de los ácidos grasos de origen vegetal o animal
preponderantemente con 10 hasta 20 átomos de carbono en la molécula
del alcohol graso y subsiguiente neutralización para dar las
monosales, especialmente para dar las sales alcalinas
correspondientes. Mediante la disociación del éster se forman, a
partir de los mismos, los correspondientes ácidos sulfograsos o bien
sus disales, que tienen propiedades importantes en la tecnología
del lavado y de la limpieza así como las mezclas formadas por las
disales y por las monosales de los ésteres de metilo de los ácidos
sulfograsos. Finalmente puede plantear problemas también el secado
de una pasta acuosa de las sales alcalinas de los jabones con
actividad de lavado y/o de las pastas de ABS.
Una alternativa al secado por pulverización de
las pastas tensioactivas está constituida por la granulación. Del
mismo modo existe en la literatura de patentes un amplio estado de
la técnica relativo a la obtención sin torre
(Non-Tower) de agentes de lavado y de limpieza.
Muchos de estos procedimientos parten de la forma ácida de los
tensioactivos aniónicos puesto que esta clase de tensioactivos
representa, desde el punto de vista cuantitativo, la mayor parte de
las substancias con actividad de lavado y los tensioactivos
aniónicos se obtienen en el transcurso de su obtención en forma de
los ácidos libres, que tienen que neutralizarse para dar las sales
correspondientes.
De este modo, la solicitud de patente europea
EP-A-0 678 573 (Procter &
Gamble) describe un procedimiento para la obtención de granulados
de tensioactivos desparramables con pesos a granel por encima de 600
g/l, en el que se hacen reaccionar ácidos tensioactivos aniónicos
con un exceso de agente de neutralización para dar una pasta con al
menos un 40% en peso de tensioactivo y esta pasta se mezcla con uno
o varios polvos, uno de los cuales al menos tiene que ser secado
por pulverización, y que contiene el polímero aniónico y el
tensioactivo catiónico, pudiéndose secar de manera opcional el
granulado formado. Esta publicación reduce ciertamente la
proporción de los granulados secados por pulverización en los
agentes de lavado y de limpieza pero, sin embargo, no evita por
completo el secado por pulverización.
La solicitud de patente europea
EP-A-0 438 320 (Unilever) divulga un
procedimiento, que se realiza por tandas, para la obtención de
granulados de tensioactivos con pesos a granel por encima de los 650
g/l. En este caso, se combina una solución de un producto
inorgánico, alcalino, en agua con adición eventual de otros
productos sólidos, con los ácidos tensioactivos aniónicos y se
granula en un mezclador/granulador de alta velocidad con un
aglutinante líquido. La neutralización y la granulación se llevan a
cabo ciertamente en el mismo aparato, pero en etapas del
procedimiento separadas entre sí, de manera que el procedimiento
únicamente puede llevarse a cabo por tandas.
Se conoce por la solicitud de patente europea
EP-A-0 402 112 (Procter &
Gamble) un procedimiento en continuo de neutralización/granulación
para la obtención de granulados FAS y/o ABS a partir de los ácidos,
en el que los ácidos ABS se neutralizan con NaOH al 62% al menos y,
a continuación, se granula, bajo adición de productos auxiliares,
por ejemplo alcoholes etoxilados o alquilfenoles o de un
polietilenglicol, que funde por encima de los 48,9ºC, con un peso
molecular comprendido entre 4.000 y 50.000.
La solicitud de patente europea
EP-A-0 508 543 (Procter &
Gamble) cita un procedimiento en el que se neutraliza un ácido
tensioactivo con un exceso de álcali para dar una pasta de
tensioactivo al 40% en peso como mínimo que, a continuación, se
acondiciona y se granula, llevándose a cabo una refrigeración
directa con hielo seco o con nitrógeno líquido.
Los procedimientos de neutralización en seco, en
los cuales se neutralizan los ácidos sulfónicos y se granulan, han
sido divulgados en la publicación EP 555 622 (Procter & Gamble).
Según las enseñanzas de esta publicación, la neutralización de los
ácidos tensioactivos aniónicos tiene lugar en un mezclador de alta
velocidad mediante un exceso de agente de neutralización finamente
dividido con un tamaño medio de las partículas por debajo de 5
\mum.
Un procedimiento similar, que se lleva a cabo
también en un mezclador de alta velocidad y en el cual sirve como
agente de neutralización el carbonato de sodio molido con una tamaño
comprendido entre 20 y 20 \mum, se describe en la publicación WO
98/20104 (Procter & Gamble).
También se describen en la publicación EP 265
203 (Unilever) mezclas de tensioactivos, que se pulverizan a
continuación sobre absorbentes sólidos y que, de este modo,
proporcionan composiciones de agentes de lavado o bien componentes.
Las mezclas de tensioactivos líquidos, divulgadas en esta
publicación, contienen sales de sodio o de potasio de ácidos
alquilbencenosulfónicos o de ácidos alquilsulfúricos en cantidades
de hasta un 80% en peso, tensioactivos no iónicos etoxilados en
cantidades de hasta un 80% en peso así como agua en un 10% en peso
como máximo.
Se divulgan mezclas de tensioactivos similares
también en la publicación más antigua EP 211 493 (Unilever). Según
las enseñanzas de esta publicación las mezclas de tensioactivos, a
ser pulverizadas, contienen entre un 40 y un 92% en peso de una
mezcla de tensioactivos así como más de un 8 hasta un 60% en peso
como máximo de agua. La mezcla de tensioactivos está constituida,
por su parte, al menos por un 50% de tensioactivos no iónicos
polialcoxilados y por tensioactivos iónicos.
Se describe en la publicación EP 507 402
(Unilever) un procedimiento para la obtención de una mezcla de
tensioactivos, líquida, a partir de los tres componentes
constituidos por tensioactivo aniónico, tensioactivo no iónico y
agua. Las mezclas de tensioactivos, divulgadas en este caso, que
deben contener una pequeña cantidad de agua, se fabrican mediante
combinación de cantidades equimolares del agente de neutralización y
del ácido tensioactivo aniónico en presencia del tensioactivo no
iónico.
La solicitud de patente alemana publicada, no
examinada DE-A-42 32 874 (Henkel
KGaA) divulga un procedimiento para la obtención de granulados de
tensioactivos aniónicos, con actividad de lavado y de limpieza,
mediante neutralización de tensioactivos aniónicos en su forma
ácida. Como agentes de neutralización se divulgan, en este caso,
productos sólidos, pulverulentos, especialmente el carbonato de
sodio, que reacciona con los ácidos tensioactivos aniónicos para
dar tensioactivo aniónico, dióxido de carbono y agua. Los granulados
obtenidos tienen contenidos en tensioactivos próximos al 30% en
peso y pesos a granel por debajo de 550 g/l.
La solicitud de patente europea publicada, no
examinada EP 642 576 (Henkel KGaA) describe una granulación en dos
etapas en dos mezcladores/granuladores conectados en serie,
efectuándose una granulación previa en un primer granulador, con un
bajo número de revoluciones, del 40 al 100% en peso, referido a la
cantidad total de los componentes empleados, de componentes sólidos
y líquidos y, en un segundo granulador, con elevado número de
revoluciones, se mezcla el pregranulado, en caso dado con los
componentes restantes y se transforma en un granulado.
En la solicitud de patente europea EP 772 674
(Henkel KGaA) se describe un procedimiento para la obtención de
granulados de tensioactivos mediante secado por pulverización, en el
cual se tratan separadamente él o los ácidos tensioactivos
aniónicos y las soluciones alcalinas, altamente concentradas, con un
medio gaseoso y se mezclan en una tobera para varios productos, se
neutralizan y se secan por pulverización mediante pulverizado en
una corriente de gas caliente. Las partículas de tensioactivos
finamente divididas, obtenidas de este modo, se aglomeran a
continuación en un mezclador para dar granulados con pesos a granel
por encima de los 400 g/l.
La memoria descriptiva de la solicitud de
patente alemana publicada, no examinada,
DE-A-43 14 885
(Süd-Chemie) divulga un procedimiento para la
obtención de granulados de tensioactivos aniónicos con actividad de
lavado y de limpieza mediante neutralización de la forma ácida de
los tensioactivos aniónicos con un compuesto de acción básica,
haciéndose reaccionar la forma ácida, sensible a la hidrólisis, de
un tensioactivo aniónico, sensible a la hidrólisis, con el agente
de neutralización sin liberación de agua. De manera preferente, se
utiliza como agente de neutralización el carbonato de sodio, que
reacciona en este procedimiento para dar hidrógenocarbonato de
sodio.
La presente invención tenía como tarea poner a
disposición un procedimiento que permitiese la obtención de agentes
de lavado y de limpieza, con un contenido en adyuvantes, sin el
empleo, o con el empleo reducido de etapas de secado por
pulverización. Por lo tanto debía conseguirse otra optimización de
los costes en comparación con el procedimiento divulgado en el
estado de la técnica. El procedimiento, que debe ser proporcionado,
debería posibilitar así mismo la elaboración directa y atractiva
desde el punto de vista económico de las formas ácidas de las
materias primas para los agentes de lavado, evitando ampliamente,
sin embargo, el inconveniente de la evaporación del agua que es
costosa desde el punto de vista energético. Los pesos a granel de
los granulados que contienen adyuvantes y tensioactivos, que deben
ser preparados, deberían ser variables, en este caso, dentro de
amplios límites, constituyendo un objetivo especial de la presente
invención, el poder conseguir también con ayuda de un procedimiento
Non-Tower, los bajos pesos a granel de los productos
tradicionales secados por pulverización. De igual modo, las
solubilidades de los productos finales, de conformidad con el
procedimiento, deberían ser equivalentes o ser más ventajosos que a
las de los productos finales de los procedimientos conocidos por el
estado de la técnica.
Se ha encontrado ahora, que pueden prepararse
granulados de tensioactivos, que contienen adyuvantes, fácilmente
solubles, con pesos a granel variables y con un excelente perfil de
solubilidad, si se combinan los ácidos tensioactivos aniónicos con
ácidos adyuvantes en determinadas cantidades como paso previo a la
neutralización.
El objeto de la presente invención consiste, en
una primera forma de realización, en un procedimiento para la
obtención de granulados de tensioactivos que contienen adyuvantes
mediante la neutralización de mezclas de ácidos de tensioactivos
aniónicos y de ácidos adyuvantes con agentes de neutralización
sólidos, según el cual se ponen en contacto los citados ácidos con
el o con los agentes de neutralización sólidos, estando comprendida
la proporción en peso entre el o los ácidos adyuvantes y el o lo
ácidos tensioactivos aniónicos en la mezcla de ácidos que debe ser
neutralizada entre 1:500 y 50:1 y estando presentes en estado
suspendido el o los ácidos adyuvantes en el o en los ácidos
ten-
sioactivos aniónicos y presentando el o los ácidos adyuvantes un tamaño de partícula situado por debajo de 200 \mum.
sioactivos aniónicos y presentando el o los ácidos adyuvantes un tamaño de partícula situado por debajo de 200 \mum.
De conformidad con la invención se mezclan entre
sí el o los ácidos tensioactivos aniónicos y el o los ácidos
adyuvantes como paso previo a la neutralización, es decir como paso
previo a la puesta en contacto con el o con los agentes de
neutralización sólidos. Esta mezcla ácida se neutraliza a
continuación con agentes de neutralización sólidos. La mezcla ácida
contiene, al menos, aproximadamente un 0,2% en peso y, como máximo,
aproximadamente un 98% en peso del o de los ácidos adyuvantes según
una proporción en masa entre los ácidos adyuvantes y los ácidos
tensioactivos aniónicos en la mezcla ácida comprendida entre 1:500 y
50:1. De manera preferente, se emplean los ácidos adyuvantes en una
proporción en peso más estrecha con respecto a los ácidos
tensioactivos aniónicos, siendo especialmente preferente que la
mezcla ácida contenga más ácidos tensioactivos aniónicos que ácidos
adyuvantes. Los procedimientos preferentes de conformidad con la
invención se caracterizan porque la proporción en peso entre el o
los ácidos adyuvantes y el o los ácidos tensioactivos aniónicos en
la mezcla ácida, que debe ser neutralizada, está comprendida entre
1:400 y 1:10, de manera preferente está comprendida entre 1:250 y
1:15, de manera especialmente preferente está comprendida entre
1:100 y 1:20 y, de manera especial, está comprendida entre 1:75 y
1:25. De este modo la mezcla ácida contiene, de manera preferente,
al menos un 0,25% en peso aproximadamente y como máximo un 90% en
peso aproximadamente del o de los ácidos adyuvantes, de manera
preferente contiene al menos un 0,4% en peso aproximadamente y como
máximo un 67% en peso aproximadamente del o de los ácidos
adyuvantes, de manera especialmente preferente al menos de un 1% en
peso aproximadamente y como máximo un 80% en peso aproximadamente
del o de los ácidos adyuvantes y, de manera especial, al menos un
1,3% en peso aproximadamente y como máximo un 4% en peso
aproximadamente del o de los ácidos adyuvantes.
Las cantidades preferentes del o de los ácidos
adyuvantes en la mezcla ácida que debe ser neutralizada se
encuentran, de manera preferente, en un 1,5% en peso, en un 1,75% en
peso, en un 2% en peso, en un 2,25% en peso, en un 2,5% en peso, en
un 2,75% en peso, en un 3% en peso, en un 3,25% en peso, en un 3,5%
en peso y en un 3,75% en peso, referido respectivamente a la masa de
la mezcla que debe ser neutralizada.
Como tensioactivos aniónicos en forma ácida se
emplearán preferentemente uno o varios productos del grupo formado
por los ácidos carboxílicos, los semiésteres del ácido sulfúrico y
de los ácidos sulfónicos, preferentemente del grupo formado por los
ácidos grasos, los ácidos alquilsulfúricos grasos y los ácidos
alquilarilsulfónicos. Para presentar propiedades tensioactivas
suficientes deberían disponer los compuestos citados, en este caso,
de restos hidrocarbonados de cadena larga, es decir que deben
presentar en el resto alquilo o en el resto alquenilo al menos 6
átomos de carbono. Usualmente la distribución de la cadena carbonada
del tensioactivo aniónico se encuentra en el intervalo desde 6
hasta 40, preferentemente desde 8 hasta 30 y, especialmente, desde
12 hasta 22 átomos de carbono.
Los procedimientos preferentes, de conformidad
con la invención, se caracterizan porque se emplean, a título de
tensioactivos aniónicos en forma ácida, uno o varios productos del
grupo formado por los ácidos carboxílicos, los semiésteres del
ácido sulfúrico y los ácidos sulfónicos, de manera preferente del
grupo formado por los ácidos grasos, de los ácidos alquilsulfúricos
grasos y de los ácidos alquilarilsulfónicos. Éstos se describen más
adelante.
Los ácidos carboxílicos, que encuentran
aplicación en forma de sus sales de metales alcalinos a modo de
jabones en los agentes para el lavado y la limpieza, se obtienen a
escala industrial a partir de grasas y de aceites nativos mediante
hidrólisis. Mientras que el saponificado alcalino, realizado en los
siglos pasados, conducía directamente a las sales alcalinas
(jabones), en la actualidad se emplea únicamente agua a escala
industrial para la disociación, que disocia las grasas en glicerina
y en los ácidos grasos libres. Los procedimientos empleados a
escala industrial son, por ejemplo, la disociación en autoclaves o
la disociación continua, a alta presión. Los ácidos carboxílicos,
que pueden ser empleados como tensioactivos aniónicos en forma
ácida, en el ámbito de la presente invención son, por ejemplo, el
ácido hexanoico (ácido caprónico), el ácido heptanoico (ácido
enantoico), el ácido octanoico (ácido caprílico), el ácido nonanoico
(ácido pelargónico), el ácido decanoico (ácido caprínico), el ácido
undecanoico, etc. En el ámbito de la presente invención es
preferente el empleo de ácidos grasos tales como el ácido
dodecanoico (ácido láurico), el ácido tetradecanoico (ácido
mirístico), el ácido hexadecanoico (ácido palmítico), el ácido
octadecanoico (ácido esteárico), el ácido eicosanoico (ácido
araquínico), el ácido docosanoico (ácido behénico), el ácido
tetracosanoico (ácido lignocerínico), el ácido hexacosanoico (ácido
cerotinoico), el ácido triacotanoico (ácido melisínico) así como las
especies insaturadas el ácido 9c-hexadecenoico
(ácido palmitoleico), el ácido 6c-octadecenoico,
(ácido petroselínico), el ácido 6t-octadecenoico
(ácido petroselaidínico), el ácido 9c-octadecenoico
(ácido oleico), el ácido 9t-octadecenoico (ácido
elaidínico), el ácido 9c,12c-octadecadienoico (ácido
linoleico), el ácido 9t,12t-octadecadienoico (ácido
linolaidínico) y el ácido
9c,12c,15c-octadecatreínico (ácido linolénico). Por
motivos de coste es preferente no utilizar las especies puras, sino
las mezclas industriales de los ácidos individuales, como las que se
obtienen a partir de la disociación de grasas. Tales mezclas son,
por ejemplo, ácidos grasos de aceite de coco (aproximadamente 6% en
peso de C_{8}, 6% en peso de C_{10}, 48% en peso de C_{12},
18% en peso de C_{14}, 10% en peso de C_{16}, 2% en peso de
C_{18}, 8% en peso de C_{18'}, 1% en peso de C_{18''}),
ácidos grasos de aceite de semillas de palma (aproximadamente 4% en
peso de C_{8}, 5% en peso de C_{10}, 50% en peso de C_{12},
15% en peso de C_{14}, 7% en peso de C_{16}, 2% en peso de
C_{18}, 15% en peso de C_{18'}, 1% en peso de C_{18''}),
ácidos grasos de sebo (aproximadamente 3% en peso de C_{14}, 26%
en peso de C_{16}, 2% en peso de C_{16'}, 2% en peso de
C_{17}, 17% en peso de C_{18}, 44% en peso de C_{18'}, 3% en
peso de C_{18''}, 1% en peso de C_{18'''}), ácidos grasos de
sebo endurecidos (aproximadamente 2% en peso de C_{14}, 28% en
peso de C_{16}, 2% en peso de C_{17}, 63% en peso de C_{18},
1% en peso de C_{18'}), ácido oleico industrial (aproximadamente
1% en peso de C_{12}, 3% en peso de C_{14}, 5% en peso de
C_{16}, 6% en peso de C_{16'}, 1% en peso de C_{17}, 2% en
peso de C_{18}, 70% en peso de C_{18'}, 10% en peso de
C_{18''}, 0,5% en peso de C_{18'''}), ácido palmítico/esteárico
industrial (aproximadamente 1% en peso de C_{12}, 2% en peso de
C_{14}, 45% en peso de C_{16}, 2% en peso de C_{17}, 47% en
peso de C_{18}, 1% en peso de C_{18'}), así como ácidos grasos
de aceite de judías (aproximadamente 2% en peso de C_{14}, 15% en
peso de C_{16}, 5% en peso de C_{18}, 25% en peso de C_{18'},
45% en peso de C_{18''}, 7% en peso de C_{18'''}).
Los semiésteres del ácido sulfúrico de alcoholes
de cadena larga son igualmente tensioactivos aniónicos en su forma
ácida y pueden emplearse en el ámbito del procedimiento de
conformidad con la invención. Sus sales de metales alcalinos,
especialmente sus sales de sodio, los sulfatos de alcoholes grasos,
pueden obtenerse a escala industrial, a partir de los alcoholes
grasos, que se hacen reaccionar con ácido sulfúrico, con ácido
clorosulfónico, con ácido amidosulfónico o con trióxido de azufre
para dar los correspondientes ácidos alquilsulfúricos y, a
continuación, se neutralizan. Los alcoholes grasos se obtienen, en
este caso, a partir de los correspondientes ácidos grasos o bien de
las mezclas de ácidos grasos mediante hidrogenación a alta presión
de los ésteres de metilo de los ácidos grasos. El proceso
industrial, más importante desde el punto de vista cuantitativo,
para la obtención de los ácidos alquilsulfúricos grasos es el
sulfatado de los alcoholes con mezclas de SO_{3}/aire en
reactores especiales en cascada, de película descendente o de haces
tubulares.
Otra clase de ácidos tensioactivos aniónicos,
que puede emplearse de conformidad con la invención, está
constituida por los ácidos alquiletersulfúricos, sus sales, los
alquilétersulfatos, que se caracterizan, frente a los
alquilsulfatos por una mayor solubilidad en agua y una menor
sensibilidad frente a la dureza del agua (solubilidad de las sales
de Ca). Los ácidos alquiletersulfúricos se sintetizan, como los
ácidos alquilsulfúricos, a partir de alcoholes grasos, que se hacen
reaccionar con óxido de etileno para dar los correspondientes
etoxilatos de alcoholes grasos. En lugar del óxido de etileno puede
emplearse también el óxido de propileno. La sulfonación
subsiguiente con trióxido de azufre gaseoso en reactores de
sulfonación durante un período corto de tiempo proporciona
rendimientos mayores que el 98% en los correspondientes ácidos
alquiletersulfúricos.
También pueden emplearse en el ámbito de la
presente invención, como tensioactivos aniónicos, los ácidos
alcanosulfónicos y los ácidos olefinasulfónicos. Los ácidos
alcanosulfónicos pueden contener los grupos de ácido sulfónico
enlazados en el extremo (ácidos alcanosulfónicos primarios) o a lo
largo de la cadena carbonada (ácidos alcanosulfónicos secundarios),
teniendo un significado comercial únicamente los ácidos
alcanosulfónicos secundarios. Éstos se preparan mediante
sulfocloración o mediante sulfoxidación de hidrocarburos lineales.
En el caso de la sulfocloración según Reed se hacen reaccionar
n-parafinas con dióxido de azufre y cloro bajo
irradiación con luz UV para dar los sulfocloruros correspondientes,
que proporcionan por hidrólisis con álcalis directamente los
alcanosulfonatos, y mediante reacción con agua los ácidos
alcanosulfónicos. Puesto que en la sulfocloración pueden presentarse
como productos secundarios de la reacción por medio de radicales
disulfocloruros y polisulfocloruros así como hidrocarburos
clorados, se llevará a cabo la reacción usualmente sólo hasta un
grado de conversión del 30% y se interrumpe a continuación.
Otro procedimiento para la obtención de los
ácidos alcanosulfónicos es la sulfoxidación, en la cual
n-parafinas se hacen reaccionar con dióxido de
azufre y oxígeno bajo irradiación con luz UV. En esta reacción por
medio de radicales se forman sucesivamente radicales
alquilsulfonilo, que reaccionan ulteriormente con el oxígeno para
dar los radicales alquilpersulfonilo. La reacción con parafina no
convertida proporciona un radical alquilo y el ácido
alquilpersulfónico, que se descompone en un radical
alquilperoxisulfonilo y en un radical hidroxilo. La reacción de
ambos radicales con parafina no convertida proporciona los ácidos
alquilsulfónicos o bien agua, que reacciona con los ácidos
alquilperfsulfónicos y con el dióxido de azufre para dar ácido
sulfúrico. Para mantener tan elevado como sea posible el
rendimiento de ambos productos finales constituidos por el ácido
alquilsulfónico y por el ácido sulfúrico y para reprimir las
reacciones secundarias, se llevará a cabo esta reacción,
usualmente, sólo hasta un grado de conversión del 1% y a
continuación se interrumpe.
