ES2988139T3

ES2988139T3 - Tensioactivos aniónicos líquidos solidificantes

Info

Publication number: ES2988139T3
Application number: ES19704180T
Authority: ES
Inventors: Wendy Lo; Erik C Olson; Jon D Hansen; Katherine J Molinaro; Corey Rosenthal
Original assignee: Ecolab USA Inc
Current assignee: Ecolab USA Inc
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2024-11-19
Anticipated expiration: 2039-01-28
Also published as: US20190233772A1; AU2021221918B2; AU2023219801B2; AU2019212823B2; AU2023219801A1; BR112020015098A2; CN111655830A; US20220282191A1; US12359147B2; MX2025004311A; EP4711437A2; EP4421156B1; JP7485606B2; US20250297196A1; CA3089557C; EP3743493C0; AU2019212823A1; CA3167784A1; JP7742906B2; US20240084228A1

Abstract

La invención se refiere a la solidificación de tensioactivos aniónicos líquidos con un aglutinante, un portador o ambos, aglutinante y portador, para formar una composición de tensioactivo solidificada. En particular, la invención se refiere a la solidificación de tensioactivos líquidos utilizando uno o más dispositivos de secado, en donde la composición de alimentación contiene al menos un tensioactivo líquido y el aglutinante, portador o aglutinante y portador para formar una composición de tensioactivo solidificada. Las composiciones de tensioactivo solidificadas pueden ser útiles en diversas composiciones de limpieza. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Tensioactivos aniónicos líquidos solidificantes

Campo de la invención

La invención se refiere a la solidificación de tensioactivos aniónicos líquidos con un aglutinante, un portador o tanto un aglutinante como un portador. En particular, la invención se refiere a la solidificación de tensioactivos líquidos de sulfato y/o sulfonato utilizando dispositivo(s) de secado, en donde la composición de alimentación contiene al menos un tensioactivo y un aglutinante soluble en agua, un portador o tanto el aglutinante como el portador.

Antecedentes de la invención

Varios tensioactivos aniónicos están disponibles sólo en forma líquida. Es deseable proporcionar muchos de estos tensioactivos en forma sólida para fabricar composiciones de limpieza sólidas. Debido a que muchos de estos tensioactivos sólo están disponibles en forma líquida, no se pueden incorporar fácilmente en formulaciones sólidas o están limitados en la concentración activa que se puede incluir en la formulación.

En el pasado se han realizado intentos para incluir determinados tensioactivos aniónicos líquidos en forma sólida; sin embargo, éstas han sido en gran medida infructuosas por diversas razones. Ha habido una incapacidad para convertir sulfatos y sulfonatos líquidos en tensioactivos sólidos mientras se mantiene la eficacia de los tensioactivos. Esto resulta en un rendimiento menos conveniente de las composiciones de limpieza sólidas. Otro problema ha sido que con frecuencia se ha descubierto que los tensioactivos de tipo sulfato y sulfonato solidificados son pegajosos y, por lo tanto, adolecen de apelmazamiento, compactación y aglomeración, lo que ha dificultado el envasado, el almacenamiento, la dosificación adecuada y la dispersión en un proceso de fabricación. Además, algunos métodos para solidificar tensioactivos de sulfato y sulfonato líquidos han requerido cantidades sustanciales de aglutinante y/o portador, reduciendo así la concentración activa del tensioactivo en el producto final. Otros esfuerzos para solidificar los tensioactivos líquidos se han realizado mediante el uso de compuestos que no son suficientemente solubles en agua, por ejemplo, que tienen una solubilidad de aproximadamente 0,2 g/l o menos a 20 °C, tal como la sílice ahumada; esto es problemático tanto para la formulación como para el uso final final, que normalmente se encuentra en el agua. El documento US 2012/0058266 A1 se refiere a un proceso para fabricar partículas de detergente que comprende las etapas de formar una mezcla de tensioactivos líquidos que comprende al menos un 51 % en peso de alquilbenceno sulfonato lineal y al menos un cotensioactivo, secar la mezcla de tensioactivos líquidos en un evaporador o secador, alimentar el material enfriado y seco a una extrusora para formar partículas de detergente duro y, opcionalmente, recubrir las partículas con un material de recubrimiento. Por lo tanto, existe la necesidad de mejora.