Los olefinasulfonatos se preparan
industrialmente mediante reacción de
\alpha-olefinas con trióxido de azufre. En este
caso, se forman zwitteriones intermedios, que se ciclan para dar las
denominadas sultonas. Bajo condiciones adecuadas (hidrólisis
alcalina o ácida) estas sultonas reaccionan para dar ácidos
hidroxialcanosulfónicos o bien ácidos alquenosulfónicos, pudiéndose
emplear ambos también como ácidos tensioactivos aniónicos.
Los alquilbencenosulfonatos se conocen desde los
años treinta del siglo pasado como tensioactivos aniónicos
potentes. En aquel entonces, por medio de la monocloración de
fracciones de Kogasin y la alquilación subsiguiente de
Friedel-Craft se produjeron alquilbencenos que se
sulfonaron con oleum y se neutralizaron con lejía sódica. Al
comienzo de los años cincuenta, para la producción de
alquilbencenosulfonatos se tetramerizó propileno para dar
\alpha-dodecileno ramificado y el producto se hizo
reaccionar por una reacción de Friedel-Craft,
utilizando tricloruro de aluminio o fluoruro de hidrógeno, para dar
el tetrapropilenbenceno que a continuación se sulfonó y neutralizó.
Esta posibilidad económica de producción de
tetrapropilenbencenosulfonatos (TPS) llevó al éxito de esta clase
de tensioactivos,
que subsiguientemente sustituyó a los jabones como tensioactivos principales en los agentes de lavado y de limpieza.
que subsiguientemente sustituyó a los jabones como tensioactivos principales en los agentes de lavado y de limpieza.
Debido a la biodegradabilidad deficiente de los
TPS existía la necesidad de preparar nuevos alquilbencenosulfonatos
que se caracterizasen por su comportamiento ecológico mejorado. Los
alquilbencenosulfonatos lineales cumplen con estas exigencias,
siendo en la actualidad los alquilbencenosulfonatos los únicos que
son fabricados y que se conocen por la abreviatura ABS.
Los alquilbencenosulfonatos lineales se producen
a partir de alquilbencenos, que se obtienen a su vez a partir de
olefinas lineales. Para ello, las fracciones de petróleo se separan
a escala industrial con tamices moleculares en las
n-parafinas de pureza deseada y se deshidrogenan
para dar las n-olefinas, dando como resultando tanto
\alpha-olefinas como i-olefinas.
A continuación, las olefinas obtenidas se hacen reaccionar en
presencia de catalizadores ácidos con benceno para dar los
alquilbencenos, teniendo la elección del catalizador de
Friedel-Craft influencia sobre la distribución de
los isómeros de los alquilbencenos lineales obtenidos: si se utiliza
tricloruro de aluminio, el contenido en isómero
2-fenilo, en la mezcla con los 3-, 4-, 5- o otros
isómeros, es aproximadamente del 30% en peso, si, por el contrario,
se utiliza fluoruro de hidrógeno como catalizador, el contenido en
isómero 2-fenilo puede reducirse hasta
aproximadamente el 20% en peso. Finalmente, la sulfonación de los
alquilbencenos lineales se consigue en la actualidad, a escala
industrial, con óleum, ácido sulfúrico o trióxido de azufre
gaseoso, teniendo éste último, ampliamente, la mayor importancia.
Para la sulfonación se utilizan reactores de película o de haces
tubulares especiales, que proporcionan como producto un ácido
alquilbencenosulfónico (ABSS) al 97% en peso, que puede ser
empleado en el ámbito de la presente invención como ácido
tensioactivo aniónico.
Por medio de la elección del agente de
neutralización, a partir de ABSS pueden obtenerse las más diferentes
sales, es decir, los alquilbencenosulfonatos. A este respecto, por
motivos económicos se prefiere producir y utilizar las sales de
metales alcalinos y, entre éstos, preferentemente las sales de sodio
del ABSS. Éstas pueden describirse por medio de la fórmula I
general:
en la que la suma formada por x e y
toma un valor comprendido, usualmente, entre 5 y 13. De conformidad
con procedimiento según la invención, son preferentes, como
tensioactivos aniónicos en forma ácida los ácidos
alquilbencenosulfónicos con 8 hasta 16 átomos de carbono,
preferentemente con 9 hasta 13 átomos de carbono. En el ámbito de
la presente invención son preferentes, además, los ácidos
alquilbencenosulfónicos con 8 a 16 átomos de carbono,
preferentemente con 9 a 13 átomos de carbono, que se derivan de los
alquilbencenos, que presentan un contenido de tetralina menor que
el 5% en peso, referido al alquilbenceno. Además, es preferente la
utilización de ácidos alquilbencenosulfónicos, cuyos alquilbencenos
hayan sido obtenidos según el procedimiento HF, de tal manera que
los ácidos alquilbencenosulfónicos con 8 a 16 átomos de carbono,
preferentemente con 9 a 13 átomos de carbono, empleados, presenten
un contenido en isómero 2-fenilo menor que el 22% en
peso, referido a los ácidos
alquilbencenosulfónicos.
Los tensioactivos aniónicos, anteriormente
citados, en su forma ácida pueden emplearse solos o en mezcla entre
sí en el procedimiento de conformidad con la invención. No obstante
es posible y preferente también aportar al tensioactivo aniónico en
forma ácida, como paso previo a la adición del o de los agentes de
neutralización, otros componentes, preferentemente ácidos, de los
agentes de lavado y de limpieza, en cantidades comprendidas entre
un 0,1 y un 40% en peso, de manera preferente comprendidas entre un
1 y un 15% en peso y, de manera especial, comprendidas entre un 2 y
un 10% en peso, referido respectivamente al peso de la mezcla que
contiene ácidos tensioactivos aniónicos.
De conformidad con la invención, se añadirán a
los ácidos tensioactivos aniónicos, como paso previo a la
neutralización, uno o varios ácidos adyuvantes en determinadas
proporciones cuantitativas. Estos ácidos se mezclan y se neutralizan
con los ácidos tensioactivos aniónicos, teniendo sus sales acción
adyuvante en el granulado acabado o bien en la mixtura, es decir
que actúan de manera formadora de complejos sobre los formadores de
la dureza del agua. En este caso, pueden servir como ácidos
adyuvantes las formas ácidas de los adyuvantes y de los coadyuvantes
que se mezclan usualmente en forma de sal, siendo preferentes los
representantes de determinadas clases de productos, de manera
especial de la clase de productos de los ácidos carboxílicos. Los
procedimientos especialmente preferentes, de conformidad con la
invención, se caracterizan porque se emplean, como ácidos
adyuvantes, uno o varios productos del grupo formado por el ácido
cítrico, el ácido tartárico, el ácido succínico, el ácido malónico,
el ácido adípico, el ácido maleico, el ácido fumárico, el ácido
oxálico, el ácido glucónico y/o el ácido nitrilotriacético, el
ácido asparagínico, el ácido etilendiaminotetraacético, el ácido
aminotrimetilenfosfónico, el ácido hidroxietanodifosfónico y/o del
grupo formado por los ácidos poliasparagínicos, los ácidos
poliacrílicos y los ácidos polimetacrílicos así como sus
copolímeros. Estos productos se describen más adelante.
El ácido cítrico (el ácido
2-hidroxi-1,2,3-propanotricarboxílico)
tiene, en forma de monohidrato, una densidad de 1,542 y tiene un
punto de fusión de 100ºC, en forma anhidra tiene una densidad de
1,665 y un punto de fusión de 153ºC. El ácido cítrico es muy
fácilmente soluble en agua con sabor ácido y con reacción ácida de
igual modo es fácilmente soluble en alcohol, por el contrario es
difícilmente soluble en éter y no es soluble ni en benceno ni en
cloroformo. Cuando se calienta por encima de 175ºC se produce la
descomposición con formado de anhídrido del ácido metilmaleico. El
ácido cítrico es un producto intermedio del ciclo del ácido cítrico
obteniéndose a partir de jugo de limón mediante la precipitación con
lechada de cal, en forma de citrato de calcio, que se descompone
con ácido sulfúrico en sulfato de calcio y ácido cítrico libre.
Desde el punto de vista industrial se obtiene el ácido cítrico con
una proporción mayor que el 90% mediante fermentación aerobia.
El ácido tartárico (el ácido
2,3-dihidroxibutanodioico, el ácido
2,3-dihidroxisuccínico, el ácido tetrárico, el
ácido tártrico) se presenta en 3 formas estereoisómeras: la forma
L-(+) [el denominado ácido tartárico natural, forma (2R, 3R)], la
forma D-(-) [la forma (2S, 3S)] y la forma meso [el ácido
eritrárico]. El ácido tartárico es un ácido fuerte, fácilmente
soluble en agua (la forma L se disuelve mejor que el racemato), en
metanol, en etanol, en 1-propanol, en glicerina, es
insoluble en cloroformo. La forma L está presente en muchas plantas
y frutos, en forma libre y como sal de potasio, de calcio o de
magnesio, por ejemplo en el jugo de uvas en parte como ácido
tartárico libre, en parte como hidrógenotartrato de potasio, que se
separa como tártaro junto con el tartrato de calcio tras la
fermentación del vino. Para la obtención del ácido tartárico se
transforma tártaro por ejemplo con cloruro de calcio o con
hidróxido de calcio en el tartrato de calcio. A partir de este se
liberan, con ácido sulfúrico, el ácido tartárico y el yeso, el ácido
tartárico es, por lo tanto, un producto secundario de la obtención
del vino. El ácido tartárico DL o bien meso se obtiene a escala
industrial por oxidación del ácido fumárico o del anhídrido del
ácido maleico con peróxido de hidrógeno, con permanganato de
potasio, con perácidos, en presencia de ácido wolfrámico.
El ácido succínico (el ácido butanodioico),
HOOC-CH_{2}-CH_{2}-COOH,
tiene una densidad de 1,56, un punto de fusión de
185-187ºC y un punto de ebullición de 235ºC con
formación del anhídrido. El ácido succínico es muy soluble en agua
a ebullición, y es perfectamente soluble en alcoholes y en acetona,
no siendo soluble, por el contrario, en benceno, en tetracloruro de
carbono y en éter de petróleo. La obtención del ácido succínico se
lleva a cabo mediante hidrogenación del ácido maleico, oxidación del
1,4-butanodiol, oxosíntesis de acetileno o mediante
fermentación a partir de glucosa.
El ácido malónico (el ácido propanodioico),
HOOC-CH_{2}-COOH,
C_{3}H_{4}O_{4}, tiene una densidad de 1,619 y un punto de
fusión de 135ºC, aproximadamente por encima de esta temperatura se
forma ácido acético con disociación de dióxido de carbono. El ácido
malónico es muy fácilmente soluble en agua y en piridina, es
soluble en alcohol y en éter y no es soluble en benceno; en solución
acuosa se descompone aproximadamente a partir de 70ºC para dar
ácido acético y dióxido de carbono. La obtención del ácido malónico
se consigue, por ejemplo, mediante reacción de ácido cloroacético
con NaCN y a continuación hidrólisis del ácido cianoacético
formado.
El ácido adípico (el ácido hexanodioico),
HOOC-(CH_{2})_{4}-COOH, tiene un punto de
fusión de 153ºC y un punto de ebullición de 265ºC (a 133 hPa). Éste
es poco soluble en agua. La obtención preferentemente industrial
del ácido adípico consiste en la disociación por oxidación del
ciclohexano. El ácido adípico se prepara de este modo en dos etapas
a través de los productos intermedios constituidos por el
ciclohexanol/ciclohexanona.
El ácido maleico [el ácido
(Z)-2-butenodioico] tiene una
densidad de 1,590, un punto de fusión de 130-131ºC
(en alcohol y benceno), o bien de 138-139ºC (en
agua), es perfectamente soluble en agua y en alcohol, tiene una
solubilidad menos buena en acetona, en éter y en ácido acético,
siendo prácticamente insoluble en benceno. El ácido maleico es
estereoisómero con el ácido fumárico, en el que puede transformarse
por reagrupamiento térmico o catalítico. Éste no constituye, en
contra de lo que ocurre con el ácido fumárico, un compuesto de
origen natural y se prepara, en general, mediante adición de agua
sobre el anhídrido del ácido maleico.
El ácido fumárico [el ácido
(E)-butenodioico o el ácido
trans-butenodioico], tiene una densidad de 1,625 y
es moderadamente soluble en agua a ebullición y en alcohol, apenas
es soluble en la mayoría de los disolventes orgánicos. El ácido
fumárico pertenece a los ácidos frutales y está presente en una
serie de plantas, por ejemplo en el Erdrauch (Fumaria
officinalis), en el musgo islandés así como en hongos y en
líquenes. En el ciclo del ácido cítrico se presenta como producto
intermedio en la deshidrogenación del ácido succínico. El ácido
fumárico es estereoisómero con el ácido maleico, a partir del cual
puede ser preparado mediante isomerización; la obtención industrial
se lleva a cabo también mediante fermentación a partir de azúcar o
almidón.
El ácido oxálico (el ácido etanodioico, el ácido
de trébol), HOOC-COOH, tiene una densidad de 1,653,
un punto de fusión de 101,5ºC y un punto de ebullición d 150ºC. El
ácido oxálico se disuelve de una manera muy buena en agua (120 g/l)
y en etanol, por el contrario, se disuelve poco en éter y no se
disuelve en absoluto en benceno, en cloroformo, en éter de
petróleo. El ácido oxálico pertenece a los ácidos vegetales más
extendidos y se encuentra, ante todo, en el trébol ácido en forma
de sal potásica ácida, en la vinagrilla y en el ruibarbo. La
obtención del ácido oxálico se efectuaba antiguamente mediante
hidrólisis ácida de diciano, en la actualidad se lleva a cabo
mediante oxidación de hidratos de carbono, de glicoles, de olefinas,
de acetilenos o de acetaldehído con ácido nítrico concentrado en
presencia de catalizadores o mediante fusión alcalina del formiato
de sodio.
El ácido nitrilotriacético (abreviatura en
inglés NTA), N(CH_{2}-COOH)_{3},
tiene un punto de fusión de 242ºC (con descomposición), apenas es
soluble en agua, es perfectamente soluble en alcohol. La obtención
de la sal sódica del NTA se lleva a cabo mediante cianometilación
de amoníaco con formaldehído y cianuro de sodio y subsiguiente
saponificación del producto intermedio constituido por la
tris(cianometil)amina formado de manera intermedia
(proceso alcalino), que puede ser obtenido también mediante la
reacción de la hexametilentriamina con cianuro de hidrógeno en
ácido sulfúrico (proceso ácido). Las sales de sodio del NTA
representan formadores de complejos (formadores de quelatos)
fácilmente biodegradables, de la clase de productos de los
aminocarboxilatos, que en algunos países, tal como en Canadá y en
Suiza, se emplean como parte integrante de los sistemas adyuvantes
en los agentes de lavado. En la República Federal de Alemania y en
otros países europeos no están impuestos en el mercado los agentes
de lavado que contienen NTA debido a que las diferencias con
respecto al formador de complejos, que es difícilmente
biodegradable, constituido
por el EDTA (véase más adelante) son ciertamente demostrables pero no pueden ser transmitidas a la opinión pública.
por el EDTA (véase más adelante) son ciertamente demostrables pero no pueden ser transmitidas a la opinión pública.
El ácido asparagínico (el ácido
2-aminosuccínico, la abreviatura de la forma L es
Asp o D), tiene una densidad de 1,66, funde a 270ºC (bajo
descomposición) y es difícilmente soluble en agua, no es soluble en
alcoholes. El aminoácido, no esencial, constituido por el acido
L-asparagínico se encuentra, por ejemplo, en la
proteína de maíz en un 1,8% en peso, en la caseína de la leche de
vaca en un 1,4% en peso, en la hemoglobina del caballo en un 4,4%
en peso, en la queratina de la lana en un 5 a un 10%. Éste puede
obtenerse por vía sintética a partir del ácido maleico o del ácido
fumárico y de amoníaco bajo presión y mediante subsiguiente
separación del racemato o - a escala industrial de aproximadamente
1.000 toneladas/año - por vía enzimática con aspartasa
(L-aspartato-amoníaco-liasa,
EC 4.3.1.1).
Los ácidos poliasparagínicos son polipéptidos
constituidos por el ácido asparagínico. Las secuencias del ácido
poliasparagínico se encuentran, de manera natural, en las conchas de
moluscos o de caracoles, en las que regulan el crecimiento de la
concha. El producto industrial se prepara a partir de anhídrido del
ácido maleico mediante amonolisis y polimerización con subsiguiente
hidrólisis básica (Bayer) y contiene enlaces \alpha así como
enlaces \beta. Los ácidos poliasparagínicos son agentes
dispersantes excelentes para productos sólidos y son estabilizantes
especialmente activos para los formadores de la dureza en agua.
Éstos son adecuados como agentes secuestrantes excelentes para
eliminar e impedir las incrustaciones. Éstos se emplean ya en
agentes de lavado ecológicos de elevada calidad.
El ácido etilendiaminotetraacético (el ácido
etilendinitrilotetraacético, EDTA), se descompone a partir de 150ºC
con pérdida de CO_{2} y es poco soluble en agua. El ácido
etilendiaminotetraacético y sus sales alcalinas y alcalinotérreas
(los denominados edetatos) - de manera similar a como lo hace la
etilendiamina - con muchos iones metálicos con formación de
quelatos no ionizados, lo cual es aprovechado para desprender y para
eliminar los depósitos molestos de sales metálicas; el ácido
etilendiaminotetraacético se prepara a partir de la etilendiamina y
del ácido cloroacético o mediante cianometilación ácida o alcalina
de la etilendiamina con formaldehído y ácido cianúrico.
Otra clase de substancias de los ácidos
adyuvantes está representada por los ácidos fosfónicos. En este
caso, se trata, de manera especial, de los ácidos
hidroxialcanofosfónicos o bien de los ácidos aminoalcanofosfónicos.
Entre los ácidos hidroxialcanofosfónicos tiene un significado
especial el ácido
1-hidroxietan-1,1-difosfónico
(HEDP). Éste se neutraliza, de manera preferente, para dar la sal
de sodio, teniendo la sal disódica una reacción neutra y teniendo
la sal tetrasódica una reacción alcalina (pH 9).
Otros ácidos adyuvantes, adecuados, son, por
ejemplo, los policarboxilatos polímeros, siendo estos, por ejemplo,
los ácidos poliacrílicos o los ácidos polimetacrílicos, por ejemplo
aquellos con un peso molecular relativo comprendido entre 500 y
70.000 g/mol.
En cuanto a los pesos moleculares, que han sido
indicados para los ácidos policarboxílicos polímeros, se trata, en
el sentido de esta publicación, de pesos moleculares, promedios en
peso, M_{w} de la correspondiente forma ácida, que se
determinaron, básicamente, por medio de la cromatografía de
permeación de gel (GPC), para lo cual se utilizó un detector de
rayos UV. A este respecto, la medición se realizó contra un patrón
externo de ácido poliacrílico, que proporciona valores del peso
molecular similares a los reales, debido a su parentesco
estructural con los polímeros analizados. Estos datos difieren
marcadamente de los datos de pesos moleculares para los cuales se
utilizan los ácidos poliestirenosulfónicos como patrón. Los pesos
moleculares, medidos frente a los ácidos poliestirenosulfónicos
son, en general, marcadamente mayores que los pesos moleculares
indicados en esta publicación.
Los polímeros adecuados son especialmente los
ácidos poliacrílicos, que presentan, de manera preferente, un peso
molecular comprendido entre 2.000 y 20.000 g/mol. Como consecuencia
de la mayor solubilidad de sus sales neutralizadas, pueden ser
preferentes, dentro de este grupo, a su vez, los ácidos
poliacrílicos de cadena corta, que presenten pesos moleculares
comprendidos entre 2.000 y 10.000 g/mol y, de forma especialmente
preferente, comprendidos entre 3.000 a 5.000 g/mol.
Además, son adecuados los ácidos
policarboxílicos copolímeros, especialmente aquellos que están
constituidos por el ácido acrílico con ácido metacrílico y los que
están constituidos por el ácido acrílico o por el ácido metacrílico
con el ácido maleico. Han demostrado ser especialmente adecuados los
copolímeros del ácido acrílico con ácido maleico, que contienen
entre un 50 y un 90% en peso de ácido acrílico y entre un 50 y un
10% en peso de ácido maleico. Su peso molecular relativo, referido
al ácido libre, se encuentra, por regla general, comprendido entre
2.000 a 70.000 g/mol, preferentemente está comprendido entre 20.000
a 50.000 g/mol y, de manera especial, está comprendido entre 30.000
y 40.000 g/mol.
Otros ácidos adyuvantes adecuados son el ácido
etilendiaminotetra(metilenfosfónico) (EDTMP), el ácido
dietilentriaminopenta(metilenfosfónico) (DTPMP), el ácido
1-hidroxietan-1,1-difosfónico
(HEDP), el ácido
2-fosfonobutan-1,2,4-tricarboxílico
(PBTC), el ácido hexametilendiaminotetra(metilenfosfónico)
(HDTMP), el ácido dietilentriaminopentaacético (DTPA), el ácido
propilendiaminotetraacético (PDTA), el ácido metilenglicinodiacético
(MGDA), el ácido iminodisuccínico (IDS), el ácido
etilendiamino-N,N'-disuccínico
(Octaquest E).
No obstante es posible, también, mezclar
componentes estables a los ácidos con los ácidos tensioactivos
aniónicos. Con esta finalidad son adecuados, por ejemplo, los
denominados componentes pequeños, que tendrían que ser aportados en
otro caso en otras etapas complicadas, es decir, por ejemplo, los
abrillantadores ópticos, los colorantes, etc., teniéndose que
verificar en cada caso particular la estabilidad frente a los
ácidos.
De manera preferente, se aportarán tensioactivos
no iónicos al tensioactivo aniónico en forma ácida. Esta adición
puede mejorar las propiedades físicas de la mezcla que contiene los
ácidos tensioactivos aniónicos y puede hacer innecesaria una
incorporación ulterior de tensioactivos no iónicos en el granulado
de tensioactivos o en el conjunto del agente de lavado y de
limpieza. Los diversos representantes del grupo de los tensioactivos
no iónicos han sido descritos más adelante. Los procedimientos
preferentes, de conformidad con la invención, se caracterizan
porque se aportan a la mezcla formada por el o por los ácidos
adyuvantes y por el o por los ácidos tensioactivos aniónicos, como
paso previo a la neutralización, otros componentes de los agentes de
lavado o de limpieza, de manera preferente el o los tensioactivos
no iónicos, preferentemente en cantidades comprendidas entre un 5 y
un 90% en peso, de manera especialmente preferente comprendidas
entre un 25 y un 80% en peso y, de manera especial, comprendidas
entre un 30 y un 70% en peso, respectivamente referido al peso de
la mezcla a la que debe añadirse el agente de neutralización.
Son preferentes aquellos procedimientos, de
conformidad con la invención, según los cuales el o los ácidos
adyuvantes se presenten suspendidos en el o en los ácidos
tensioactivos aniónicos y en los que el o los ácidos adyuvantes
presenten un tamaño de partícula por debajo de 150 \mum y, de
manera especial, por debajo de 100 \mum.
Independientemente de que se aporte un solo
ácido tensioactivo aniónico o de que se aporten varios ácidos
tensioactivos aniónicos - en caso dado en mezcla con otros
componentes ácidos o estables a los ácidos - al agente de
neutralización sólido o bien a la mezcla formada por varios
productos sólidos, es preferente que la temperatura de la mezcla
que debe ser aportada, sea tan baja como sea posible. En este caso,
son preferentes aquellos procedimientos, de conformidad con la
invención, según los cuales los ácidos tensioactivos aniónicos
presenten en el momento de su adición al lecho de productos sólidos,
una temperatura comprendida entre 15 y 70ºC, de manera preferente
comprendida entre 20 y 60ºC, de manera especialmente preferente
comprendida entre 25 y 55ºC y, de manera especial, comprendida
entre 40 y 50ºC. De manera análoga es preferente, también, que el
lecho de productos sólidos presente una temperatura tan baja como
sea posible. En este caso, son preferentes aquellas temperaturas
comprendidas entre 0 y 30ºC, de manera preferente comprendidas entre
5 y 25ºC y, de manera especial, comprendidas entre 10 y 20ºC.
El procedimiento, de conformidad con la
invención, puede llevarse a cabo, por ejemplo, en todos aquellos
dispositivos en los que pueda llevarse a cabo una neutralización
simultáneamente con granulación. Ejemplos a este respecto son los
mezcladores y los granuladores, especialmente los granuladores del
tipo Turbo dryer® (dispositivo de la firma Vomm, Italia).
A la hora de la elección de las máquinas
adecuadas y de los parámetros adecuados correspondientes al
procedimiento de conformidad con la invención, el técnico en la
materia puede referirse a las máquinas y a los aparatos que son
conocidos por la literatura así como a las operaciones de la
ingeniería química, como los que se han descrito en la publicación
de W. Pietsch, "Size Enlargement by Agglomeration", Verlag
Wiley, 1991, y en la literatura allí citada. Las siguientes
explicaciones representan, en este caso, sólo una pequeña parte de
las posibilidades que tiene el técnico en la materia para llevar a
cabo la reacción de neutralización entre el o los ácidos
tensioactivos aniónicos y el carbonato de sodio.
A título de ejemplo, es preferente la
realización de la reacción en uno o varios mezcladores. Tal como ya
se ha indicado, puede llevarse a cabo la obtención de los granulados
mixtos en una pluralidad de dispositivos usuales mezcladores y
granuladores. Los mezcladores, adecuados para la realización del
procedimiento, de conformidad con la invención, son, por ejemplo,
los mezcladores Eirich® de las series R o RV (marca registrada de la
firma Maschinenfabrik Gustav Eirich, Hardheim), el Schugi®
Flexomix, los mezcladores Fukae® FS-G (marcas
registradas de la firma Fukae Powtech, Kogyo Co., Japón), y los
mezcladores Lödige® FM, KM y CB (marcas registradas de la firma
Lödige Maschinenbau GmbH, Paderborn) o los mezcladores Drais® series
T o K-T (marcas registradas de la firma
Drais-Werke GmbH, Mannheim). Algunas formas
preferentes de configuración del procedimiento, de conformidad con
la invención, para ser realizados en mezcladores han sido descritas
a continuación.
A título de ejemplo, es posible y preferente que
el procedimiento, de conformidad con la invención, sea llevado a
cabo en un mezclador/granulador con un reducido número de
revoluciones con velocidades periféricas de la herramienta
comprendidas entre 2 m/s y 7 m/s. De manera alternativa puede
llevarse a cabo el procedimiento, en variantes preferentes de
proceder, en un mezclador/granulador con elevado número de
revoluciones con velocidades periféricas comprendidas entre 8 m/s y
35 m/s.
Mientras que las dos variantes del
procedimiento, precedentemente descritas, describen el empleo
respectivamente de un mezclador, es posible, de conformidad con la
invención, combinar entre sí dos mezcladores. De este modo son
preferentes, por ejemplo, aquellos procedimientos en los cuales se
aporta un agente líquido auxiliar de la granulación (en el caso
presente el o los ácidos tensioactivos aniónicos que contienen,
opcionalmente, aditivos) en un primer mezclador/granulador, con un
bajo número de revoluciones, sobre un lecho en movimiento de
productos sólidos (en el procedimiento de conformidad con la
invención el carbonato de sodio opcionalmente con otros
componentes), efectuándose una granulación previa de una cantidad
comprendida entre un 40 y un 100%, referido a la cantidad total de
los componentes empleados, de los componentes sólidos y líquidos y
mezclándose en un segundo mezclador/granulador, con un elevado
número de revoluciones, el pregranulado, que procedente de la
primera etapa del procedimiento, en caso dado con los componentes
restantes sólidos y/o líquidos y se transforma en un granulado. En
esta variante del procedimiento se aporta un agente auxiliar de la
granulación sobre el lecho de productos sólidos, en el primer
mezclador/granulador y la mezcla se somete a una granulación
previa. La composición del agente auxiliar de la granulación y del
lecho de los productos sólidos, dispuesto de antemano en el primer
mezclador, se han elegido, en este caso, de tal manera, que se
encuentre en el "pregranulado" entre un 40 y un 100% en peso,
de manera preferente entre un 50 y un 90% en peso y, de manera
especial, entre un 60 y un 80% en peso de los componentes sólidos y
líquidos, referido a la cantidad total de los componentes
empleados. Este "pregranulado" se mezcla ahora en el segundo
mezclador con otros productos sólidos y se granula
superficialmente, con adición de otros componentes líquidos, para
dar el granulado de tensioactivos acabado.
El orden indicado para los mezcladores con bajo
número de revoluciones-elevado número de
revoluciones puede invertirse también de conformidad con la
invención de tal manera que resulte un procedimiento, de conformidad
con la invención, según el cual se aporte el agente auxiliar
líquido para la granulación en un primer mezclador/granulador con
elevado número de revoluciones, sobre un lecho en movimiento de
productos sólidos, efectuándose la granulación previa de una
cantidad comprendida entre un 40 y un 100% en peso, referido a la
cantidad total de los componentes empleados, de los componentes
sólidos y líquidos y mezclándose en un segundo mezclador/granulador,
con bajo número de revoluciones, el pregranulado procedente de la
primera etapa del procedimiento, en caso dado con los componentes
sólidos y/o líquidos restantes y se transforma en un granulado.
Todas las variantes de configuración, que han
sido descritas precedentemente, correspondientes al procedimiento
de conformidad con la invención pueden llevarse a cabo, en este
caso, por tandas o de manera continua. En las variantes de
configuración, que han sido descritas precedentemente, del
procedimiento de conformidad con la invención, se emplean en parte
mezcladores/granuladores con elevado número de revoluciones. Es
especialmente preferente en el ámbito de la presente invención, que
como mezclador con elevado número de revoluciones sea empleado un
mezclador que presente tanto un dispositivo mezclador así como
también un dispositivo desmenuzador, haciéndose trabajar el árbol
mezclador a velocidades periféricas comprendidas entre 50 y 150
revoluciones/minuto, de manera preferente comprendidas entre 60 y
80 revoluciones/minuto y haciéndose trabajar el árbol del
dispositivo desmenuzador con velocidades periféricas comprendidas
entre 500 y 5.000 revoluciones/minuto, de manera preferente
comprendidas entre 1.000 y 3.000 revoluciones/minuto.
Los procedimientos de granulación preferentes
para la obtención de los granulados mixtos se llevan a cabo en
mezcladores granuladores, en los cuales estén realizadas algunas
partes del mezclador o el conjunto del mezclador de manera que
pueda ser refrigerado con objeto de poder disipar los calores
liberados en caso dado durante la reacción de neutralización
(especialmente en el caso de cargas elevadas y con ocasión del
empleo de materias primas no diluidas).
En los procedimientos de granulación, que han
sido descritos precedentemente, puede aportarse la mezcla
constituida por el o por los ácidos tensioactivos aniónicos y por
el o por los ácidos adyuvantes a lecho de productos sólidos
mediante riego con un chorro más o menos intenso, lo cual es menos
preferente debido a la conducción de la reacción y a la
homogeneidad de la distribución de los ácidos tensioactivos
aniónicos y de los ácidos adyuvantes en el agente de
neutralización. La mezcla puede aportarse al lecho de productos
sólidos mediante pulverización o bien mediante inyección por medio
de toberas incluso en forma de gotículas o de una niebla fina. Otra
alternativa consiste en la preparación de una espuma ácida, que se
añade al agente de neutralización (o a la que se añade el agente de
neutralización). Un procedimiento de conformidad con la invención de
este tipo es preferente y se caracteriza porque la mezcla
constituida por el o por los ácidos adyuvantes y por el o por los
ácidos tensioactivos aniónicos se impulsa con un medio gaseoso y se
transforma en espuma con ayuda del medio gaseoso y la espuma
formada se aporta a continuación sobre un lecho de productos sólidos
que está dispuesto de antemano en un mezclador.
El concepto de "espuma", que se emplea en
el ámbito de la presente invención, caracteriza estructuras
constituidas por células (poros) rellenas de gas, en forma de bola
o de poliedro, que están limitadas por nervaduras celulares
líquidas, semilíquidas o altamente viscosas.
Cuando la concentración en volumen del gas, que
forma la espuma, en el caso de una distribución homodispersada, sea
menor que el 74%, las burbujas de gas serán esféricas debido al
efecto reductor de la superficie de la tensión superficial. Por
encima de los límites del empaquetado esférico más denso, las
burbujas se deforman para dar laminillas poliédricas, que están
limitadas por escamas delgadas de 4-600 nm
aproximadamente. Las nervaduras celulares, unidas a través de los
denominados puntos de nudo, forman una estructura coherente. Entre
las nervaduras celulares quedan tensadas las laminillas de la espuma
(espuma celular cerrada). Cuando se destruyan las laminillas de la
espuma o cuando éstas retornen hasta las nervaduras celulares al
final de la formación de la espuma, se obtendrá una espuma de
células abiertas. Las espumas son termodinámicamente inestables
puesto que, mediante la reducción de la superficie, puede obtenerse
energía superficial. La estabilidad y, por lo tanto, la existencia
de las espumas de conformidad con la invención dependen, por lo
tanto, del grado en que se impida su autodestrucción.
Para la generación de las espumas se insufla el
medio gaseoso en los líquidos citados, o se consigue el espumado
mediante vivo batido, sacudida, inyección o agitación del líquido en
la atmósfera gaseosa correspondiente. Con el fin de controlar y
llevar a cabo el espumado de una manera mas fácil y mejor
controlada, es claramente preferente, en el ámbito de la presente
invención, la generación de la espuma mediante el insuflado del
medio gaseoso ("gasificado") frente a las otras variantes. El
gasificado se lleva a cabo, en este caso, según la variante deseada
del procedimiento, de manera continua o de manera discontinua a
través de placas perforadas, discos sinterizados, apliques
tamizadores, toberas de Venturi, mezcladores en línea,
homogeneizadores u otros sistemas usuales.
Como medio gaseoso para el espumado pueden
emplearse gases o mezclas de gases arbitrarios. Ejemplos de gases,
empleados en la industria, son nitrógeno, oxígeno, gases nobles y
mezclas de gases nobles tales como, por ejemplo, helio, neón, argón
y sus mezclas, dióxido de carbono, etc. Por motivos de coste se
llevará a cabo el procedimiento de conformidad con la invención
preferentemente con aire a modo de medio gaseoso. Cuando los
componentes a ser espumados sean estables a la oxidación, el medio
gaseoso podrá estar constituido también total o parcialmente por
ozono, con lo cual se evitan las impurezas destruibles por oxidación
o las coloraciones en los componentes esparcibles, que contienen
tensioactivos, a ser espumados o puede evitarse un ataque por parte
de gérmenes sobre estos componentes.
La mezcla constituida por uno o varios ácidos
tensioactivos aniónicos y por uno o varios ácidos adyuvantes se
transforma en espuma, de manera preferente, empleándose el medio
gaseoso, respectivamente, en cantidades de un 20% en volumen, como
mínimo, referido a la cantidad de líquido que debe ser transformada
en espuma.
Así pues, cuando tenga que transformarse en
espuma un litro de la mezcla formada por uno o varios ácidos
tensioactivos aniónicos/uno o varios ácidos adyuvantes, se
utilizarán, de manera preferente, al menos 200 ml de medio gaseoso
para el espumado. En los procedimientos preferentes la cantidad de
medio gaseoso está claramente por encima de este valor de manera
que son preferentes aquellos procedimientos en los cuales la
cantidad de gas, empleada para el espumado, corresponda de una
hasta trescientas veces, preferentemente de cinco hasta doscientas
veces y, especialmente, de diez hasta cien veces el volumen de la
cantidad, que debe ser transformada en espuma, de la mezcla formada
por uno o varios ácidos adyuvantes y por uno o varios ácidos
tensioactivos aniónicos, así como, en caso dado, por otros
componentes adicionales. Tal como se ha citado ya anteriormente, se
empleará como medio gaseoso, en este caso, preferentemente el aire.
No obstante, es posible también emplear otros gases o mezclas de
gases para el espumado. De manera ejemplificativa, puede ser
preferente hacer pasar oxígeno puro o el aire, a ser empleado para
el espumado, a través de un ozonizador, antes de utilizar el gas
para el espumado. De este modo, puede prepararse una mezcla
gaseosa, que contenga, por ejemplo, entre un 0,1 y un 4% en peso de
ozono. El contenido en ozono en el gas para el espumado conduce
entonces a la destrucción por oxidación de los componentes
indeseados en los líquidos a ser espumados. Especialmente en el caso
de ácidos tensioactivos aniónicos parcialmente coloreados, puede
conseguirse un aclarado considerable mediante el mezclado de
ozono.
Los procedimientos preferentes se caracterizan
porque se emplea aire como medio gaseoso.
La espuma ácida, que se utiliza como agente
auxiliar para la granulación, puede caracterizarse por medio de
otros parámetros físicos. De este modo, son preferentes, por
ejemplo, aquellos procedimientos, en los que la espuma ácida
presente una densidad de 0,80 gcm^{-3} como máximo,
preferentemente comprendida entre 0,10 y 0,60 gcm^{-3} y, de
manera especial, comprendida entre 0,30 y 0,55 gcm^{-3}. Así
mismo, es preferente que la espuma presente un tamaño medio de los
poros por debajo de 10 mm, de manera preferente, por debajo de 5 mm
y, de manera especial, por debajo de 2 mm. El tamaño medio de los
poros se calcula, en este caso, a partir de la suma de todos los
tamaños de los poros (diámetro de los poros), que se divide por el
número de los poros y puede determinarse, por ejemplo, con ayuda de
métodos fotográficos.
Los parámetros físicos citados de la
temperatura, la densidad y el tamaño medio de los poros caracterizan
la espuma ácida en el instante de su generación. Preferentemente se
elegirá la conducción del procedimiento desde luego de tal manera
que la espuma ácida cumpla los criterios citados todavía en el
instante de su introducción en el mezclador.
En este caso, son posibles conducciones del
procedimiento, en los que la espuma cumpla sólo uno o dos de los
criterios citados en el momento de la introducción en el mezclador,
de manera preferente tanto la temperatura así como, también, la
densidad y el tamaño de los poros se encuentran, sin embargo, en los
intervalos citados cuando la espuma llega hasta el mezclador.
Independientemente de que la mezcla ácida
constituida por el o por los ácidos tensioactivos y por el o por
los ácidos adyuvantes haya sido añadida en forma de líquido, en
forma de finas gotitas o como espuma sobre el lecho de los
productos sólidos, es preferente, así mismo, que se utilice
carbonato de sodio como agente de neutralización para los ácidos y
que la reacción se lleve a cabo de tal manera que éste reaccione
para dar bicarbonato de sodio. En este caso, están ajustadas entre
sí las cantidades del o de los ácidos tensioactivos aniónicos, del
o de los ácidos adyuvantes y del carbonato de sodio de tal manera
que se mantenga en el producto una determinada proporción entre
carbonato/bicarbonato.
Los procedimientos preferentes, de conformidad
con la invención, se caracterizan porque los agentes de
neutralización sólidos comprenden carbonato de sodio que reacciona,
al menos en parte, para dar bicarbonato de sodio, siendo la
proporción de las partes en peso entre el carbonato de sodio y el
bicarbonato de sodio en lo productos finales del procedimiento, de
manera preferente, de 2 : 1 o por encima de este valor, siendo
especialmente preferentes los intervalos comprendidos entre 50 : 1
y 2 : 1, de manera preferente comprendidos entre 40 : 1 y 2,1 : 1,
de forma especialmente preferente entre 35 : 1 y 2,2 : 1 y, en
particular, entre 30 : 1 y 2,25 : 1.
En esta variante del procedimiento se llevará a
cabo la reacción entre el o los ácidos tensioactivos aniónicos y el
carbonato de sodio de tal manera que se impida ampliamente la
reacción
Na_{2}CO_{3} + 2 tensioactivo
aniónico-H \rightarrow 2 tensioactivo
aniónico-Na + CO_{2} +
H_{2}O
y que, en su lugar, se produzca la
reacción
Na_{2}CO_{3} + tensioactivo
aniónico-H \rightarrow tensioactivo
aniónico-Na +
NaHCO_{3}.
En este caso, se emplea en exceso el carbonato
de sodio de tal manera que el carbonato de sodio no convertido
permanezca en el producto, mientras que se forma durante la reacción
bicarbonato de sodio adicional. La cantidad de carbonato de sodio
en el agente (referido al agente, sin tener en consideración el
contenido en agua de hidratación presente en caso dado) se empleará
en relación con la cantidad del bicarbonato de sodio en el agente
(referido al agente, sin tener en consideración el contenido en agua
de hidratación presente en caso dado) y debe encontrarse en esta
variante preferente entre 5 : 1 y 2 : 1. En otras palabras, por
gramo del NaHCO_{3}, contenido en los agentes, están contenidos,
de manera preferente entre 2 y 5 gramos de Na_{2}CO_{3}.
Así mismo, en otras palabras, el concepto "al
menos en parte" significa que tiene que reaccionar una cantidad
determinada de carbonato de sodio en todo caso para dar bicarbonato
de sodio (en otro caso no tendría sentido la definición de una
proporción entre Na_{2}CO_{3}/NaCHO_{3}), sin embargo, por
otro lado, significa también que, por los mismos motivos, está
presente en el producto también carbonato de sodio no transformado.
Al mismo tiempo la proporción de carbonato de sodio, que ciertamente
reacciona pero que no forma bicarbonato de sodio en la reacción,
debe ser tan pequeña como sea posible. En este caso, es preferente
que se transforme al menos el 70%, de manera preferente al menos el
80%, de manera especialmente preferente al menos el 90% y, de manera
especial, la cantidad total del carbonato de sodio, que reacciona,
para dar bicarbonato de sodio. La proporción del carbonato de
sodio, que reacciona, puede determinarse, en este caso, por medio
del cálculo estequiométrico a través de la cantidad de ácido
tensioactivo aniónico empleada. De manera alternativa, puede ser
medida la proporción del carbonato de sodio, que reacciona de manera
"en falso", a partir de la formación de dióxido de carbono y
de su determinación cuantitativa.
En los procedimientos preferentes, el contenido
en agua de los productos del procedimiento, determinado mediante la
pérdida por secado a 120ºC, es < 15% en peso, de manera
preferente es < 10% en peso, de manera especialmente preferente
es < 5% en peso y, en particular, es < 2,5% en peso. En
general es preferente la realización del procedimiento con poca
cantidad de agua para garantizar la reacción deseada para la
formación del bicarbonato de sodio. Por lo tanto, las materias
primas empleadas deberían estar tan secas como fuera posible,
empleándose en estado seco o bien con poca cantidad de agua. En el
caso de los ácidos tensioactivos aniónicos deben elegirse, de
conformidad con la invención, preferentemente concentraciones tan
elevadas como sea posible en tanto en cuanto la conducción
industrial del procedimiento (movimiento de los ácidos tensioactivos
aniónicos y aplicación superficial sobre el carbonato de sodio) se
garantice de una manera perfecta.
Otra posibilidad para favorecer la formación del
bicarbonato de sodio y para evitar la formación de dióxido de
carbono y de agua, consiste en el mantenimiento de temperaturas tan
bajas como sea posible. Esto puede conseguirse, por ejemplo,
mediante refrigeración, así como también mediante una conducción
adecuada del procedimiento o mediante el ajuste de las cantidades
de los reactivos. En este caso, son preferentes aquellos
procedimientos, de conformidad con la invención, en los que se
mantenga la temperatura, durante el procedimiento, por debajo de
100ºC, de manera preferente por debajo de 80ºC, de manera
especialmente preferente, por debajo de 60ºC y, de manera especial,
por debajo de 50ºC.
Los procedimientos preferentes, de conformidad
con la invención, se caracterizan porque los reactivos se emplean
en aquellas cantidades mutuas con las que la relación de la
proporción en peso entre el carbonato de sodio y el bicarbonato de
sodio en los productos finales del procedimiento tome un valor de 2
: 1 o por encima del mismo. De manera preferente, esta proporción
en peso se encuentra en límites más acotados de tal manera que los
procedimientos preferentes están caracterizados porque la proporción
en peso entre el carbonato de sodio y el bicarbonato de sodio en
los productos finales del procedimiento se encuentra entre 50 : 1 y
2 : 1, de manera preferente entre 40 : 1 y 2,1 : 1, de manera
especialmente preferente entre 35 : 1 y 2,2 : 1 y, de manera
especial, entre 30 : 1 y 2,25 : 1. Los agentes de conformidad con la
invención, que han sido descritos más arriba, constituyen productos
finales del procedimiento muy especialmente preferentes del
procedimiento de conformidad con la invención. En otras palabras,
son especialmente preferentes aquellos procedimientos, de
conformidad con la invención, caracterizados porque la proporción en
peso entre el carbonato de sodio y el bicarbonato de sodio en los
productos finales del procedimiento se encuentra entre 5 : 1 y 2 :
1, de manera preferente entre 4,5 : 1 y 2 : 1, de manera
especialmente preferente entre 4 : 1 y 2,1 : 1, de manera más
preferente entre 3,5 : 1 y 2,2 : 1 y, de manera especial, entre 3,25
: 1 y 2,25 : 1.
En este caso, son especialmente preferentes
aquellos procedimientos, de conformidad con la invención, en los
que el contenido de los productos finales del procedimiento en
bicarbonato de sodio se encuentre comprendido entre un 0,5 y un 20%
en peso, de manera preferente entre un 1 y un 15% en peso, de manera
especialmente preferente entre un 2,5 y un 12,5% en peso y, de
manera especial, entre un 3 y un 10% en peso, respectivamente
referido al peso de los productos finales del procedimiento.