Por consiguiente, un objetivo de la invención reivindicada es desarrollar composiciones de sulfato solidificado a partir de tensioactivos de sulfato líquidos.

Otro objeto más de la invención es proporcionar composiciones tensioactivas de sulfato solidificado que fluyan libremente.

Otros objetos, ventajas y características de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción.

Descripción detallada de la realización preferida

La presente invención se refiere a composiciones tensioactivas líquidas solidificadas tal como se definen en la reivindicación 1. Las composiciones tensioactivas solidificadas tienen muchas ventajas sobre las formulaciones existentes, que incluyen los mismos tensioactivos que los tensioactivos en forma líquida, lo que ha dificultado o prohibido su uso en ciertos tipos de formulaciones sólidas, incluyendo, pero sin limitarse a, sólidos prensados. Por ejemplo, determinados sulfatos y sulfonatos se encuentran en forma líquida y actualmente están limitados por los principios activos sólidos disponibles comercialmente. La conversión de tensioactivos líquidos en composiciones tensioactivas solidificadas permite su uso en concentraciones más altas en composiciones sólidas y amplía su utilidad en formulaciones sólidas. Inesperadamente, se ha descubierto que la solidificación de los tensioactivos de sulfato y sulfonato líquidos en las composiciones tensioactivas solidificadas proporciona un rendimiento sustancialmente similar con respecto a las propiedades de eliminación de espuma y suciedad, lo que es un indicador del buen rendimiento global del tensioactivo. Esto demuestra la utilidad de las composiciones tensioactivas solidificadas en composiciones de limpieza sólidas, que incluyen, pero no se limitan a, sólidos prensados.

Debe entenderse que toda la terminología que se usa en la presente memoria tiene el propósito de describir solo realizaciones particulares, y no pretende ser limitante de ninguna manera o alcance. Por ejemplo, como se usa en esta especificación y las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares “ un” , “ una” y “ el/la/los/las” pueden incluir referentes plurales a menos que el contenido lo indique claramente de cualquier otra manera. Adicionalmente, todas las unidades, prefijos, y símbolos pueden denotarse en su forma aceptada por el SI.

Los intervalos numéricos que se mencionan dentro de la descripción son inclusivos de los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido. A lo largo de esta descripción, diversos aspectos de esta invención se presentan en un formato de intervalo. Debe entenderse que la descripción en formato de intervalo es simplemente por conveniencia y brevedad y no debe interpretarse como una limitación inflexible al alcance de la invención. Consecuentemente, debe considerarse que la descripción de un intervalo tiene descritos específicamente todos los subintervalos posibles, fracciones y valores numéricos individuales dentro de ese intervalo. Por ejemplo, debe considerarse que la descripción de un intervalo tal como de 1 a 6 tiene descritos específicamente subintervalos tales como de 1 a 3, de 1 a 4, de 1 a 5, de 2 a 4, de 2 a 6, de 3 a 6, etc., así como números individuales dentro de ese intervalo, por ejemplo, 1, 2, 3, 4, 5, y 6, y decimales y fracciones, por ejemplo, 1,2, 3,8, 11^ y 4%. Esto se aplica independientemente de la amplitud del intervalo.

Para que la presente invención se pueda entender más fácilmente, primero se definen determinados términos. A menos que se defina de cualquier otra manera, todos los términos técnicos y científicos que se usan en la presente memoria tienen el mismo significado que entiende comúnmente un experto en la técnica a la que pertenecen las realizaciones de la invención. Muchos métodos y materiales similares, modificados, o equivalentes a aquellos que se describen en la presente memoria pueden usarse en la práctica de las realizaciones de la presente invención sin experimentación excesiva, los materiales y métodos preferidos se describen en la presente memoria. Al describir y reivindicar las realizaciones de la presente invención, se usará la siguiente terminología según las definiciones que se establecen a continuación.

El término “ activos” o “ activos en porcentaje” o “ porcentaje de activos en peso” o “ concentración de activos” se usan indistintamente en la presente memoria y se refieren a la concentración de aquellos ingredientes implicados en la limpieza expresada como un porcentaje menos los ingredientes inertes, tales como el agua o las sales.