El procedimiento, de conformidad con la
invención, está basado en la reacción de los ácidos tensioactivos
aniónicos y de los ácidos adyuvantes con agentes de neutralización
sólidos. En el caso más sencillo, se harán reaccionar entre sí,
únicamente, los ácidos tensioactivos aniónicos, los ácidos
adyuvantes y el carbonato de sodio. Sin embargo, pueden estar
contenidos, también, otros productos en la mezcla de la reacción que
pueden participar o no en la reacción. Estos productos reactivos o
inertes pueden mezclarse como paso previo a la reacción bien con el
carbonato de sodio o bien con el o con los ácidos tensioactivos
aniónicos; de manera alternativa ambos reactivos pueden contener,
también, componentes reactivos o inertes.
Es preferente, en el ámbito de la presente
invención, mezclar con el carbonato de sodio otros componentes,
especialmente otros agentes de neutralización y/o materiales de
soporte, preferentemente sólidos. Esta mezcla forma el lecho de
productos sólidos, sobre la cual se aplica o se aplican el o los
ácidos tensioactivos aniónicos - en caso dado en mezcla con otras
substancias -. De este modo pueden mezclarse con el carbonato de
sodio, por ejemplo, otros agentes de neutralización, siendo
preferentes los agentes de neutralización sólidos. De igual modo
pueden aplicarse superficialmente sobre el carbonato de sodio las
soluciones acuosas de los agentes de neutralización (especialmente
las lejías), en tanto en cuanto no se sobrecargue el balance total
en agua del procedimiento (el contenido en agua de los productos
finales del procedimiento) más allá de los límites citados. Por lo
tanto, es preferente el empleo de materias primas pobres en agua o
bien incluso exentas de agua. Son especialmente preferentes
aquellos procedimientos, de conformidad con la invención, en los que
los agentes sólidos de neutralización comprendan, además, uno o
varios productos del grupo formado por el hidróxido de sodio, el
sesquicarbonato de sodio, el hidróxido de potasio y/o el carbonato
de potasio.
De manera alternativa o como complemento a la
adición de otros agentes de neutralización sólidos, pueden añadirse
al carbonato de sodio, también, materiales de soporte que no
participen en la reacción. Estos deberían presentar entonces una
estabilidad suficiente frente a los ácidos aportados para evitar una
descomposición local y, por lo tanto, una coloración no deseada o
una carga de otro tipo para el producto. En este caso, son
preferentes aquellos procedimientos en los cuales el lecho de
productos sólidos contenga otros productos sólidos del grupo
formado por los silicatos, los aluminosilicatos, los sulfatos, los
citratos y/o los fosfatos.
Independientemente de que un ácido tensioactivo
aniónico individual o de que varios ácidos tensioactivos aniónicos
- y de que un ácido adyuvante o bien de que varios ácidos adyuvantes
- sea o bien sean añadidos al agente de neutralización sólido o
bien a la mezcla formada por varios productos sólidos, será
preferente que la temperatura de la mezcla, que debe ser añadida,
sea lo más baja posible. En este caso, son preferentes aquellos
procedimientos, de conformidad con la invención, en los cuales los
ácidos tensioactivos aniónicos presenten, en el momento de la
adición al lecho de productos sólidos, una temperatura comprendida
entre 15 y 70ºC, preferentemente comprendida entre 20 y 60ºC, de
manera especialmente preferente comprendida entre 25 y 55ºC y, de
manera especial, comprendida entre 40 y 50ºC. De manera análoga es
preferente, así mismo, que el lecho de productos sólidos presente
una temperatura tan baja como sea posible. En este caso, son
preferentes las temperaturas comprendidas entre 0 y 30ºC, de manera
preferente comprendidas entre 5 y 25ºC y, de manera especial,
comprendidas entre 10 y 20ºC. En conjunto son preferentes aquellos
procedimientos en los cuales la temperatura se mantenga durante el
procedimiento por debajo de 100ºC, de manera preferente por debajo
de 80ºC, de manera especialmente preferente por debajo de 60ºC y,
de manera especial, por debajo de 50ºC.
Con relación a las cantidades de agentes de
neutralización o bien a las proporciones cuantitativas entre los
ácidos/agentes de neutralización son preferentes aquellos
procedimientos, de conformidad con la invención, en los cuales el
contenido en bicarbonato de sodio, de los productos finales del
procedimiento, se encuentre comprendido entre un 0,5 y un 40% en
peso, de manera preferente entre un 3 y un 30% en peso, de manera
especialmente preferente entre un 5 y un 25% en peso y, de manera
especial, entre un 10 y un 20% en peso, referido respectivamente al
peso de los productos finales del procedimiento.
Tal como ya se ha indicado, el procedimiento, de
conformidad con la invención, puede llevarse a cabo en todos
aquellos dispositivos en los que pueda llevarse a cabo una
neutralización bajo granulación simultánea. Ejemplos a este
respecto son los mezcladores y los granuladores, especialmente los
granuladores del tipo Turbo dryer® (dispositivo de la firma Vomm,
Italia).
A la hora de efectuar la elección de las
maquinas y de los parámetros del procedimiento adecuados para el
procedimiento de conformidad con la invención, el técnico en la
materia puede recurrir a las máquinas y aparatos, que son conocidos
por la literatura, así como a las operaciones de ingeniería química,
como los que se describen por ejemplo en la publicación de W.
Pietsch, "Size Enlargement by Agglomeration", Verlag Wiley,
1991, y en la literatura allí citada. Las realizaciones siguientes
representan, en este caso, únicamente una pequeña parte de las
posibilidades que el técnico en la materia tiene para la realización
de la reacción de neutralización entre el o los ácidos
tensioactivos aniónicos y el carbonato de sodio.
Como alternativa al empleo de los mezcladores
granuladores puede llevarse a cabo el procedimiento, de conformidad
con la invención, también en un lecho fluidificado. En una forma
preferente de realización, la invención prevé la realización del
procedimiento, de conformidad con la invención, en un lecho
fluidificado que trabaje por tandas o de manera continua. Es
especialmente preferente llevar a cabo el procedimiento de manera
continua en el lecho fluidificado. En este caso, pueden
introducirse en el lecho fluidificado los tensioactivos aniónicos
líquidos en su forma ácida o bien los diversos componentes líquidos,
de manera simultánea o sucesiva, por ejemplo, a través de una
tobera con varios orificios o a través de varias toberas. La tobera
o bien las toberas y el sentido de pulverización de los productos,
que deben ser pulverizados, pueden ordenarse de manera arbitraria.
Los soportes sólidos, que representan el agente de neutralización y,
en caso dado, otros productos sólidos, pueden espolvorearse a
través de uno o varios conductores de manera simultánea
(procedimiento continuo) o de manera sucesiva (procedimiento por
tandas), preferentemente de manera neumática por medio de conductos
insufladores, espolvoreándose el agente de neutralización como
primer producto sólido en el procedimiento por tandas.
Los aparatos de lecho fluidificado, que son
empleados de manera preferente, tienen placas de fondo con unas
dimensiones de 0,4 m como mínimo. Son especialmente preferentes
aquellos aparatos de lecho fluidificado que tengan una placa de
fondo con unas dimensiones comprendidas entre 0,4 y 5 m, por ejemplo
de 1,2 m o de 2,5 m. Sin embargo, son adecuados también, aquellos
aparatos de lecho fluidificado que presenten una placa de fondo con
un diámetro mayor que 5 m. Como placa de fondo se emplea, de manera
preferente, una placa de fondo perforada o una placa de Conidur
(producto comercial de la firma Hein & Lehmann, República
Federal de Alemania). De manera preferente, se llevará a cabo el
procedimiento, de conformidad con la invención, con velocidades del
aire fluidificante comprendidas entre 1 y 8 m/s y, de manera
especial, comprendidas entre 1,5 y 5,5 m/s, por ejemplo de hasta
3,5 m/s. La descarga de los granulados a partir del lecho
fluidificado se lleva a cabo, de manera ventajosa, a través de una
clasificación de tamaño de los granulados. Esta clasificación puede
llevarse a cabo, por ejemplo, por medio de un dispositivo tamizador
o por medio de una corriente de aire conducida a contracorriente
(aire de clasificación), que se regula de tal manera, que únicamente
se separa del lecho fluidificado las partículas a partir de un
determinado tamaño de partícula y son retenidas en el lecho
fluidificado las partículas más pequeñas. En una forma preferente
de realización, el aire entrante está constituido por el aire de
clasificación, que preferentemente no ha sido calentado, y por el
aire del fondo que, de manera preferente únicamente ha sido
ligeramente calentado o que no ha sido calentado en absoluto. La
temperatura del aire del fondo se encuentra comprendida, en este
caso, entre 10 y 70ºC, de manera preferente está comprendida entre
15 y 60ºC, de manera especialmente preferente está comprendida entre
18 y 50ºC. En este caso, son especialmente ventajosas temperaturas
comprendidas entre 20 y 40ºC. El aire fluidificante se enfría en
general debido a la pérdida de calor y, en caso dado, debido al
calor de evaporación de los componentes. Esta pérdida de calor
puede ser compensada, sin embargo, por medio de los calores de
neutralización en el procedimiento de conformidad con la invención
o incluso puede ser sobrepasada. En este caso, es posible, incluso,
que la temperatura de salida del aire sobrepase la temperatura del
aire fluidificante aproximadamente a 5 cm por encima de la placa de
fondo. En una forma especialmente preferente de realización, la
temperatura del aire fluidificante se encuentra comprendida,
aproximadamente 5 cm por encima de la placa de fondo, entre 30 y
100ºC, de manera preferente entre 35 y 80ºC y, de manera especial,
entre 40 y 70ºC. La temperatura de salida del aire se encuentra
comprendida, de manera preferente, entre 20 y 100ºC, de manera
especial se encuentra por debajo de 70ºC y de una manera
especialmente ventajosa está comprendida entre 25 y 50ºC. En el caso
del procedimiento realizado, de manera preferente, en el lecho
fluidificado, es necesario que al inicio del procedimiento esté
presente una masa de partida, que sirva como soporte inicial para
los tensioactivos aniónicos introducidos por pulverización, en su
forma ácida. Como masa de partida son adecuados, además del agente
de neutralización, constituido por el carbonato de sodio, por
ejemplo también componentes de los agentes de lavado y de limpieza,
de manera especial aquellos que puedan ser empleados, también, como
productos sólidos en el procedimiento de conformidad con la
invención y que presenten una distribución del tamaño de grano que
corresponda aproximadamente a la distribución del tamaño de grano
de los granulados acabados. Sin embargo, es especialmente preferente
emplear carbonato de sodio como masa de partida.
En resumen, son preferentes aquellos
procedimientos, de conformidad con la invención, en los cuales el
procedimiento se lleve a cabo en un lecho fluidificado y la
temperatura del aire entrante se encuentre comprendida entre 10 y
70ºC, de manera preferente entre 15 y 60ºC, de manera especialmente
preferente entre 18 y 50ºC y, de manera especial, entre 20 y
40ºC.
De manera alternativa, pueden combinarse también
entre sí la granulación en el mezclador y el procedimiento en lecho
fluidificado. De este modo, pueden hacerse reaccionar entre sí los
reactivos en un mezclador y el producto neutralizado formado puede
enviarse a un aparato de lecho fluidificado para la realización de
una "maduración final". En este caso, los procedimientos de
conformidad con la invención preferentes se caracterizan porque el
procedimiento se lleva a cabo en un mezclador, y se verifica una
maduración final del producto después en un lecho fluidificado con
una temperatura del aire entrante comprendida entre 10 y 70ºC, de
manera preferente comprendida entre 15 y 60ºC, de manera
especialmente preferente comprendida entre 18 y 50ºC y, de manera
especial, comprendida entre 20 y 40ºC.
Los granulados de tensioactivos, obtenidos de
acuerdo con el procedimiento de conformidad con la invención,
presentan en los procedimientos preferentes un peso a granel
comprendido entre 300 y 1.000 g/l, de manera preferente
comprendidos entre 350 y 800 g/l, de manera especialmente preferente
comprendidos entre 400 y 700 g/l y, de manera especial,
comprendidos entre 400 y 500 g/l, y están exentos de polvo, es decir
que no contienen, de manera especial, partículas con un tamaño de
partícula por debajo de 50 \mum. Por otro lado, la distribución
del tamaño de grano de los granulados corresponde a la distribución
del tamaño de grano usual de un agente de lavado y de limpieza del
estado de la técnica. De manera especial, los granulados tienen una
distribución del tamaño de grano, en la que como máximo el 5% en
peso, de manera especialmente ventajosa, como máximo el 3% en peso
de las partículas presenta un diámetro por debajo de 0,1 mm, de
manera especial por debajo de 0,2 mm. La distribución del tamaño de
grano puede influenciarse, en este caso, a través de la disposición
de las toberas en la instalación de lecho fluidificado. Los
granulados se caracterizan por su color claro y por su aptitud al
desparramamiento. En este caso, no se requiere otra medida para
impedir el pegado de los granulados, que han sido preparados de
conformidad con la invención. Sin embargo, en caso deseado puede
conectarse a continuación una etapa del procedimiento en la que
sean espolvoreados los granulados, de manera conocida, con
materiales finamente divididos, por ejemplo con zeolita NaA,
carbonato de sodio, con objeto de aumentar todavía más el peso a
granel. Este espolvoreado puede llevarse a cabo, por ejemplo,
durante una etapa de esferonización. Sin embargo, los granulados
preferentes tienen ya una estructura que, de manera especial, es
aproximadamente esférica con una regularidad tal que no se requiere
una etapa de esferonización por regla general y que, por lo tanto,
tampoco es preferente.
Los productos finales del procedimiento
correspondientes al procedimiento, de conformidad con la invención,
pueden añadirse directamente a los agentes de lavado o de limpieza,
de igual modo pueden ser empaquetados y comercializados también
directamente como agentes de lavado y de limpieza para determinadas
aplicaciones.
Además de la mezcla de otros componentes, tales
como los agentes de blanqueo, los activadores de blanqueo, etc.,
los productos finales del procedimiento, correspondientes al
procedimiento de conformidad con la invención, pueden servir, así
mismo, como base para otras mixturas de mayor calidad. De este modo,
es posible y preferente, de manera especial, que los productos
finales del procedimiento, correspondientes al procedimiento de
neutralización - en caso dado tras mezcla con otros productos
sólidos - sean granulados mediante la adición de substancias
activas líquidas.
Esta granulación puede llevarse a cabo, a su
vez, en los aparatos más diversos, siendo preferentes los
mezcladores granuladores para esta etapa de tratamiento final. En
este caso, son preferentes aquellos procedimientos, de conformidad
con la invención, en los que la adición de las substancias líquidas
se lleve a cabo poco antes o durante la maduración final. Esto
puede llevarse a cabo en un mezclador con, de manera preferente,
tiempos de residencia cortos comprendidos entre 0,1 y 5 segundos o
incluso en un lecho fluidificado. Será preferente una
neutralización total previa pero, sin embargo, no es
obligatoriamente necesaria.
Como substancias activas líquidas para la
granulación ulterior de los productos finales del procedimiento
correspondientes al procedimiento de conformidad con la invención,
pueden servir los líquidos de granulación conocidos por el técnico
en la materia, es decir, de manera especial, el agua o las
soluciones acuosas de sales, el vidrio soluble, los
alquilpoliglicósidos, los hidratos de carbono (los monosacáridos,
los oligosacáridos y los polisacáridos), los polímeros sintéticos
(PEG, PVAL, los policarboxilatos), los biopolímeros, etc. También
son posibles mezclas de tensioactivos no iónicos con agua, con
aceite de silicona y agua, con disolventes sobresaturados o con
mezclas de tensioactivos/aire. Como líquidos de granulación pobres
en agua o exentos de agua encuentran aplicación, por ejemplo, los
jabones, las soluciones de tensioactivos no iónicos/polímeros, las
mezclas de tensioactivos no iónicos/pigmentos, las fusiones, los
alcoholes monovalentes, divalentes, trivalentes, la acetona, el
tetracloruro de carbono, las fusiones con productos sólidos, los
polímeros hinchados, exentos de agua (disolventes orgánicos que
contienen agua con polímeros hinchados) o fusiones que contengan
gas.
Son especialmente preferentes aquellos
procedimientos, de conformidad con la invención, en los cuales se
utilicen como substancias activas líquidas las soluciones acuosas
de silicatos y/o de polímeros, preferentemente las soluciones
acuosas de vidrios solubles y/o de polímeros y/o de copolímeros del
ácido (met)acrílico.
Estos productos se describen a continuación de
manera detallada. Después de la granulación, que ha sido descrita
precedentemente, como tratamiento final de los productos finales del
procedimiento correspondientes al procedimiento de conformidad con
la invención, los granulados pueden ser secados y/o pueden ser
tratados con otros productos. En este caso, son especialmente
preferentes aquellas variantes del procedimiento en las que los
productos finales del procedimiento correspondientes al
procedimiento de granulación sean aglomerados y, en caso dado, sean
secados en un lecho fluidificado.
Los productos finales del procedimiento,
correspondientes al procedimiento según la invención, que han sido
sometidos a un tratamiento final de este tipo, presentan una elevada
aptitud de absorción de substancias líquidas, de manera especial de
tensioactivos no iónicos sin que por ello se perjudique su excelente
solubilidad. Otra variante preferente del procedimiento, de
conformidad con la invención, prevé que los granulados, que son
descargados del lecho fluidificado, sean tratados con otras
substancias, especialmente con tensioactivos no iónicos.
Como tensioactivos no iónicos se emplearán, en
este caso, de manera preferente alcoholes primarios alcoxilados,
ventajosamente etoxilados con, preferentemente, 8 hasta 18 átomos de
carbono y en promedio 1 hasta 12 moles de óxido de etileno (EO) por
mol de alcohol, en los cuales el resto alcohólico puede ser lineal
o, preferentemente, puede estar ramificado por metilo en la
posición 2 o bien puede contener en mezcla restos lineales y
ramificados por metilo, como los que se presentan, usualmente, en
los oxoalcoholes. Sin embargo, son especialmente preferentes los
etoxilatos de alcoholes con restos lineales procedentes de alcoholes
de origen nativo con 12 hasta 18 átomos de carbono, por ejemplo a
partir de alcohol de coco, de palma, de grasa de sebo u oleílico, y
en promedio 2 a 8 EO por mol de alcohol. A los alcoholes etoxilados
preferentes pertenecen, por ejemplo, alcoholes con 12 a 14 átomos
de carbono con 3 EO o con 4 EO, alcohol con 9 a 11 átomos de carbono
con 7 EO, alcoholes con 13 a 15 átomos de carbono con 3 EO, con 5
EO, con 7 EO o con 8 EO, alcoholes con 12 a 18 átomos de carbono
con 3 EO, con 5 EO o con 7 EO y mezclas de los mismos, así como
mezclas constituidas por alcohol con 12 a 14 átomos de carbono con
3 EO y alcohol con 12 a 18 átomos de carbono con 5 EO. Los grados de
etoxilación indicados representan valores estadísticos medios, que
para un producto especial pueden ser un número entero o un número
fraccionario. Los etoxilatos de alcoholes preferentes presentan una
distribución de los homólogos acotada (narrow range ethoxylates,
NRE). Además de estos tensioactivos no iónicos pueden emplearse
también alcoholes grasos con más de 12 EO. Ejemplos a este respecto
son alcoholes grasos de sebo con 14 EO, con 25 EO, con 30 EO o con
40 EO.
De igual modo, pueden emplearse, a título de
otros tensioactivos no iónicos, también, los alquilglicósidos de la
fórmula general RO(G)_{x}, en la que R significa un
resto alifático primario, de cadena lineal o ramificado con metilo,
de manera especial ramificado con metilo en la posición, 2, que
comprende 8 hasta 22, de manera preferente 12 hasta 18 átomos de
carbono y G es el símbolo que representa una unidad de glicosa con 5
a 6 átomos de carbono, preferentemente representa glucosa. El grado
de oligomerización x, que representa la distribución de los
monoglicósidos o de los oligoglicósidos, es un número arbitrario,
que está comprendido entre 1 y 10; de manera preferente x se
encuentra comprendido entre 1,2 y 1,4.
Otra clase preferente de tensioactivos no
iónicos, que son empleados, que son utilizados bien como
tensioactivo no iónico único o en combinación con otros
tensioactivos no iónicos, son los ésteres de alquilo de los ácidos
grasos alcoxilados, de manera preferente etoxilados o etoxilados y
propoxilados, de manera preferente con 1 hasta 4 átomos de carbono
en la cadena alquilo.
Así mismo, pueden ser adecuados tensioactivos no
iónicos del tipo de óxidos de amina, a modo de ejemplo el óxido de
N-coco-alquil-N,N-dimetilamina
y el óxido de
N-seboalquil-N,N-dihidroxietilamina,
y las alcanolamidas de ácidos grasos. De manera preferente, la
cantidad de estos tensioactivos, no iónicos, no es mayor que la de
los alcoholes grasos etoxilados, en especial no asciende a más de la
mitad de la misma.
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Otros tensioactivos apropiados son las amidas de
los ácidos polihidroxigrasos de la fórmula (II),
en la que RCO representa un resto
acilo alifático con 6 a 22 átomos de carbono, R^{1} representa
hidrógeno, un resto alquilo o hidroxialquilo con 1 a 4 átomos de
carbono, y [Z] representa un resto polihidroxialquilo lineal o
ramificado con 3 a 10 átomos de carbono y 3 a 10 grupos hidroxilo.
En el caso de las amidas de ácidos polihidroxigrasos se trata de
productos conocidos, que se pueden obtener habitualmente mediante
aminación por reducción de un azúcar reductor con amoníaco, una
alquilamina o una alcanolamina, y subsiguiente acilación con un
ácido graso, un éster alquílico de ácido graso o un cloruro de ácido
graso.
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Al grupo de las amidas de ácidos
polihidroxigrasos pertenecen también los compuestos de la fórmula
(III),
en la que R representa un resto
alquilo o alquenilo lineal o ramificado con 7 a 12 átomos de
carbono, R^{1} representa un resto alquilo lineal, ramificado o
cíclico, o un resto arilo con 2 a 8 átomos de carbono y R^{2}
representa un resto alquilo lineal, ramificado o cíclico o un resto
arilo o un resto oxi-alquilo con 1 a 8 átomos de
carbono, siendo preferentes restos alquilo o fenilo con 1 a 4 átomos
de carbono y [Z] representa un resto polihidroxialquilo lineal,
cuya cadena de alquilo está substituida al menos con dos grupos
hidroxilo, o derivados alcoxilados, preferentemente etoxilados o
propoxilados, de este
resto.
De manera preferente, se obtiene [Z] mediante
aminación por reducción de un azúcar reductor, a modo de ejemplo
glucosa, fructosa, maltosa, lactosa, galactosa, manosa o xilosa. Los
compuestos substituidos con N-alcoxi o
N-ariloxi se pueden transformar mediante reacción
con ésteres de metilo de ácidos grasos en presencia de un alcóxido
como catalizador, en las amidas de ácidos polihidroxigrasos
deseadas.
En función de las finalidades de aplicación
ulteriores de los granulados de tensioactivos, que son fabricados
de conformidad con la invención, pueden ser aplicados
superficialmente diversos tensioactivos no iónicos. Como
tensioactivos preferentes se emplearán los tensioactivos no iónicos,
débilmente espumantes. De manera especialmente preferente, los
agentes fabricados de conformidad con la invención contienen un
tensioactivo no iónico, que presenta un punto de fusión por encima
de la temperatura ambiente. Por lo tanto los agentes preferentes,
fabricados de conformidad con la invención, se caracterizan porque
contienen uno o varios tensioactivos no iónicos con un punto de
fusión por encima de 20ºC, de manera preferente, por encima de 25ºC,
de forma especialmente preferente entre 25 y 60ºC y, especialmente,
entre 26,6 y 43,3ºC.
Los tensioactivos no iónicos adecuados, que
presentan puntos de fusión o bien de reblandecimiento en todo el
intervalo de temperaturas citado, son, por ejemplo, tensioactivos no
iónicos generadores de poca espuma, que pueden ser sólidos o
altamente viscosos a temperatura ambiente. Cuando se utilicen
tensioactivos no iónicos, que sean altamente viscosos a temperatura
ambiente, será preferente que éstos presenten una viscosidad por
encima de 20 Pas, preferentemente por encima de 35 Pas y,
especialmente, por encima de 40 Pas. También son preferentes los
tensioactivos no iónicos que tienen una consistencia de tipo céreo a
temperatura ambiente.
De manera preferente, los tensioactivos a ser
empleados, sólidos a temperatura ambiente, proceden del grupo de
los tensioactivos no iónicos alcoxilados, especialmente de los
alcoholes primarios etoxilados y mezclas de estos tensioactivos con
tensioactivos constituidos por una estructura más complicada tales
como los tensioactivos de
polioxipropileno/polioxietileno/polioxipropileno (PO/EO/PO). Tales
tensioactivos no iónicos (PO/EO/PO) se caracterizan, además, por un
buen control de la espuma.
En una forma preferente de realización de la
presente invención, el tensioactivo no iónico con un punto de
fusión por encima de la temperatura ambiente, es un tensioactivo no
iónico, etoxilado, que ha sido producido a partir de la reacción de
un monohidroxialcanol o de un alquilfenol con 6 hasta 20 átomos de
carbono con, preferentemente, al menos 12 moles, de forma
especialmente preferente al menos con 15 moles, de forma especial
al menos con 20 moles de óxido de etileno por mol de alcohol o bien
de alquilfenol.
Un tensioactivo no iónico a ser empleado de
forma especialmente preferente, sólido a temperatura ambiente, se
obtiene a partir de un alcohol graso de cadena lineal con 16 a 20
átomos de carbono (alcoholes con 16 a 20 átomos de carbono),
preferentemente a partir de un alcohol con 18 átomos de carbono y,
al menos, 12 moles, preferentemente, al menos, 15 moles y,
especialmente, al menos 20 moles de óxido de etileno. En este caso,
son especialmente preferentes los denominados etoxilatos de
distribución acotada "narrow range ethoxylates" (véase más
arriba).
Así pues, los agentes especialmente preferentes,
que son preparados de conformidad con la invención, contienen uno o
varios tensioactivos no iónicos etoxilado(s), que se
obtiene(n) a partir de monohidroxialcanoles con 6 hasta 20
átomos de carbono o a partir de alquilfenoles con 6 hasta 20 átomos
de carbono o a partir de alcoholes grasos con 18 hasta 20 átomos de
carbono y con más de 12 moles, de manera preferente, con más de 15
moles y, de manera especial, con más de 20 moles de óxido de
etileno por mol de alcohol.
Por otra parte, el tensioactivo no iónico,
sólido a temperatura ambiente, tiene, preferentemente, unidades de
óxido de propileno en la molécula. De manera preferente, tales
unidades de PO constituyen hasta un 25% en peso, de forma
especialmente preferente hasta un 20% en peso y, especialmente,
hasta un 15% en peso del peso molecular total del tensioactivo no
iónico. Los tensioactivos no iónicos especialmente preferentes son
los monohidroxialcanoles o los alquilfenoles etoxilados, que
presenten, además, unidades copolimerizadas en bloque de
polioxietileno-polioxipropileno. La parte alcohólica
o bien alquilfenólica de tales moléculas de tensioactivos no
iónicos supone, en este caso, preferentemente más del 30% en peso,
de forma especialmente preferente más del 50% en peso y,
especialmente, más del 70% en peso del peso molecular total de tales
tensioactivos no iónicos. Los productos finales del procedimiento
preferentes correspondientes al procedimiento, de conformidad con
la invención, con etapas de tratamiento final, se caracterizan
porque contienen tensioactivos no iónicos etoxilados y
propoxilados, en los que las unidades de óxido de propileno, en la
molécula, suponen hasta un 25% en peso, inclusive, de manera
preferente hasta un 20% en peso, inclusive y, de manera especial,
hasta un 15% en peso, inclusive de todo el peso molecular.
Otros tensioactivos no iónicos, a ser empleados
de forma especialmente preferente, con puntos de fusión por encima
de la temperatura ambiente, contienen entre un 40 y un 70% en peso
de una mixtura de polímeros bloque de
polioxipropileno/polioxietileno/polioxipropileno, que contiene un
75% en peso de un copolímero bloque inverso de polioxietileno y de
polioxipropileno con 17 moles de óxido de etileno y 44 moles de
óxido de propileno y un 25% en peso de un copolímero bloque de
polioxietileno y de polioxipropileno, iniciado con trimetilolpropano
y que contiene 24 moles de óxido de etileno y 99 moles de óxido de
propileno por mol de trimetilolpropano.
Los tensioactivos no iónicos, que pueden ser
empleados de forma especialmente preferente, pueden ser adquiridos,
por ejemplo, bajo el nombre Poly Tergent® SLF-18 de
la firma Olin Chemicals. Otro producto final del procedimiento,
preferente de conformidad con la invención, sometido a un
tratamiento final, contiene tensioactivo no iónicos de la
fórmula
R^{1}O[CH_{2}CH(CH_{3})O]_{x}[CH_{2}CH_{2}O]_{y}[CH_{2}CH(OH)R^{2}],
en la que R^{1} significa un
resto hidrocarbonado lineal o ramificado, alifático, con 4 hasta 18
átomos de carbono o mezclas de los mismos, R^{2} significa un
resto hidrocarbonado lineal o ramificado con 2 hasta 26 átomos de
carbono o mezclas de los mismos y x significa valores comprendidos
entre 0,5 y 1,5 e y significa un valor de 15 como
mínimo.
Otros tensioactivos no iónicos, que pueden ser
empleados de manera preferente, son los tensioactivos no iónicos
poli(oxialquilados) cerrados en los grupos extremos, de la
fórmula
R^{1}O[CH_{2}CH(R^{3})O]_{x}[CH_{2}]_{k}CH(OH)[CH_{2}]_{j}OR^{2}
en la que R^{1} y R^{2}
significan restos hidrocarbonados lineales o ramificados, saturados
o insaturados, alifáticos o aromáticos con 1 hasta 30 átomos de
carbono, R^{3} significa H o un resto metilo, etilo,
n-propilo, iso-propilo,
n-butilo, 2-butilo o
2-metil-2-butilo, x
significa valores comprendidos entre 1 y 30, k y j significan
valores comprendidos entre 1 y 12, preferentemente comprendidos
entre 1 y 5. Cuando el valor de x sea \geq 2, cada R^{3} podrá
ser diferente en la fórmula anteriormente indicada. Preferentemente
R^{1} y R^{2} son restos hidrocarbonados lineales o
ramificados, saturados o insaturados, alifáticos o aromáticos con 6
hasta 22 átomos de carbono, siendo preferentes los restos con 8
hasta 18 átomos de carbono. Los significados especialmente
preferentes para R^{3} son H, -CH_{3} o -CH_{2}CH_{3}. Los
valores especialmente preferentes para x se encuentran en el
intervalo desde 1 hasta 20, especialmente desde 6 hasta
15.
Tal como se ha descrito precedentemente, cada
R^{3} puede ser diferente en la fórmula anteriormente indicada,
en el caso en que se cumpla que x \geq 2. En este caso, puede
variar la unidad de óxido de alquileno situada en el interior de
los corchetes. Si, por ejemplo, x significa 3, el resto R^{3}
podrá elegirse para formar unidades de óxido de etileno (R^{3} =
H) o unidades de óxido de propileno (R^{3} = CH_{3}), que pueden
encontrarse en cualquier orden sucesivo, por ejemplo, (EO)(PO)(EO),
(EO)(EO)(PO), (EO)(EO)(EO), (PO)(EO)(PO), (PO)(PO)(EO) y
(PO)(PO)(PO). En este caso, se ha elegido, de manera
ejemplificativa, el valor 3 para x y puede ser perfectamente mayor,
aumentando la amplitud de las variaciones a medida que aumentan los
valores de x e incluyéndose, por ejemplo, un elevado número de
grupos (EO) combinado con un pequeño número de grupos (PO), y a la
inversa.
Los alcoholes poli(oxialquilados)
cerrados en los grupos extremos, que son especialmente preferentes,
de la fórmula anteriormente indicada, presentan valores de k = 1 y
j = 1, de manera que la fórmula anterior se simplifica a
R^{1}O[CH_{2}CH(R^{3})O]_{x}CH_{2}CH(OH)CH_{2}OR^{2}
En la fórmula citada en último lugar, R^{1},
R^{2} y R^{3} tienen el significado anteriormente definido y x
significa números desde 1 hasta 30, preferentemente desde 1 hasta 20
y, especialmente, desde 6 hasta 18. Son especialmente preferentes
los tensioactivos en los cuales los restos R^{1} y R^{2}
presenten desde 9 hasta 14 átomos de carbono, R^{3} significa H y
x tome valores desde 6 hasta 15.
Si se resumen las indicaciones citadas en último
lugar, son preferentes aquellos agentes preparados y sometidos a un
tratamiento final de conformidad con la invención, que contengan
tensioactivos no iónicos poli(oxialquilados), cerrados en
los grupos extremos, de la fórmula
R^{1}O[CH_{2}CH(R^{3})O]_{x}[CH_{2}]_{k}CH(OH)[CH_{2}]_{j}OR^{2}
en la que R^{1} y R^{2}
significan restos hidrocarbonados lineales o ramificados, saturados
o no saturados, alifáticos o aromáticos, con 1 hasta 30 átomos de
carbono, R^{3} significa H o un resto metilo, etilo,
n-propilo, iso-propilo,
n-butilo, 2-butilo o
2-metil-2-butilo, x
significa valores comprendidos entre 1 y 30, k y j significan
valores comprendidos entre 1 y 12, de manera preferente comprendidos
entre 1 y 5, siendo especialmente preferentes aquellos
tensioactivos del
tipo
R^{1}O[CH_{2}CH(R^{3})O]_{x}CH_{2}CH(OH)CH_{2}OR^{2}
en los cuales x signifique números
comprendidos entre 1 y 30, de manera preferente comprendidos entre 1
y 20 y, de manera especial, comprendidos entre 6 y
18.
En combinación con los tensioactivos citados
pueden emplearse, también, tensioactivos catiónicos y/o anfóteros,
teniendo éstos únicamente un significado subordinado y empleándose,
en la mayoría de los casos, únicamente en cantidades por debajo de
un 10% en peso, frecuentemente incluso por debajo de un 5% en peso,
por ejemplo entre un 0,01 y un 2,5% en peso, respectivamente
referido al agente. Los agentes preparados y, en caso dado,
sometidos a un tratamiento final, de conformidad con la invención,
pueden contener, por lo tanto, también tensioactivos catiónicos y/o
anfóteros como componentes tensioactivos.
Los agentes, preparados de conformidad con la
invención y, en caso dado, sometidos a un tratamiento final pueden
contener, a título de substancias activas catiónicas, por ejemplo,
compuestos catiónicos de las fórmulas IV, V o VI:
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\vskip1.000000\baselineskip
en las que cada grupo R^{1} se
elige independientemente entre sí entre los grupos alquilo,
alquenilo o hidroxialquilo con 1 a 6 átomos de carbono; cada grupo
R^{2} se elige, independientemente entre sí, entre los grupos
alquilo o alquenilo con 8 a 28 átomos de carbono; R^{3} = R^{1}
o (CH_{2})_{n}-T-R^{2};
R^{4} = R^{1} o R^{2} o
(CH_{2})_{n}-T-R^{2}; T
= -CH_{2}-, -O-CO- o -CO-O- y n
significa un número entero desde 0 hasta
5.
Los granulados de tensioactivos aniónicos,
preparados de conformidad con la invención, pueden elaborarse - tal
como se ha descrito precedentemente - directamente para dar agentes
de lavado o de limpieza, aportándose otros componentes usuales de
los agentes de lavado o de limpieza. Sin embargo, éstos pueden
servir también como base de soporte para substancias líquidas o
pastosas, especialmente para tensioactivos no iónicos y entonces
son mixturas de tensioactivos aniónicos/tensioactivos no iónicos,
que pueden mezclarse igualmente con los agentes de lavado o de
limpieza.
Otro objeto de la presente invención está
constituido, por lo tanto, por agentes de lavado o de limpieza, que
contengan un producto final del procedimiento correspondiente al
procedimiento de conformidad con la invención.
Independientemente de que se lleven a cabo o no
las etapas de tratamiento final y de tratamiento precedentemente
descritas sobre los productos finales del procedimiento, preparados
de conformidad con la invención, los agentes de lavado o de
limpieza, que contienen estos productos finales del procedimiento,
contienen, de manera usual, otras substancias del grupo formado por
los adyuvantes, los coadyuvantes, los agentes de blanqueo, los
activadores de blanqueo, los colorantes y los productos
odorizantes, los abrillantadores ópticos, los enzimas, los polímeros
desprendedores de la suciedad (soil-release), etc.
Estos productos se describen a continuación con objeto de completar
la descripción.
En los agentes de lavado o de limpieza se
emplean productos estructurantes, ante todo, para enlazar el calcio
y el magnesio. Los adyuvantes usuales, que se añaden en el ámbito de
la invención, preferentemente en cantidades comprendidas entre un
22,5 y un 45% en peso, de manera preferente comprendidas entre un 25
y un 40% en peso y, de manera especial, comprendidas entre un 27,5
y un 35% en peso, respectivamente referido al conjunto del agente,
que contienen también los productos finales del procedimiento
correspondientes al procedimiento de conformidad con la invención,
son los ácidos policarboxílicos de bajo peso molecular y sus sales,
los ácidos policarboxílicos homopolímeros y copolímeros y sus
sales, los carbonatos, los fosfatos y los silicatos de sodio y de
potasio. Para los agentes de lavado o de limpieza se emplean, de
manera preferente, el citrato trisódico y/o el tripolifosfato
pentasódico y adyuvantes de tipo silicato de la clase de los
disilicatos alcalinos. En general, son preferentes entre las sales
de los metales alcalinos, las sales de potasio y las sales de
sodio, puesto que frecuentemente tienen una mayor solubilidad en
agua. Los productos estructurantes solubles en agua preferentes
son, por ejemplo, el citrato tripotásico, el carbonato potásico y
los vidrios solubles potásicos.
Los agentes de lavado o de limpieza pueden
contener fosfatos a título de substancias estructurantes, de manera
preferente fosfatos de metales alcalinos y, de manera especial
preferente, el trifosfato pentasódico o el trifosfato pentapotásico
(tripolifosfato de sodio o bien tripolifosfato de potasio).
El concepto de fosfatos de metales alcalinos es,
en este caso, una denominación genérica para las sales de los
metales alcalinos (especialmente de sodio y de potasio) de los
diversos ácidos fosfóricos, entre los cuales se puede distinguir
entre el ácido metafosfórico (HPO_{3})_{n} y el ácido
ortofosfórico H_{3}PO_{4} además de representantes de mayor
peso molecular. En este caso, los fosfatos reúnen varias ventajas en
sí mismos: actúan como portadores de álcali, impiden los depósitos
de cal y contribuyen, además, a la potencia de la limpieza.
El dihidrógenofosfato de sodio,
NaH_{2}PO_{4}, existe en forma de dihidrato (densidad 1,91
gcm^{-3}, punto de fusión 60ºC) y a modo de monohidrato (densidad
2,04 gcm^{-3}). Ambas sales son blancas, polvos muy fácilmente
solubles en agua, que pierden el agua de cristalización por
calentamiento y que se transforman en 200ºC en el difosfato
débilmente ácido (hidrógenodifosfato disódico,
Na_{2}H_{2}P_{2}O_{7}), a temperaturas más elevadas en el
trimetafosfato de sodio (Na_{3}P_{3}O_{9}) y en la sal de
Maddrell (véase más adelante). El NaH_{2}PO_{4} tiene reacción
ácida; se forma cuando se ajusta ácido fosfórico con lejía de
hidróxido de sodio a un valor del pH de 4,5 y se pulveriza el caldo.
El dihidrógenofosfato de potasio (fosfato de potasio primario o
monobásico, bifosfato de potasio, KDP), KH_{2}PO_{4}, es una sal
blanca con una densidad de 2,33 gcm^{-3}, tiene un punto de
fusión de 253ºC [descomposición con formación de polifosfato de
potasio (KPO_{3})_{x}] y es fácilmente soluble en
agua.
El hidrógenofosfato disódico (fosfato sódico
secundario), Na_{2}HPO_{4}, es una sal incolora, cristalina,
muy fácilmente soluble en agua. Existe en estado anhidro y con 2
moléculas de agua (densidad 2,066 gcm^{-3}, pérdida de agua a
95ºC), con 7 moléculas de agua (densidad 1,68 gcm^{-3}, punto de
fusión 48ºC con pérdida de 5 H_{2}O) y con 12 moléculas de agua
(densidad 1,52 gcm^{-3}, punto de fusión 35ºC con pérdida de 5
H_{2}O), a 100ºC se vuelve anhidro y se transforma, por
calentamiento más pronunciado, en el difosfato
Na_{4}P_{2}O_{7}. El hidrógenofosfato disódico se prepara por
neutralización de ácido fosfórico con solución de carbonato de
sodio con empleo de fenolftaleína como indicador. El
hidrógenofosfato dipotásico (fosfato de potasio secundario o
dibásico), K_{2}HPO_{4}, es una sal blanca, amorfa, que es
fácilmente soluble en agua.
El fosfato trisódico, fosfato de sodio
terciario, Na_{3}PO_{4}, está constituido por cristales
incoloros, que presentan, en forma de dodecahidrato, una densidad
de 1,62 gcm^{-3} y un punto de fusión de 73-76ºC
(descomposición), a modo de decahidrato (lo que corresponde a un
19-20% de P_{2}O_{5}) un punto de fusión de
100ºC y en forma anhidra (lo que corresponde a un
39-40% de P_{2}O_{5}), presenta una densidad de
2,536 gcm^{-3}. El fosfato trisódico es fácilmente soluble en agua
con reacción alcalina y se prepara por concentración por
evaporación de una solución formada exactamente por 1 mol de fosfato
disódico y 1 mol de NaOH. El fosfato tripotásico (fosfato de
potasio terciario o tribásico), K_{3}PO_{4}, es un polvo blanco,
granular, esparcible, con una densidad de 2,56 gcm^{-3}, tiene un
punto de fusión de 1.340ºC y es fácilmente soluble en agua con
reacción alcalina. De manera ejemplificativa se forma por
calentamiento de escoria de Thomas con carbón y sulfato de potasio.
A pesar de su mayor precio, son frecuentemente preferentes en la
industria de los agentes de limpieza los fosfatos de potasio más
fácilmente solubles, por lo tanto más activos, frente a los
compuestos de sodio correspondientes.
El difosfato tetrasódico (pirofosfato de sodio),
Na_{4}P_{2}O_{7}, existe en forma anhidra (densidad 2,534
gcm^{-3}, punto de fusión 988ºC, también se ha dado con 880ºC) y a
modo de decahidrato (densidad 1,815-1,836
gcm^{-3}, punto de fusión 94ºC con pérdida de agua). Las
substancias son cristales incoloros, solubles en agua con reacción
alcalina. El Na_{4}P_{2}O_{7} se forma por calentamiento de
fosfato disódico a temperaturas de > 200ºC o por reacción de
ácido fosfórico con carbonato de sodio en proporción estequiométrica
y eliminación del agua de la solución mediante pulverización. El
decahidrato forma sales complejas con los metales pesados y con los
formadores de la dureza y reduce, por lo tanto, la dureza del agua.
El difosfato de potasio (pirofosfato de potasio),
K_{4}P_{2}O_{7}, existe en forma de trihidrato y representa un
polvo incoloro, higroscópico, con una densidad de 2,33 gcm^{-3},
que es soluble en agua, siendo el valor del pH de la solución al
1%, a 25ºC, de 10,4.
Mediante condensación del NaH_{2}PO o bien del
KH_{2}PO_{4} se forman fosfatos de sodio y de potasio de
elevado peso molecular, entre los cuales pueden distinguirse
representantes cíclicos, los metafosfatos de sodio o bien de
potasio y tipos en forma de cadenas, los polifosfatos de sodio o
bien de potasio. Especialmente se utiliza una gran cantidad de
denominaciones para estos últimos: fosfatos por fusión o por
calcinación, sal de Graham, sal de Kurrol y de Maddrell. Todos los
fosfatos de sodio y de potasio superiores se denominan, en
conjunto, fosfatos condensados.
\newpage
El trifosfato pentasódico, industrialmente
importante, Na_{5}P_{3}O_{10} (tripolifosfato de sodio), es
una sal anhidra o que cristaliza con 6 H_{2}O, no higroscópica,
blanca, soluble en agua de la fórmula general
NaO-[P(O)(ONa)-O]_{n}-Na
con
n = 3. A temperatura ambiente se disuelven, en 100 g de agua, aproximadamente 17 g, a 60ºC, aproximadamente 20 g, a 100ºC aproximadamente 32 g de la sal exenta de agua de cristalización; al cabo de un calentamiento de dos horas de la solución a 100ºC se forma, por hidrólisis, aproximadamente un 8% de ortofosfato y un 15% de difosfato. En la obtención del trifosfato pentasódico se hace reaccionar ácido fosfórico con solución de carbonato de sodio o con lejía de hidróxido de sodio en proporción estequiométrica y eliminación del agua de la solución mediante pulverización. De manera similar a lo que ocurre en el caso de la sal de Graham y del difosfato de sodio, el trifosfato pentasódico disuelve muchos compuestos metálicos insolubles (también jabones de cal, etc.). El trifosfato pentapotásico, K_{5}P_{3}O_{10} (tripolifosfato de potasio), se comercializa por ejemplo en forma de una solución al 50% en peso (> 23% de P_{2}O_{5}, 25% de K_{2}O). Los polifosfatos de potasio encuentran una amplia aplicación en la industria de los agentes de lavado y de limpieza.
n = 3. A temperatura ambiente se disuelven, en 100 g de agua, aproximadamente 17 g, a 60ºC, aproximadamente 20 g, a 100ºC aproximadamente 32 g de la sal exenta de agua de cristalización; al cabo de un calentamiento de dos horas de la solución a 100ºC se forma, por hidrólisis, aproximadamente un 8% de ortofosfato y un 15% de difosfato. En la obtención del trifosfato pentasódico se hace reaccionar ácido fosfórico con solución de carbonato de sodio o con lejía de hidróxido de sodio en proporción estequiométrica y eliminación del agua de la solución mediante pulverización. De manera similar a lo que ocurre en el caso de la sal de Graham y del difosfato de sodio, el trifosfato pentasódico disuelve muchos compuestos metálicos insolubles (también jabones de cal, etc.). El trifosfato pentapotásico, K_{5}P_{3}O_{10} (tripolifosfato de potasio), se comercializa por ejemplo en forma de una solución al 50% en peso (> 23% de P_{2}O_{5}, 25% de K_{2}O). Los polifosfatos de potasio encuentran una amplia aplicación en la industria de los agentes de lavado y de limpieza.
Los agentes de lavado o de limpieza preferentes
contienen entre un 20 y un 50% en peso de uno o varios productos
estructurantes solubles en agua, preferentemente citratos y/o
fosfatos, de manera preferente fosfatos de metales alcalinos siendo
especialmente preferentes el trifosfato de pentasodio o bien el
trifosfato de pentapotasio (tripolifosfato de sodio o bien
tripolifosfato de potasio).
En una forma preferente de realización de la
presente invención, el contenido en productos estructurantes
solubles en agua del agente se encuentra dentro de límites
estrechos. En este caso, son preferentes aquellos agentes de lavado
o de limpieza que contengan al o a los productos estructurantes en
cantidades comprendidas entre un 22,5 y un 45% en peso, de manera
preferente comprendidas entre un 25 y un 40% en peso y, de manera
especial, comprendidas entre un 27,5 y un 35% en peso, referido
respectivamente al agente en su conjunto.
De manera especialmente preferente, los agentes,
de conformidad con la invención, pueden contener fosfatos
condensados como substancias para desendurecer el agua. Estos
productos forman un grupo de fosfatos - que se denominan también
fosfatos en fusión o fosfatos de calcinación como consecuencia de su
obtención -, que pueden derivarse de sales ácidas del ácido
ortofosfórico (ácidos fosfóricos) mediante condensación. Los
fosfatos condensados pueden subdividirse en los metafosfatos
[M^{1}_{n}(PO_{3})_{n}] y en los polifosfatos
(M^{1}_{n+2}P_{n}O_{3n+1} o bien
M^{1}_{n}H_{2}P_{n}O_{3n+1}).
El concepto de "metafosfatos" fue
originalmente la designación general para los fosfatos condensados
con la composición M_{n}[P_{n}O_{3n}] (M = metal
monovalente) pero, sin embargo, en la actualidad está limitado en
la mayoría de los casos a las sales con aniones anulares de
ciclo(poli)fosfato. Cuando n = 3, 4, 5, 6, etc., se
habla de tri-metafosfatos, de
tetra-metafosfatos, de
penta-metafosfatos, de
hexa-metafosfatos, etc. Según la nomenclatura
sistemática de los isopolianiones se denomina por ejemplo
ciclo-trifosfato al anión con n = 3.
Se obtienen los metafosfatos como productos
acompañantes de la sal de Graham - que se denomina, erróneamente,
hexametafosfato de sodio - mediante fusión de NaH_{2}PO_{4} a
temperaturas por encima de 620ºC, obteniéndose también de manera
intermedia la denominada sal de Maddrell. Esta y la sal de Kurrol
son polifosfatos lineales, que en la actualidad ya no se asocian,
en la mayoría de los casos, a los metafosfatos pero que pueden ser
empleados en el ámbito de la presente invención también de manera
preferente como substancias para desendurecer el agua.
La sal de Maddrell cristalina, insoluble en
agua, (NaPO_{3})_{x} con x > 1.000, que puede
obtenerse a 200-300ºC a partir del
NaH_{2}PO_{4}, se transforma a 600ºC aproximadamente en el
metafosfato cíclico [Na_{3}(PO_{3})_{3}], que
funde a 620ºC. La fusión vítrea, enfriada rápidamente, es la sal de
Graham soluble en agua según las condiciones de la reacción,
(NaPO_{3})_{40-50}, o un fosfato condensado vítreo con la composición (NaPO_{3})_{15-20}, que es conocido como Calgon. Todavía se utiliza para ambos productos la denominación errónea de hexametafosfato. La denominada sal de Kurrol, (NaPO_{3})_{n}
con n » 5.000, se forma igualmente a partir de la fusión calentada a 600ºC de la sal de Maddrell, cuando ésta se deja reposar durante un breve espacio de tiempo a 500ºC aproximadamente. Ésta forma fibras solubles en agua altamente polímeras.
(NaPO_{3})_{40-50}, o un fosfato condensado vítreo con la composición (NaPO_{3})_{15-20}, que es conocido como Calgon. Todavía se utiliza para ambos productos la denominación errónea de hexametafosfato. La denominada sal de Kurrol, (NaPO_{3})_{n}
con n » 5.000, se forma igualmente a partir de la fusión calentada a 600ºC de la sal de Maddrell, cuando ésta se deja reposar durante un breve espacio de tiempo a 500ºC aproximadamente. Ésta forma fibras solubles en agua altamente polímeras.
Como substancias para desendurecer el agua
especialmente preferentes de las clases que han sido citadas
precedentemente de los fosfatos condensados se han acreditado los
"hexametafosfatos" Budit® H6 o bien H8 de la firma
Budenheim.
Además de los productos estructurantes, son
componentes preferentes, de manera especial, los agentes de
blanqueo, los activadores de blanqueo, los enzimas, los protectores
de la plata, los colorantes y los productos odorizantes, etc.
Además pueden ser añadidos otros componentes, siendo preferentes
aquellos agentes que contengan, además de los productos finales del
procedimiento de conformidad con la invención, también uno o varios
productos del grupo formado por los agentes acidificantes, los
formadores de complejos de quelato o los polímeros inhibidores de
la formación de depósitos.
Como agentes acidificantes se ofrecen tanto los
ácidos inorgánicos así como, también, los ácidos orgánicos, en
tanto en cuanto éstos sean compatibles con los restantes
componentes. Con objeto de proteger a los usuarios y para dar
seguridad a la manipulación pueden emplearse, especialmente, los
ácidos monocarboxílicos, oligocarboxílicos y policarboxílicos
sólidos. Entre este grupo son preferentes, a su vez, el ácido
cítrico, el ácido tartárico, el ácido succínico, el ácido malónico,
el ácido adípico, el ácido maleico, el ácido fumárico, el ácido
oxálico así como el ácido poliacrílico. Del mismo modo, se
emplearán los anhídridos de estos ácidos como agentes de
acidificación, estando disponibles comercialmente de manera especial
el anhídrido del ácido maleico y el anhídrido del ácido succínico.
Así mismo, pueden emplearse los ácidos sulfónicos orgánicos tal como
el ácido amidosulfónico. En el ámbito de esta invención pueden
adquirirse en el mercado y ser empleados también, como agentes
acidificante, preferentemente, el producto Sokalan® DCS (marca
registrada de la firma BASF), que es una mezcla de ácido succínico
(como máximo un 31% en peso), de ácido glutárico (como máximo un 50%
en peso) y de ácido adípico (como máximo un 33% en peso).
Otro posible grupo de componentes está
representado por los formadores de complejos de quelato. Los
formadores de complejos de quelato son productos que forman
compuestos cíclicos con los iones metálicos, ocupando un solo
ligando más de un punto de coordinación en un átomo central, es
decir que al menos tiene "dos dientes". En este caso, se
cerrarán por lo tanto los compuestos normalmente rectilíneos
mediante la formación de complejos a través de un ión para dar
anillos. El número de los ligandos enlazados depende del índice de
coordinación del ión central.
Los formadores de complejos de quelato, usuales
y preferentes en el ámbito de la presente invención, son, por
ejemplo, los ácidos polioxicarboxílicos, las poliaminas, el ácido
etilendiaminotetraacético (EDTA) y el ácido nitrilotriacético
(NTA). También pueden emplearse, de conformidad con la invención,
polímeros formadores de complejos, es decir polímeros que porten
bien en la propia cadena principal o lateralmente a la misma,
grupos funcionales, que puedan actuar como ligandos y que reaccionen
con átomos metálicos adecuados por regla general con formación de
complejos de quelato. Los ligandos enlazados con el polímero de los
complejos metálicos formados pueden proceder, en este caso, sólo de
una macromolécula o pueden pertenecer a diversas cadenas polímeras.
Esto último conduce a la reticulación del material en tanto en
cuanto los polímeros formadores de complejos no hayan sido ya
reticulados previamente mediante enlaces covalentes.
Los grupos formadores de complejos (ligandos) de
los polímeros formadores de complejos usuales son restos de ácido
iminodiacético, de hidroxiquinolina, de tiourea, de guanidina, de
ditiocarbamato, de ácido hidroxámico, de amidoxima, de ácido
aminofosfórico, del poliamino (cíclico), de mercapto, de
1,3-dicarbonilo y de éteres corona con actividades
en parte muy específicas frente a los iones de los diversos metales.
Los polímeros básicos de muchos polímeros formadores de complejos,
importantes también comercialmente, son el poliestireno, los
poliacrilatos, los poliacrilonitrilos, los alcoholes polivinílicos,
las polivinilpiridinas y las polietileniminas. También son
polímeros formadores de complejos los polímeros naturales tales como
la celulosa, el almidón o la quitina. Además, pueden estar dotados
con otras funcionalidades de ligando mediante transformaciones
similares a la polimerización.
\vskip1.000000\baselineskip
En el ámbito de la presente invención, son
especialmente preferentes los agentes de lavado o de limpieza, que
contengan uno o varios formadores de complejos de quelato elegidos
entre los grupos de
- (i)
- los ácidos policarboxílicos, en los cuales la suma de los grupos carboxilo y, en caso dado, de los grupos hidroxilo sea 5 como mínimo,
- (ii)
- los ácidos monocarboxílicos o policarboxílicos nitrogenados,
- (iii)
- los ácidos difosfónicos geminales,
- (iv)
- los ácidos aminofosfónicos,
- (v)
- los ácidos fosfonopolicarboxílicos,
- (vi)
- las ciclodextrinas,
en cantidades por encima del 0,1%
en peso, preferentemente por encima de 0,5% en peso, de forma
especialmente preferente por encima del 1% y, especialmente, por
encima del 2,5%, referido respectivamente al peso del agente para
el fregado de la
vajilla.
\vskip1.000000\baselineskip
En el ámbito de la presente invención, pueden
emplearse todos los formadores de complejos del estado de la
técnica. Éstos pueden pertenecer a grupos químicos diferentes. De
manera preferente, se emplearán individualmente o en mezcla entre
sí:
- a)
- los ácidos policarboxílicos, en los cuales la suma de los grupos carboxilo y, en caso dado, de los grupos hidroxilo sea de 5 como mínimo, tal como el ácido glucónico,
- b)
- los ácidos monocarboxílicos o ácidos policarboxílicos nitrogenados tales como el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), el ácido N-hidroxietiletilendiaminotriacético, el ácido dietilentriaminopentaacético, el ácido hidroxietiliminodiacético, el ácido nitrilodiacético-3-propiónico, el ácido isoserinadiacético, la N,N-di-(\beta-hidroxietil)-glicina, la N-(1,2-dicarboxi-2-hidroxietil)-glicina, el ácido N-(1,2-dicarboxi-2-hidroxietil)-asparagínico o el ácido nitrilotriacético (NTA),
- c)
- los ácidos difosfónicos geminales tal como el ácido 1-hidroxietano-1,1-difosfónico (HEDP), sus homólogos superiores con hasta 8 átomos de carbono inclusive así como los derivados que contienen grupos hidroxi o que contienen grupos amino de los mismos y el ácido 1-aminoetano-1,1-difosfónico, sus homólogos superiores con hasta 8 átomos de carbono inclusive así como los derivados que contienen grupos hidroxi o grupos amino de los mismos,
- d)
- los ácidos aminofosfónicos tales como el ácido etilendiaminotetra(metilenfosfónico), el ácido dietilentriaminopenta(metilenfosfónico) o el ácido nitrilotri(metilenfosfónico),
- e)
- los ácidos fosfonopolicarboxílicos tal como el ácido 2-fosfonobutano-1,2,4-tricarboxílico así como
- f)
- las ciclodextrinas.
Como ácidos policarboxílicos a) se entenderán en
el ámbito de esta solicitud de patente los ácidos carboxílicos
-incluso los ácidos monocarboxílicos- en los cuales la suma de los
grupos carboxilo y de los grupos hidroxilo contenidos en la
molécula sea de 5 como mínimo. Son preferentes los formadores de
complejos de los grupos de los ácidos policarboxílicos
nitrogenados, especialmente el EDTA. A los valores del pH alcalinos,
necesarios, de conformidad con la invención, de las soluciones de
tratamiento, estos formadores de complejos se presentan, al menos
parcialmente, en forma de aniones. No tiene importancia que se
incorporen en forma de ácidos o en forma de sales. En el caso de la
incorporación como sales serán preferentes las sales alcalinas, de
amonio o de alquilamonio, especialmente preferente las sales de
sodio.
Los polímeros inhibidores de las formaciones de
depósitos pueden estar contenidos, igualmente, en los agentes, de
conformidad con la invención. Estos productos, que pueden estar
constituidos de maneras diferentes, desde el punto de vista
químico, proceden, por ejemplo, de los grupos de los poliacrilatos
de bajo peso molecular con pesos moleculares comprendidos entre
1.000 y 20.000 Daltons, siendo preferentes los polímeros con pesos
moleculares por debajo de 15.000 Daltons.
Los polímeros inhibidores de las formaciones de
depósitos pueden presentar, también, propiedades de coadyuvantes.
Como coadyuvantes orgánicos pueden utilizarse en los agentes, que
contienen los productos finales de conformidad con la invención,
especialmente policarboxilatos/ácidos policarboxílicos,
policarboxilatos polímeros, ácido asparagínico, poliacetales,
dextrinas, otros coadyuvantes orgánicos (véase más abajo), así como
fosfonatos. Estas clases de productos se describen a
continuación.
Los substancias estructurantes orgánicas, que
pueden ser empleadas son, por ejemplo, los ácidos policarboxílicos
que pueden utilizarse en forma de sus sales de sodio, entendiéndose
por ácidos policarboxílicos aquellos ácidos carboxílicos que portan
más de una función ácida.
Éstos son, por ejemplo, el ácido cítrico, el
ácido adípico, el ácido succínico, el ácido glutárico, el ácido
málico, el ácido tartárico, el ácido maleico, el ácido fumárico,
ácidos sacáricos, ácidos aminocarboxílicos, el ácido
nitrilotriacético (NTA), siempre que este tipo de uso no pueda
rechazarse por motivos ecológicos, así como mezclas de los mismos.
Las sales preferidas son las sales de los ácidos policarboxílicos,
tales como el ácido cítrico, el ácido adípico, el ácido succínico,
el ácido glutárico, el ácido tartárico, ácidos sacáricos y mezclas
de las mismas.
Así mismo, pueden utilizarse los ácidos per se.
Además de su efecto de adyuvante, los ácidos tienen también
típicamente la propiedad de un componente de acidificación y, con
ello, sirven también para el ajuste de un valor de pH bajo y suave
de los agentes de lavado o de los agentes de limpieza. En este caso,
deben citarse especialmente el ácido cítrico, el ácido succínico,
el ácido glutárico, el ácido adípico, el ácido glucónico y mezclas
arbitrarias de los mismos.
De igual modo, como adyuvante o bien como
inhibidores de la formación de depósitos son adecuados los
policarboxilatos polímeros, éstos son, por ejemplo, las sales de
metales alcalinos del ácido poliacrílico o del ácido
polimetacrílico, por ejemplo, aquellas con un peso molecular
relativo de 500 a 70.000 g/mol.
En cuanto a los pesos moleculares indicados para
los policarboxilatos polímeros se trata, en el sentido de este
documento, de pesos moleculares M_{w} promedio en peso de la forma
respectiva del ácido, que se determinaron básicamente mediante la
cromatografía de permeación en gel (GPC), para lo cual se utilizó un
detector de rayos UV. A este respecto, la medición se realizó
frente a un patrón externo de ácido poliacrílico, que proporciona
valores de peso molecular similares a los reales debido a su
parentesco estructural con los polímeros analizados. Estos datos
difieren marcadamente de los datos de pesos moleculares para los
cuales se utilizan a título de patrón los ácidos
poliestirenosulfónicos. Los pesos moleculares medidos frente a los
ácidos poliestirenosulfónicos son en general marcadamente más altos
que los pesos moleculares indicados en esta publicación.
Los polímeros adecuados son especialmente
poliacrilatos, que presentan preferentemente un peso molecular
comprendido entre 2.000 y 20.000 g/mol. Debido a su mayor
solubilidad, pueden ser preferentes, dentro de este grupo, a su vez
los poliacrilatos de cadena corta, que presentan pesos moleculares
comprendidos entre 2.000 y 10.000 g/mol, y de forma especialmente
preferente, comprendidos entre 3.000 y 5.000 g/mol.
Así mismo, son adecuados los policarboxilatos
copolímeros, especialmente aquellos del ácido acrílico con ácido
metacrílico y del ácido acrílico o del ácido metacrílico con ácido
maleico. Han demostrado ser especialmente adecuados los copolímeros
del ácido acrílico con el ácido maleico, que contienen entre un 50 y
un 90% de ácido acrílico y entre un 50 y un 10% de ácido maleico.
Su peso molecular relativo, referido al ácido libre, está
comprendido, en general, entre 2.000 y 70.000 g/mol, de manera
preferente está comprendido entre 20.000 y 50.000 g/mol y, de
manera especial, está comprendido entre 30.000 y 40.000 g/mol.
Los policarboxilatos (co)polímeros pueden
utilizarse bien como polvo o bien como solución acuosa. El contenido
de policarboxilatos (co)polímeros en los agentes está
comprendido, de manera preferente, entre un 0,5 y un 20% en peso,
de manera especial está comprendido entre un 3 y un 10% en peso.
De igual modo, son especialmente preferentes los
polímeros biodegradables constituidos por más de dos unidades de
monómeros diferentes, por ejemplo, aquellos que contienen como
monómeros, sales del ácido acrílico y del ácido maleico, así como
alcohol vinílico o bien derivados del alcohol vinílico, o contienen
como monómeros, sales del ácido acrílico y del ácido
2-alquilalilsulfónico, así como derivados del
azúcar. Otros copolímeros preferentes son aquellos que presentan
como monómeros preferentemente acroleína y ácido acrílico/sales del
ácido acrílico o bien acroleína y acetato de vinilo.
Así mismo, deben citarse como otras substancias
adyuvantes preferentes los ácidos aminodicarboxílicos polímeros,
sus sales o sus substancias precursoras. Son especialmente
preferentes los ácidos poliasparagínicos o bien sus sales y
derivados, que presentan además de las propiedades de coadyuvantes,
también, un efecto estabilizante de blanqueo.
Otras substancias adyuvantes adecuadas son los
poliacetales, que pueden obtenerse por reacción de dialdehídos con
ácidos poliolcarboxílicos, que presentan de 5 a 7 átomos de carbono
y al menos 3 grupos hidroxilo. Los poliacetales preferentes se
obtienen a partir de dialdehídos, tales como glioxal,
glutaraldehído, tereftalaldehído, así como sus mezclas, y a partir
de ácidos poliolcarboxílicos, tales como ácido glucónico y/o ácido
glucoheptónico.
Otras substancias adyuvantes orgánicas adecuadas
son dextrinas, por ejemplo, oligómeros o polímeros de hidratos de
carbono, que pueden obtenerse por hidrólisis parcial de almidones.
La hidrólisis puede realizarse según procedimientos habituales, por
ejemplo, catalizados por ácidos o por enzimas. Preferentemente se
trata de productos de hidrólisis con pesos moleculares medios en el
intervalo comprendido entre 400 y 500.000 g/mol. En este caso, es
preferente un polisacárido con un equivalente de dextrosa (ED) en el
intervalo comprendido entre 0,5 y 40, especialmente comprendido
entre 2 y 30, siendo ED es una medida usual para el efecto reductor
de un polisacárido en comparación con la dextrosa, que tiene un ED
de 100. Pueden emplearse tanto las maltodextrinas con un ED
comprendido entre 3 y 20 y los jarabes de glucosa seca con un ED
comprendido entre 20 y 37 así como, también, las denominadas
dextrinas amarillas y dextrinas blancas con mayores pesos
moleculares, en el intervalo comprendido entre 2.000 y 30.000
g/mol.
En cuanto a los derivados oxidados de este tipo
de dextrinas se trata de sus productos de reacción con agentes
oxidantes, que son capaces de oxidar al menos una función de alcohol
del anillo del sacárido para dar una función de ácido carboxílico.
Puede ser especialmente ventajoso un producto oxidado en el átomo de
carbono 6 del anillo del sacárido.
Otros coadyuvantes adecuados son, también, los
oxidisuccinatos y otros derivados de los disuccinatos,
preferentemente el etilendiaminodisuccinato. En este caso, se
empleará el
etilendiamino-N,N'-disuccinato
(EDDS) preferentemente en forma de sus sales de sodio o de
magnesio. En este contexto se prefieren además los disuccinatos de
glicerina y los trisuccinatos de glicerina. Las cantidades
utilizadas, adecuadas, se encuentran comprendidas entre un 3 y un
15% en peso, en las formulaciones que contienen zeolita y/o
silicato.
Otros coadyuvantes orgánicos, que pueden ser
empleados son, por ejemplo, los ácidos hidroxicarboxílicos
acetilados o bien sus sales, que, en caso dado, también pueden
estar presentes en forma de lactona y que contienen, al menos, 4
átomos de carbono y, al menos, un grupo hidroxi, así como un máximo
de dos grupos ácidos.
Otra clase de substancias con propiedades de
coadyuvante son los fosfonatos. En este caso, se trata especialmente
de fosfonatos de hidroxialcano o bien de aminoalcano. Entre los
fosfonatos de hidroxialcano tiene una especial importancia, como
coadyuvante, el 1,1-difosfonato de
1-hidroxietano (HEDP). Se utiliza preferentemente
como sal de sodio, teniendo la sal disódica una reacción neutra y
la sal tetrasódica alcalina (pH 9). Como fosfonatos de aminoalcano
entran en consideración, preferentemente, el fosfonato de
etilendiaminotetrametileno (EDTMP), el fosfonato de
dietilentriaminopentametileno (DTPMP), así como sus homólogos
superiores. Preferentemente se utilizarán en forma de las sales de
sodio de reacción neutra, por ejemplo, como la sal hexasódica del
EDTMP o bien como sal heptasódica y octasódica del DTPMP. En este
caso, se empleará como adyuvante de la clase de los fosfonatos,
preferentemente, el HEDP. Además, los fosfonatos de aminoalcano
tienen un marcado poder de enlace para con los metales pesados. De
manera correspondiente puede ser preferente, cuando los agentes
contengan también agentes de blanqueo, el uso de fosfonatos de
aminoalcano, especialmente del DTPMP, o de mezclas de los
fosfonatos citados.
Además de los productos de las clases citadas,
los agentes, de conformidad con la invención, pueden contener otros
componentes usuales de los agentes de limpieza, siendo
significativos, especialmente, los agentes de blanqueo, los
activadores de blanqueo, los enzimas, los agentes protectores de la
plata, los colorantes y los productos odorizantes. Estos productos
se describen a continuación.
Entre los compuestos que sirven como agente de
blanqueo, que proporcionan H_{2}O_{2} en agua, tienen especial
significado el perborato sódico tetrahidrato, y el perborato sódico
monohidrato. Otros agentes de blanqueo útiles son, a modo de
ejemplo, el percarbonato de sodio, los peroxipirofosfatos, los
citratoperhidratos, así como sales perácidas que proporcionan
H_{2}O_{2} o los perácidos, tales como los perbenzoatos, los
peroxoftalatos, el ácido diperazelaico, el ftaloiminoperácido o el
ácido diperdodecanodioico. Los agentes de lavado o de limpieza, de
conformidad con la invención, pueden contener, así mismo, agentes de
blanqueo del grupo de los agentes de blanqueo orgánicos. Los
agentes de blanqueo orgánicos típicos son los peróxidos de diacilo;
tales como, por ejemplo, el peróxido de dibenzoilo. Otros agentes
de blanqueo orgánicos típicos son los peroxiácidos, citándose como
ejemplos, de manera especial, los alquilperoxiácidos y los
arilperoxiácidos. Los representantes preferentes son (a) el ácido
peroxibenzoico y sus derivados substituidos en el anillo, tales como
los ácidos alquilperoxibenzoicos, así como, también, el ácido
peroxi-\alpha-naftoico y el
monoperftalato de magnesio, (b) los peroxiácidos alifáticos o
alifáticos substituidos, tales como el ácido peroxiláurico, el ácido
peroxiesteárico, el ácido
\varepsilon-ftalimidoperoxicaprónico [el ácido
ftaloiminoperoxihexanoico (PAP)], el ácido
o-carboxibenzamidoperoxicaprónico, el ácido
N-nonenilamidoperadípico y el
N-nonenilamidopersuccinato, y (c) los ácidos
peroxidicarboxílicos alifáticos y aralifáticos, como el ácido
1,12-diperoxicarboxílico, el ácido
1,9-diperoxiazelaico, el ácido diperoxisebácico, el
ácido diperoxibrasílico, los ácidos diperoxiftálicos, el ácido
2-decildiperoxibutano-1,4-dioico,
el ácido
N,N-tereftaloil-di(6-aminopercaprónico).
Como agentes de blanqueo en los agentes de
limpieza, de conformidad con la invención, para el fregado a máquina
de la vajilla, se pueden emplear también substancias que liberan
cloro o bromo. Entre los materiales apropiados que liberan cloro o
bromo entran en consideración, a modo de ejemplo, amidas de
N-bromo y N-cloro heterocíclicas, a
modo de ejemplo el ácido tricloroisocianúrico, el ácido
tribromoisocianúrico, el ácido dibromoisocianúrico y/o el ácido
dicloroisocianúrico (DICA) y/o sus sales con cationes como potasio y
sodio. Son igualmente apropiados compuestos de hidantoína, como la
1,3-dicloro-5,5-dimetilhidantoína.
Los activadores de blanqueo, que refuerzan el
efecto de los agentes de blanqueo son otros componentes importantes.
Los activadores de blanqueo conocidos son compuestos que contienen
uno o varios grupos N-acilo o bien
O-acilo, tales como las substancias de la clase de
los anhídridos, de los ésteres, de las imidas y de los imidazoles
acilados o de las oximas. Ejemplos son la tetraacetiletilendiamina
TAED, la tetraacetilmetilendiamina TAMD y la
tetraacetilhexilendiamina TAHD, así como también la
pentaacetilglucosa (PAG), la
1,5-diacetil-2,2-dioxo-hexahidro-1,3,5-triazina
DADHT y el anhídrido del ácido isatoico ISA.
Como activadores de blanqueo pueden emplearse
compuestos que proporcionen, bajo condiciones de perhidrólisis,
ácidos peroxocarboxílicos alifáticos con, preferentemente, 1 hasta
10 átomos de carbono, especialmente con 2 hasta 4 átomos de
carbono, y/o ácido perbenzoico, en caso dado substituido. Son
adecuadas las substancias adecuadas que portan grupos
O-acilo y/o N-acilo con el citado
número de átomos de carbono y/o grupos benzoilo, en caso dado
substituidos. Son preferentes las alquilendiaminas poliaciladas,
especialmente la tetraacetiletilendiamina (TAED), los derivados
acilados de triazina, especialmente la
1,5-diacetil-2,4-dioxohexahidro-1,3,5-triazina
(DADHT), los glicolurilos acilados, especialmente el
tetraacetilglicolurilo (TAGU), las N-acilimidas,
especialmente la N-nonanoilsuccinimida (NOSI), los
fenolsulfonatos acilados, especialmente el sulfonato de
n-nonanoil- o de isononanoiloxibenceno
(n-NOBS o bien iso-NOBS), los
anhídridos de los ácido carboxílico, especialmente el anhídrido de
ácido ftálico, los alcoholes polivalentes, acilados, especialmente
la triacetina, el diacetato de etilenglicol, el
2,5-diacetoxi-2,5-dihidrofurano,
el metilsulfato de
n-metil-morfolinio-acetonitrilo
(MMA) y enolésteres, así como el sorbitol y el manitol acetilados o
bien sus mezclas (SORMAN), derivados acilados de sacáricos,
especialmente la pentaacetilglucosa (PAG), la pentaacetilfructosa,
la tetraacetilxilosa y la octaacetillactosa, así como la glucamina
y la glucolactona acetiladas, en caso dado
N-alquiladas, y/o las lactamas
N-aciladas, por ejemplo la
N-benzoilcaprolactama. Del mismo modo se emplearán,
preferentemente, los acilacetales y las acillactamas, substituidas,
hidrófilas. También pueden emplearse combinaciones de activadores
de blanqueo convencionales.
Además de los activadores de blanqueo
convencionales, o en su lugar, pueden incorporarse también en los
agentes de conformidad con la invención, los denominados
catalizadores de blanqueo. Estos productos están constituidos por
sales de metales de transición, o bien complejos de metales de
transición, que refuerzan el blanqueo, tales como, por ejemplo,
complejos de sales o complejos de carbonilo de Mn, Fe, Co, Ru o Mo.
También pueden emplearse como catalizadores de blanqueo los
complejos de Mn, Fe, Co, Ru, Mo, Ti, V y Cu, con ligandos trípode,
nitrogenados, así como complejos amínicos de Co, Fe, Cu y Ru.
De manera preferente, se emplearán los
activadores de blanqueo del grupo de las alquilendiaminas
poliaciladas, especialmente la tetraacetiletilendiamina (TAED), las
N-acilamidas, especialmente la
N-nonanoilsuccinimida (NOSI), los fenolsulfonatos
acilados, especialmente el sulfonato de
n-nonanoiloxibenceno o de isononanoiloxibenceno
(n-NOBS o bien iso-NOBS), el
metilsulfato de
n-metil-morfolinio-acetonitrilo
(MMA), preferentemente en cantidades de hasta un 10% en peso, de
manera preferente en cantidades comprendidas entre un 0,1 y un 8% en
peso, en particular comprendidas entre un 2 y un 8% en peso y, de
forma especialmente preferente, comprendidas entre un 2 y un 6% en
peso, referido al conjunto del agente.
Los complejos de los metales de transición,
reforzadores del blanqueo, especialmente con los átomos centrales
Mn, Fe, Co, Cu, Mo, V, Ti y/o Ru, preferentemente elegidos entre el
grupo de las sales y/o los complejos de manganeso y/o de cobalto,
de forma especialmente preferente entre los complejos de
cobalto(amina), de los complejos de cobalto(acetato),
de los complejos de cobalto(carbonilo), de los cloruros del
cobalto o del manganeso, del sulfato de manganeso, se emplearán en
cantidades usuales, preferentemente en una cantidad de hasta un 5%
en peso, especialmente en una cantidad comprendida entre un 0,0025%
en peso y un 1% en peso y, de forma especialmente preferente,
comprendida entre un 0,01% en peso y un 0,25% en peso, referido,
respectivamente, al conjunto del agente. No obstante, en casos
especiales puede emplearse una cantidad mayor de activador de
blanqueo.
De manera especial, entran en consideración como
enzimas en los agentes de lavado o de limpieza de conformidad con
la invención, aquellos de las clases de las hidrolasas, tales como
las proteasas, las esterasas, las lipasas o bien los enzimas de
acción lipolítica, las amilasas, las glicosilhidrolasas y mezclas de
los enzimas citados. Todas estas hidrolasas contribuyen a la
eliminación de manchas tales como manchas que contienen proteína,
grasa o almidón. Para el blanqueo pueden emplearse, también, las
óxidorreductasas. Son especialmente preferentes los productos
activos enzimáticos obtenidos a partir de cepas bacterianas o de
hongos, tales como Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis,
Streptomyces griseus, Coprinus Cinereus y Humicola
insolens, así como los productos activos enzimáticos, obtenidos
a partir de sus variantes genéticamente modificadas.
Preferentemente, se emplearán proteasas del tipo subtilisina y,
especialmente, proteasas que se obtienen a partir de Bacillus
lentus. En este caso, tienen un interés especial las mezclas
enzimáticas, por ejemplo constituidas por proteasas y amilasas o
por proteasas y lipasas o bien enzimas de acción lipolítica o por
proteasas, amilasas y lipasas o bien enzimas de acción lipolítica o
proteasas, lipasas o bien enzimas de acción lipolítica,
especialmente, sin embargo, mezclas que contengan proteasas y/o
lipasas o bien mezclas con enzimas de acción lipolítica. Ejemplos
de tales enzimas de acción lipolítica son las conocidas cutinasas.
También se han revelado como adecuadas en algunos casos las
peroxidasas o las oxidasas. A las amilasas adecuadas pertenecen,
especialmente las alfa-amilasas, las
iso-amilasas, las pululanasas y las pectinasas.
Los enzimas pueden estar adsorbidos sobre
materiales de soporte o pueden estar incrustados en substancias de
recubrimiento para su protección contra una descomposición
prematura. La proporción de los enzimas, de las mezclas enzimáticas
o de los granulados enzimáticos puede estar comprendida, por
ejemplo, entre aproximadamente un 0,1 y un 5% en peso, de manera
preferente, entre un 0,5 y aproximadamente un 4,5% en peso referido,
respectivamente al agente de lavado o de limpieza confeccionado,
acabado.
Pueden aportarse a los agentes de lavado o de
limpieza, de conformidad con la invención, colorantes y productos
odorizantes para mejorar la impresión estética de los productos
formados y proporcionar al consumidor, además del rendimiento, un
producto "típico e inconfundible" desde el punto de vista
estético y sensorial. Como esencias perfumantes o bien productos
odorizantes pueden utilizarse compuestos odorizantes individuales,
por ejemplo los productos sintéticos del tipo de los ésteres, de
los éteres, de los aldehídos, de las cetonas, de los alcoholes y de
los hidrocarburos. Los compuestos odorizantes del tipo de los
ésteres son, por ejemplo, el acetato de bencilo, el isobutirato de
fenoxietilo, el acetato de p-terc.-butilciclohexilo,
el acetato de linalilo, el acetato de dimetilbencilcarbinilo, el
acetato de feniletilo, el benzoato de linalilo, el formiato de
bencilo, el glicinato de etilmetilfenilo, el propionato de
alilciclohexilo, el propionato de estiralilo y el salicilato de
bencilo. A los éteres pertenece, por ejemplo, el benciletiléter, a
los aldehídos pertenecen, por ejemplo los alcanales lineales con 8
a 18 átomos de carbono, el citral, el citronelal, el
citroneliloxiacetaldehído, el ciclamenaldehído, el
hidroxicitronelal, el lilial y el bourgeonal, a las cetonas
pertenecen, por ejemplo la ionona, la
\alpha-isometilionona y la metilcedrilcetona, a
los alcoholes pertenecen el anetol, el citronelol, el eugenol, el
geraniol, el linalool, el alcohol feniletílico y el terpineol, a los
hidrocarburos pertenecen, principalmente, los terpenos, tales como
limoneno y el pineno. Sin embargo, se prefieren mezclas de
diferentes productos odorizantes, que produzcan, en conjunto, una
nota de olor agradable. Tales esencias perfumantes también pueden
contener mezclas de productos odorizantes naturales, como las que
pueden obtenerse a partir de fuentes vegetales, por ejemplo la
esencia de pino, de cítricos, de jazmín, de pachouli, de rosas o
Ylang-Ylang. También son adecuadas esencias de
moscatel, de salvia, de manzanilla, de clavel, de melisa, de menta,
de hojas de canela, de pétalos de tilo, de bayas de enebro, de
vetiver, de olibano, de galbano y de jara, así como esencia de
azahar, de nerolí, de cáscara de naranja y de madera de sándalo.
Los productos odorizantes pueden incorporarse
directamente en los agentes, de conformidad con la invención, pero
también puede ser ventajoso disponer los productos odorizantes sobre
soportes, que refuercen la adherencia del perfume sobre la ropa y
que se encarguen de que el olor de los artículos textiles se
mantenga por mucho tiempo mediante una liberación lenta del olor.
Se han acreditado, por ejemplo, como materiales de soporte de este
tipo las ciclodextrinas, pudiéndose revestir los complejos de
ciclodextrina-perfume adicionalmente con otros
productos auxiliares.
Para mejorar la impresión estética de los
agentes, fabricados de conformidad con la invención, éstos (o una
parte de los mismos) pueden colorearse con colorantes adecuados. Los
colorantes preferentes, cuya selección no causa ninguna dificultad
al técnico en la materia, tienen una elevada estabilidad de
almacenamiento e insensibilidad frente a los otros componentes de
los agentes y frente a la luz, así como tampoco presentan una
substantividad marcada frente a los substratos a ser tratados con
los agentes, tales como vidrio, cerámica o vajilla de material
sintético, para no colorearlos.
Los agentes de lavado o de limpieza, de
conformidad con la invención, pueden contener inhibidores de la
corrosión para la protección de los objetos fregados o de la
máquina, teniendo un significado especial los agentes especiales
para la protección de la plata en el sector del fregado a máquina de
la vajilla. Pueden emplearse las substancias conocidas del estado
de la técnica. En general, pueden emplearse, ante todo, agentes
protectores de la plata elegidos entre el grupo de los triazoles,
de los benzotriazoles, de los bisbenzotriazoles, de los
aminotriazoles, de los alquilaminotriazoles y de las sales o
complejos de los metales de transición. Se emplearán de forma
especialmente preferente el benzotriazol y/o los
alquilaminotriazoles. En las formulaciones de limpieza se
encuentran, además, frecuentemente, agentes con cloro activo, que
pueden reducir claramente la corrosión de las superficies de plata.
En los limpiadores exentos de cloro encuentran frecuentemente
aplicación, en particular, compuestos orgánicos, con actividad
Redox, que contienen oxígeno y nitrógeno, tales como fenoles
divalentes y trivalentes, por ejemplo la hidroquinona, la
pirocatequina, la hidroxihidroquinona, el ácido gálico, la
floroglucina, el pirogalol o bien derivados de estas clases de
compuestos. También encuentran frecuente aplicación los compuestos
inorgánicos de tipo salino y de tipo complejo, tales como sales de
los metales Mn, Ti, Zr, Hf, V, Co y Ce. En este caso, son
preferentes las sales de los metales de transición, que se eligen
del grupo de las sales y/o de los complejos del manganeso y/o del
cobalto, de forma especialmente preferente de los complejos de
cobalto(amina), de los complejos de cobalto(acetato),
de los complejos de cobalto(carbonilo), de los cloruros del
cobalto o del manganeso y del sulfato de manganeso. Del mismo modo
pueden emplearse compuestos de cinc para impedir la corrosión de
los artículos fregados.
Los agentes de lavado, de conformidad con la
invención, pueden contener derivados del ácido
diaminoestilbendisulfónico o bien sus sales de metales alcalinos,
como abrillantadores ópticos. Son adecuadas, por ejemplo, las sales
del ácido
4,4'-bis(2-anilino-4-morfolino-1,3,5-triazinil-6-amino)estilben-2,2'-disulfónico
o compuestos estructurados del mismo modo, que porten un grupo
dietanolamino, un grupo metilamino, un grupo anilino o un grupo
2-metoxietilamino, en lugar del grupo morfolino.
Además, pueden estar presentes abrillantadores del tipo de los
difenilestirilos substituidos, por ejemplo las sales alcalinas del
4,4'-bis(2-sulfoestiril)-difenilo,
del
4,4'-bis(4-cloro-3-sulfoestiril)-difenilo,
o del
4-(4-cloroestiril)-4'-(2-sulfoestiril)-difenilo.
También pueden emplearse mezclas de los abrillantadores
precedentemente citados.
Los productos finales del procedimiento
correspondientes al procedimiento de conformidad con la invención
no solamente pueden mezclarse con agentes de lavado o de limpieza en
forma de partículas sino que también pueden encontrar aplicación en
las tabletas de agentes de lavado o de limpieza. De manera
sorprendente, se mejora la solubilidad de tales tabletas mediante
el empleo de los productos finales del procedimiento
correspondientes al procedimiento de conformidad con la invención
en comparación con las tabletas de igual dureza y de composición
idéntica, que no contengan productos finales del procedimiento de
conformidad con la invención. Otro objeto de la presente invención
consiste, por lo tanto, en el empleo de los productos finales del
procedimiento correspondientes al procedimiento de conformidad con
la invención para la obtención de agentes de lavado, especialmente
de tabletas de agentes de lavado.
La obtención de tales tabletas con empleo de los
productos finales del procedimiento según la invención se describe
a continuación.
La obtención de los cuerpos moldeados con
actividad de lavado y de limpieza se lleva a cabo mediante el empleo
de presión sobre una mezcla a ser prensada, que se encuentre en una
cavidad hueca de una prensa. En el caso más sencillo de la
obtención de los cuerpos moldeados, que se denominará a continuación
entabletado, para simplificar, se prensa directamente la mezcla que
debe ser entabletada, es decir sin granulación previa. Las ventajas
de este entabletado, denominado directo, consisten en su aplicación
sencilla y económica, puesto que no se requiere ninguna otra etapa
del procedimiento y, por lo tanto, tampoco ninguna otra instalación.
Estas ventajas se enfrentan también a inconvenientes. De este modo,
una mezcla pulverulenta, que deba ser entabletada directamente,
debe tener una capacidad de deformación plástica suficiente y debe
presentar buenas propiedades de fluencia, además no debe presentar
durante el almacenamiento, el transporte y el relleno de las
matrices, tendencia a la disgregación. Estas tres condiciones
previas solo pueden controlarse de una manera extraordinariamente
difícil en muchas mezclas de substancias, de manera que el
entabletado directo no se aplica frecuentemente, de manera especial
en el caso de la obtención de tabletas de agentes de lavado y de
limpieza. La vía usual para la obtención de las tabletas de agentes
de lavado y de limpieza parte, por lo tanto, de componentes
pulverulentos ("partículas primarias") que se aglomeran o bien
se granulan mediante procedimientos adecuados para dar partículas
secundarias con un diámetro mayor de las partículas. Estos
granulados o mezclas de diversos granulados se mezclan entonces con
los aditivos individuales pulverulentos y se envían al entabletado.
Esto significa, en el ámbito de la presente invención, que los
productos finales del procedimiento, correspondientes al
procedimiento, de conformidad con la invención, pueden elaborarse
para dar una mezcla previa, con otros componentes, que pueden
presentarse, también, en forma granulada.
Como paso previo al prensado de la mezcla
previa, en forma de partículas, para dar los cuerpos moldeados de
los agentes de lavado y de limpieza puede "espolvorearse" la
mezcla previa con agentes finamente divididos para el tratamiento
superficial. Esto puede ser ventajoso para las características y las
propiedades físicas tanto de la mezcla previa (almacenamiento,
prensado) así como, también, para los cuerpos moldeados acabados de
los agentes de lavado y de limpieza. Los agentes para el espolvoreo
finamente divididos son conocidos desde hace tiempo en el estado de
la técnica, empleándose, la mayoría de las veces, zeolitas,
silicatos u otras sales inorgánicas. Sin embargo, la mezcla previa
se "espolvorea" con zeolita finamente dividida, siendo
preferentes las zeolitas del tipo de la faujasita. En el ámbito de
la presente invención el concepto de "zeolita del tipo
faujasita" caracteriza las tres zeolitas que forman el subgrupo
de la faujasita del grupo estructural de la zeolita 4 (véase la
publicación de Donald W. Breck: "Zeolite Molecular Sieves",
John Wiley & Sons, New York, Londres, Sydney, Toronto, 1974,
página 92). Además de la zeolita X pueden emplearse también por lo
tanto la zeolita Y así como la faujasita y las mezclas de estos
compuestos, siendo preferente la zeolita X pura.
De la misma manera, pueden emplearse como
agentes para el espolvoreo mezclas o cocristalizados de zeolitas
del tipo faujasita con otras zeolitas, que no tienen que pertenecer
obligatoriamente al grupo estructural de la zeolita 4, siendo
ventajoso que al menos el 50% en peso del agente para el espolvoreo
esté constituido por una zeolita del tipo faujasita.
Son preferentes los cuerpos moldeados de los
agentes de lavado y de limpieza, en el ámbito de la presente
invención, que estén constituidos por una mezcla previa en forma de
partículas, que contenga los componentes granulares y los productos
pulverulentos añadidos ulteriormente, siendo el componente o bien
uno de los componentes pulverulentos, añadidos ulteriormente, una
zeolita del tipo faujasita con un tamaño de las partículas por
debajo de 100 \mum, preferentemente por debajo de 10 \mum y,
especialmente, por debajo de 5 \mum y que constituya al menos el
0,2% en peso, preferentemente al menos el 0,5% en peso y,
especialmente, mas del 1% en peso de la mezcla previa prensada.
Además de los productos finales del
procedimiento, de conformidad con la invención, las mezclas previas,
que deben ser prensadas, pueden contener, de manera adicional, uno
o varios productos del grupo constituido por los agentes de
blanqueo, los activadores de blanqueo, los enzimas, los agentes para
ajustar el pH, los productos odorizantes, los soportes para los
perfumes, los agentes de fluorescencia, los colorantes, los
inhibidores de la espuma, los aceites de silicona, los agentes
antirredeposición, los abrillantadores ópticos, los inhibidores del
agrisado, los inhibidores del corrido de los colores y los
inhibidores de la corrosión. Estos productos se han sido descritos
precedentemente.
La obtención de los cuerpos moldeados de
conformidad con la invención se lleva a cabo, en primer lugar,
mediante el mezclado en seco de los componentes, que pueden estar
total o parcialmente pregranulados y, a continuación, moldeado,
especialmente prensado para dar tabletas, pudiéndose utilizar
procedimientos tradicionales. Para la obtención de los cuerpos
moldeados, de conformidad con la invención, se compacta la mezcla
previa en una denominada matriz entre dos troqueles para dar un
cuerpo comprimido sólido. Este proceso, que se denominará a
continuación abreviadamente como entabletado, está constituido por
cuatro etapas: dosificación, compactado (deformación elástica),
deformación plástica y expulsión.
En primer lugar se introduce la mezcla previa en
la matriz, determinándose la cantidad de carga y, por lo tanto, el
peso y la forma del cuerpo moldeado formado, mediante la posición
del troquel inferior y la forma del útil de prensado. Se consigue
un dosificado constante, incluso en el caso de elevadas cadencias de
cuerpos moldeados, preferentemente de cuerpos moldeados,
preferentemente por medio de un dosificado volumétrico de la mezcla
previa. En el desarrollo ulterior del entabletado, el troquel
superior hace contacto físico con la mezcla previa y desciende
adicionalmente en el sentido del troquel inferior. Durante este
compactado se comprimen estrechamente entre sí las partículas de la
mezcla previa, disminuyendo de manera continua el volumen vacío
dentro de la carga entre los troqueles. A partir de una determinada
posición del troquel superior (y, por lo tanto, a partir de una
determinada presión sobre la mezcla previa) comienza la deformación
plástica, a la que fluyen conjuntamente las partículas y se produce
la formación del cuerpo moldeado. Así mismo, de acuerdo con las
propiedades físicas de la mezcla previa, se comprime una parte de
las partículas de la mezcla previa y se produce, a elevadas
presiones, un sinterizado de la mezcla previa. A medida que aumenta
la velocidad de prensado, es decir con elevadas cadencias, se
reducirá cada vez mas la fase de la deformación elástica, de manera
que los cuerpos moldeados formados pueden presentar cavidades huecas
más o menos grandes. En la última etapa del entabletado se expulsa
de la matriz el cuerpo moldeado acabado, por el troquel inferior y
es transportado por medio de dispositivos de transporte
subsiguientes. En este instante se ha fijado definitivamente tan
solo el peso del cuerpo moldeado, puesto que la pieza prensada en
bruto puede modificar todavía su forma y tamaño debido a procesos
físico (contracción, efecto cristalográfico, refrigeración,
etc.).
El entabletado se lleva a cabo en prensas
usuales para el entabletado que, en principio, pueden estar
equipadas con un troquel simple o con dos troqueles simples. En
este último caso no solamente se utiliza el troquel superior para
la generación de la presión, sino que también el troquel inferior se
mueve durante el proceso de prensado hacia el troquel superior,
mientras que el troquel superior es comprimido hacia abajo. Para
cantidades pequeñas de producción se emplean preferentemente
prensas entabletadoras excéntricas, en las cuales el o los
troqueles están fijados sobre un disco excéntrico, que por su parte
está montado sobre un eje con una determinada velocidad periférica.
El movimiento de este troquel de prensado puede compararse con la
forma de trabajo de un motor usual de cuatro tiempos. El prensado
puede llevarse a cabo respectivamente con un troquel superior y con
un troquel inferior, no obstante pueden fijarse también varios
troqueles en un disco excéntrico, ampliándose correspondientemente
el número de taladros de matriz. Las cadencias de las prensas
excéntricas varían según el tipo desde algunos cientos hasta, como
máximo, 3.000 tabletas por hora.
Para cadencias mayores se eligen prensas
entabletadoras circulares, en las cuales se ha dispuesto un número
mayor de matrices en forma circular sobre una mesa denominada de
matrices. El número de las matrices varía según el modelo entre 6 y
55, pudiéndose adquirir en el comercio también matrices mayores.
Cada matriz sobre la mesa de matrices está asociada con un troquel
superior y con un troquel inferior, pudiéndose generar a su vez la
compresión activamente solo mediante el troquel superior o bien
mediante el troquel inferior, así como también entre ambos
troqueles. La mesa de matrices y los troqueles se mueven alrededor
de un eje vertical común, llevándose los punzones, con ayuda de
trayectorias de levas en forma de rieles, durante el recorrido,
hasta la posición para el llenado, el compactado, la deformación
plástica y la expulsión. En aquellos puntos, en los que se requiera
una elevación o bien un descenso especialmente marcado del troquel
(cargado, compactado, expulsión), se refuerzas estas trayectorias
de levas mediante piezas adicionales para baja presión, rieles de
descenso y trayectorias de ascenso. La carga de las matrices se
lleva a cabo por medio de un dispositivo de alimentación dispuesto
de forma fija, la denominada zapata de relleno, que está en
comunicación con un recipiente de almacenamiento para la mezcla
previa. La presión de compresión sobre la mezcla previa puede
ajustarse individualmente mediante la trayectoria de prensado para
el troquel superior y para el troquel inferior, llevándose a cabo
la generación de la presión mediante la rodadura de las cabezas del
mango del troquel sobre rodillos compresores ajustables.
Las prensas circulares pueden estar dotadas
también con dos zapatas de carga para aumentar la cadencia,
teniéndose que recorrer únicamente un semicírculo para la obtención
de una tableta. Para la obtención de cuerpos moldeados con dos y
mas capas se dispondrán en serie varias zapatas de carga, sin que
sea expulsada la primera capa, ligeramente sobreprensada, antes que
se produzca el relleno adicional. Mediante una conducción adecuada
del proceso pueden fabricarse también de este modo tabletas
revestidas o con puntos, que tienen una constitución tipo cebolla,
no recubriéndose el lado superior del núcleo o bien de las capas del
núcleo, en el caso de las tabletas con puntos y, de este modo,
queda visible. Igualmente las prensas circulares para tabletas
pueden equiparse con útiles simples o múltiples, de manera que, por
ejemplo, puede utilizarse un círculo externo con 50 y un círculo
interno con 35 orificios, simultáneamente, para el prensado. Las
cadencias de las prensas modernas entabletadoras, circulares,
suponen mas de un millón de cuerpos moldeados por hora.
\vskip1.000000\baselineskip
En el caso del entabletado con prensas rotativas
se ha revelado, como ventajoso, llevar a cabo el entabletado con
variaciones del peso de las tabletas tan pequeñas como sea posible.
De este modo, pueden reducirse también las variaciones de dureza de
las tabletas. Pueden obtenerse pequeñas variaciones del peso de la
manara siguiente:
- \bullet
- empleo de insertos de material sintético con pequeñas tolerancias de espesor,
- \bullet
- bajo número de revoluciones del rotor,
- \bullet
- zapatas de carga grandes,
- \bullet
- ajuste del número de revoluciones de la zapata de carga con el número de revoluciones del rotor,
- \bullet
- zapata de carga con nivel de polvo constante,
- \bullet
- desembragado de la zapata de carga y del depósito de polvo.
\vskip1.000000\baselineskip
Para reducir la formación de depósitos sobre los
punzones pueden emplearse todos los recubrimientos antiadherentes
conocidos por la técnica. Son especialmente ventajosos los
recubrimientos de material sintético, inserciones de material
sintético o punzones de material sintético. Así mismo, se han
revelado como ventajosos los punzones giratorios, debiéndose
realizar los punzones superiores e inferiores de manera que sean
giratorios, siempre que sea posible. Por regla general, en el caso
de los punzones giratorios puede desistirse de una inserción de
material sintético. En este caso, deben someterse a un pulido
electrolítico las superficies de los punzones.
Se ha observado, además, que son ventajosos
tiempos de prensado prolongados. Estos pueden ajustarse con rieles
de compresión, con varios rodillos de compresión o con un bajo
número de revoluciones del rotor. Puesto que las variaciones de la
dureza de las tabletas son provocadas por las variaciones de las
fuerzas de compresión, deberán emplearse sistemas que limiten la
fuerza de compresión. En este caso, pueden emplearse punzones
elásticos, compensadores neumáticos o elementos elásticos en la
trayectoria de las fuerzas. También los rodillos de compresión
pueden realizarse de manera elástica.
Las máquinas de tableteado apropiadas en el
ámbito de la presente invención son adquiribles, a modo de ejemplo,
en las firmas Apparatebau Holzwarth GbR, Asperg, Wilhelm Fette GmbH,
Schwarzenbek, Hofer GmbH, Weil, Horn & Noack Pharmatechnik
GmbH, Worms, IMA Verpackungssysteme GmbH Viersen, KILIAN, Colonia,
KOMAGE, Kell am See, KORSCH Pressen GmbH, Berlín, así como Romaco
GmbH, Worms. Otros suministradores son, por ejemplo, Dr. Herbert
Pete, Viena (AU), Mapag Maschinenbau AG, Berna (CH), Manesty,
Liverpool (GB), I. Holand Ltd. Nottingham (GB), Courtoy N. V.,
Halle (BE/LU) así como Mediopharm Kamnik (SI). A modo de ejemplo, es
especialmente apropiada la prensa hidráulica de doble presión HPF
630 de la firma LAEIS, D. Los útiles de entabletado pueden
adquirirse, por ejemplo, en las firmas Adams Tablettierwekzeuge,
Dresde, Wilhelm Fett GmbH, Schwarzenbek, Klaus Hammer, Solingen,
Herben & Söhne GmbH, Hofer GmbH, Weil, Hern & Noack,
Pharmatechnik GmbH, Worms, Ritter Pharmatechnik GmbH, Hamburgo,
Romaco, GmbH, Worms y Notter Werkzeugbau, Tamm. Otros
suministradores son, por ejemplo, las firmas Senss AG, Reinach (CH)
y Medicopharm, Kamnik (SI).
En este caso, se pueden acabar los cuerpos
moldeados con una forma geométrica predeterminada y con un tamaño
predeterminado, estando constituidos siempre por varias fases, es
decir capas, incrustaciones o núcleos y anillos. Como formas
geométricas entran en consideración prácticamente todas las
configuraciones manejables de modo razonable, es decir, a modo de
ejemplo la configuración como placa, la forma de varilla, o bien de
barra, de cubo, de paralelepípedo, y elementos geométricos
correspondientes con superficies laterales lisas, así como, en
especial, configuraciones cilíndricas con sección transversal
circular u ovalada. Esta última configuración comprende, en este
caso, la forma de presentación desde las tabletas hasta las piezas
cilíndricas compactas con una relación entre la altura respecto y
el diámetro mayor que 1.
Las piezas prensadas en bruto, en porciones,
pueden estar configuradas en este caso, respectivamente como
elementos individuales separados entre si, que corresponden a una
cantidad predeterminada para el dosificado de los agentes de lavado
y de limpieza. Del mismo modo, es posible configurar piezas
prensadas en bruto que reúnan en una pieza prensada en bruto una
pluralidad de tales unidades másicas, habiéndose previsto una
posibilidad fácil de separación de las unidades distribuidas en
porciones, más pequeñas, por medio de punto teóricos de rotura,
predeterminados. Para el empleo de los agentes para el lavado de los
textiles en máquinas del tipo usual en Europa con mecanismo
dispuesto en posición horizontal, puede ser preferente la
configuración de las piezas prensadas en bruto, distribuidas en
porciones, en forma de tabletas, de forma cilíndricas o de cubo,
siendo preferente una relación diámetro/altura en el intervalo
comprendido entre aproximadamente 0,5 : 2 y 2 : 0,5. Las prensas
hidráulicas, las prensas excéntricas o las prensas circulares
usuales en el comercio, son dispositivos adecuados especialmente
para la obtención de tales piezas prensadas en bruto
La forma geométrica, de otra forma de
realización de los cuerpos moldeados, está adaptada en sus
dimensiones a la cámara del agua de alimentación de las lavadoras
domésticas usuales en el comercio, de modo que se pueden
introducir, sin dosificación, los cuerpos moldeados directamente en
la cámara del agua de alimentación, donde se disuelven durante el
proceso de alimentación del agua. No obstante, naturalmente también
es posible sin problema el empleo de cuerpos moldeados de agentes
de lavado a través de un dispositivo auxiliar para el
dosificado.
Otro cuerpo moldeado, preferente, que puede ser
fabricado, tiene una estructura en forma de placa o de tableta con
segmentos alternativos gruesos, largos, y delgados, cortos, de modo
que puedan romperse segmentos individuales de esta "onza" en
puntos teóricos de rotura, que representan los segmentos delgados,
cortos, y pueden ser introducidos en la máquina. Este principio del
agente de lavado como cuerpo moldeado "en forma de onza" puede
realizarse también según otras formas geométricas, por ejemplo
triángulos verticales, que únicamente están unidos entre sí por uno
de sus lados longitudinales.
No obstante, es posible también que no se
prensen de manera unitaria los componentes diversos sino que se
fabriquen cuerpos moldeados que presenten varias capas, es decir, al
menos, dos capas. En este caso, es posible también que estas
diferentes capas presenten velocidades diferentes de disolución. De
aquí pueden resultar propiedades ventajosas desde el punto de vista
de aplicación industrial de los cuerpos moldeados. Cuando estén
contenidos, por ejemplo, componentes en los cuerpos moldeados que se
influyan negativamente entre sí, será posible integrar uno de los
componentes en la capa de disolución rápida y la incorporación del
otro componente en una capa de disolución mas lenta, de manera que
el primero de los componentes haya reaccionado ya cuando se
disuelva el segundo. La constitución de las capas de los cuerpos
moldeados puede llevarse a cabo, en este caso, tanto de manera
apilada, llevándose a cabo ya un proceso de disolución de la o de
las capas internas en los bordes del cuerpo moldeado, cuando las
capas externas no estén disueltas todavía por completo, no obstante
puede conseguirse también un revestimiento completo de las o de las
capas internas mediante la o las otras capas correspondientes,
situadas en el exterior, lo que conduce a impedir la disolución
prematura de los componentes de la o de las capas internas.
En otra forma de realización preferente de la
invención, un cuerpo moldeado está constituido al menos por tres
capas, es decir dos capas externas y al menos una capa interna,
estando contenido al menos en una de las capas internas un agente
de blanqueo de tipo peroxi, mientras que en el caso de los cuerpos
moldeados de forma estratificada las dos capas de cobertura y, en
el caso de los cuerpos moldeados en forma revestida, las capas
externas están exentas de agente de blanqueo de tipo peroxi. Además
es posible también separar espacialmente entre sí en un cuerpo
moldeado los agentes de blanqueo de tipo peroxi y los activadores de
blanqueo, presentes en caso dado y/o los enzimas. Tales cuerpos
moldeados, con varias capas, presentan la ventaja de que no
solamente pueden emplearse a través de una cámara de alimentación
del agua o a través de un dispositivo dosificador, que desemboca en
el baño de lavado, por el contrario es posible también en aquellos
casos, introducir en la máquina el cuerpo moldeado en contacto
directo con los textiles sin que sean de temer manchas debidas al
agente de blanqueo y similares.
Efectos similares pueden conseguirse mediante el
recubrimiento ("coating") de los componentes individuales de
la composición a ser prensada de los agentes de lavado y de limpieza
o del conjunto del cuerpo moldeado. De este modo pueden
pulverizarse los cuerpos a ser recubiertos, por ejemplo, con
soluciones o emulsiones acuosas o pueden recibir un recubrimiento
mediante el procedimiento de recubrimiento en fusión.
Tras el prensado, los cuerpos moldeados de los
agentes de lavado y de limpieza presentan una alta estabilidad. Se
puede determinar la resistencia a la rotura de cuerpos moldeados
cilíndricos a través de la magnitud de medida de la carga a la
rotura diametral. Ésta puede determinarse según
En este caso, \sigma representa la carga a la
rotura diametral (diametral fracture stress, DFS) en Pa, P es la
fuerza en N, que conduce a la presión ejercida sobre el cuerpo
moldeado, que provoca la rotura del cuerpo moldeado, D es el
diámetro de cuerpo moldeado en metros, y t es la altura del cuerpo
moldeado.
Claims (21)
1. Procedimiento para la obtención de granulados
de tensioactivos que contienen adyuvantes mediante la neutralización
de mezclas de ácidos tensioactivos aniónicos y de ácidos adyuvantes
con agentes de neutralización sólidos, según el cual se pone o se
ponen en contacto los ácidos citados con el o con los agentes de
neutralización sólidos, caracterizado porque la proporción
en peso entre el o los ácidos adyuvantes y el o los ácidos
tensioactivos aniónicos en la mezcla ácida, que debe ser
neutralizada, se encuentra entre 1 : 500 y 50 : 1 y el o los ácidos
adyuvantes se presenta o se presentan suspendidos en el o en los
ácidos tensioactivos aniónicos y el o los ácidos adyuvantes
presentan un tamaño de partícula por debajo de 200 \mum.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la proporción en peso entre el o los
ácidos adyuvantes y el o los ácidos tensioactivos aniónicos en la
mezcla ácida, que debe ser neutralizada, se encuentra entre 1 : 400
y 1 : 10, de manera preferente entre 1 : 250 y 1 : 15, de manera
especialmente preferente entre 1 : 100 y 1 : 20 y, de manera
especial, entre 1 : 75 y 1 : 25.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque se emplean como
tensioactivo aniónico en forma ácida uno o varios productos del
grupo formado por los ácidos carboxílicos, los semiésteres del
ácido sulfúrico y los ácidos sulfónicos, preferentemente del grupo
formado por los ácidos grasos, los ácidos alquilsulfúricos grasos y
los ácidos alquilarilsulfónicos, y mezclas de estos ácidos.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se emplean como
tensioactivo aniónico en forma ácida los ácidos
alquilbencenosulfónicos con 8 hasta 18 átomos de carbono, de manera
preferente con 9 hasta 18 átomos de carbono.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como ácidos
adyuvantes se emplean uno o varios productos del grupo formado por
el ácido cítrico, el ácido tartárico, el ácido succínico, el ácido
malónico, el ácido adípico, el ácido maleico, el ácido fumárico, el
ácido oxálico, el ácido glucónico y/o el ácido nitrilotriacético,
el ácido asparagínico, el ácido etilendiaminotetraacético, el ácido
aminotrimetilenfosfónico, el ácido hidroxietanodifosfónico y/o del
grupo de los ácidos poliasparagínicos, de los ácidos poliacrílicos
y los ácidos polimetacrílicos así como sus copolímeros.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se aportan a la
mezcla formada por el o por los ácidos adyuvantes y por el o por
los ácidos tensioactivos aniónicos, como paso previo a la
neutralización, otros componentes de los agentes de lavado o de
limpieza, preferentemente uno o varios tensioactivos no iónicos, de
manera preferente en cantidades comprendidas entre un 5 y un 90% en
peso, de manera especialmente preferente comprendidas entre un 25 y
un 80% en peso y, de manera especial, comprendidas entre un 30 y un
70% en peso, referido respectivamente al peso de la mezcla a la que
se añade el agente de neutralización.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el o los ácidos
adyuvantes está o están presentes suspendidos en el o en los ácidos
tensioactivos aniónicos y el o los ácidos adyuvantes presentan un
tamaño de partícula por debajo de 150 \mum y, de manera especial,
por debajo de 100 \mum.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la mezcla
formada por el o los ácidos adyuvantes y por el o los ácidos
tensioactivos aniónicos se impulsan con un medio gaseoso y se
transforman en espuma con ayuda del medio gaseoso y la espuma
formada se añade a continuación sobre un lecho de productos sólidos
dispuesto de antemano en un mezclador.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque la cantidad de gas, empleada para la
formación de la espuma, corresponde a una hasta trescientas veces,
de manera preferente a cinco hasta doscientas veces y, de manera
especial, a diez hasta cien veces el volumen de la cantidad de la
mezcla que debe ser transformada en espuma, constituida por el o
los ácidos adyuvantes y por el o los ácidos tensioactivos aniónicos
así como, en caso dado, otros componentes opcionales.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 8 o 9, caracterizado porque como medio
gaseoso se emplea el aire.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la espuma que
contiene tensioactivos presenta una densidad por debajo de 0,80
gcm^{-3}, de manera preferente comprendida entre 0,10 y 0,60
gcm^{-3} y, de manera especial, comprendida entre 0,30 y 0,55
gcm^{-3}.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque la espuma que
contiene tensioactivos presenta tamaños medios de los poros por
debajo de 10 mm, de manera preferente por debajo de 5 mm y, de
manera especial, por debajo de 2 mm.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el agente de
neutralización sólido abarca el carbonato de sodio, que reacciona,
al menos en parte, para dar bicarbonato de sodio, tomando la
relación entre las proporciones en peso del carbonato de sodio y el
bicarbonato de sodio en los productos finales del procedimiento, de
manera preferente, un valor de 2 : 1 o por encima del mismo, siendo
especialmente preferente el intervalo comprendido entre 50 : 1 y 2
: 1, de manera preferente comprendido entre 40 : 1 y 2,1 : 1, de
manera especialmente preferente comprendido entre 35 : 1 y 2,2 : 1
y, de manera especial, comprendido entre 30 : 1 y 2,25 : 1.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el agente de
neutralización sólido comprende, además, uno o varios productos del
grupo formado por el hidróxido de sodio, el sesquicarbonato de
sodio, el hidróxido de potasio y/o el carbonato de potasio.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el lecho de
productos sólidos contiene, además, productos sólidos del grupo
formado por los silicatos, los aluminosilicatos, los sulfatos, los
citratos y/o los fosfatos.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el contenido en
bicarbonato de sodio en los productos finales del procedimiento se
encuentra comprendido entre un 0,5 y un 40% en peso, de manera
preferente entre un 3 y un 30% en peso, de manera especialmente
preferente entre un 5 y un 25% en peso y, de manera especial, entre
un 10 y un 20% en peso, respectivamente referido al peso de los
productos finales del procedimiento.
17. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque se mantiene la
temperatura durante el procedimiento por debajo de 100ºC, de manera
preferente por debajo de 80ºC, de manera especialmente preferente
por debajo de 60ºC y, de manera especial, por debajo de 50ºC.
18. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque la mezcla
constituida por el o los ácidos tensioactivos aniónicos y por el o
los ácidos adyuvantes presenta una temperatura, en el momento de la
adición al lecho de productos sólidos, comprendida entre 15 y 70ºC,
de manera preferente comprendida entre 20 y 60ºC, de manera
especialmente preferente comprendida entre 25 y 55ºC y, de manera
especial, comprendida entre 40 y 50ºC.
19. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque el
procedimiento se lleva a cabo en un lecho fluidificado y la
temperatura del aire entrante se encuentra comprendida entre 10 y
180ºC, de manera preferente comprendida entre 20 y 120ºC, de manera
especialmente preferente comprendida entre 20 y 80ºC y, de manera
especial, comprendida entre 20 y 40ºC.
20. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque el
procedimiento se lleva a cabo en un mezclador, y se verifica una
maduración final del producto, a continuación, en un lecho
fluidificado con una temperatura del aire entrante comprendida
entre 10 y 180ºC, de manera preferente comprendida entre 20 y
120ºC, de manera especialmente preferente comprendida entre 20 y
80ºC y, de manera especial, comprendida entre 20 y 40ºC.
21. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque el peso a
granel de los productos finales del procedimiento está comprendido
entre 300 y 1.000 g/l, de manera preferente entre 350 y 800 g/l, de
manera especialmente preferente entre 400 y 700 g/l y, de manera
especial, está comprendido entre 400 y 550 g/l.
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