Tal como se usa en la presente memoria, el término “ alquilo” o “ grupos alquilo” se refiere a hidrocarburos saturados que tienen uno o más átomos de carbono, que incluyen grupos alquilo de cadena lineal (por ejemplo, metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, etc.), grupos alquilo cíclicos (o grupos “ cicloalquilo” o “ alicíclicos” o “ carbocíclicos” ) (por ejemplo, ciclopropilo, ciclopentilo, ciclohexilo, cicloheptilo, ciclooctilo, etc.), grupos alquilo de cadena ramificada (por ejemplo, isopropilo, terc-butilo, sec-butilo, isobutilo, etc.) y grupos alquilo sustituidos con alquilo (por ejemplo, grupos cicloalquilo sustituidos con alquilo y grupos alquilo sustituidos con cicloalquilo).

A menos que se especifique lo contrario, el término “ alquilo” incluye tanto “ alquilos no sustituidos” como “ alquilos sustituidos” Tal como se usa en la presente memoria, el término “ alquilos sustituidos” se refiere a grupos alquilo que tienen sustituyentes que reemplazan uno o más hidrógenos en uno o más carbonos de la estructura principal de hidrocarburos. Dichos sustituyentes pueden incluir, por ejemplo, grupos alquenilo, alquinilo, halógeno, hidroxilo, alquilcarboniloxi, arilcarboniloxi, alcoxicarboniloxi, ariloxi, ariloxicarboniloxi, carboxilato, alquilcarbonilo, arilcarbonilo, alcoxicarbonilo, aminocarbonilo, alquilaminocarbonilo, dialquilaminocarbonilo, alquiltiocarbonilo, alcoxilo, fosfato, fosfonato, fosfinato, ciano, amino (incluidos alquilamino, dialquilamino, arilamino, diarilamino y alquilarilamino), acilamino (incluidos alquilcarbonilamino, arilcarbonilamino, carbamoílo y ureido), imino, sulfhidrilo, alquiltio, ariltio, tiocarboxilato, sulfatos, alquilsulfinilo, grupos sulfonatos, sulfamoílo, sulfonamido, nitro, trifluorometilo, ciano, azido, heterocíclico, alquilarilo o aromáticos (incluido heteroaromático).

En algunas realizaciones, los alquilos sustituidos pueden incluir un grupo heterocíclico. Como se usa en la presente memoria, el término “ grupo heterocíclico” incluye estructuras de anillo cerrado análogas a los grupos carbocíclicos en los cuales uno o más de los átomos de carbono en el anillo es un elemento distinto de carbono, por ejemplo, nitrógeno, azufre u oxígeno. Los grupos heterocíclicos pueden ser saturados o insaturados. Los grupos heterocíclicos ilustrativos incluyen, pero no se limitan a, aziridina, óxido de etileno (epóxidos, oxiranos), tiirano (episulfuros), dioxirano, azetidina, oxetano, tietano, dioxetano, ditietano, ditietina, azolidina, pirrolidina, pirrolina, oxolano, dihidrofurano, y furano.

Un “ agente antirredeposición” se refiere a un compuesto que ayuda a mantener la suspensión en agua en lugar de la redeposición sobre el objeto que se limpia. Los agentes antirredeposición son útiles en la presente invención para ayudar a reducir la redeposición de la suciedad eliminada sobre la superficie que se limpia.

Como se usa en la presente memoria, el término “ limpieza” se refiere a un método usado para facilitar o ayudar en la eliminación de suciedad, blanqueo, reducción de la población microbiana, y cualquiera de sus combinaciones.

El término “ ropa sucia” se refiere a elementos o artículos que se limpian en una lavadora de ropa. En general, la ropa sucia se refiere a cualquier elemento o artículo hecho de o que incluye materiales textiles, telas tejidas, telas no tejidas y tejidos de punto. Los materiales textiles pueden incluir fibras naturales o sintéticas tales como fibras de seda, fibras de lino, fibras de algodón, fibras de poliéster, fibras de poliamida tales como nailon, fibras acrílicas, fibras de acetato y mezclas de las mismas, incluidas mezclas de algodón y poliéster. Las fibras pueden ser tratadas o no tratadas. Las fibras tratadas ilustrativas incluyen aquellas tratadas para retardar la llama. Debe entenderse que el término “ lino” se usa a menudo para describir ciertos tipos de artículos de lavandería que incluyen sábanas, fundas de almohadas, toallas, mantelería, manteles, trapeadores y uniformes. La invención adicionalmente proporciona una composición y un método para tratar artículos y superficies que no son de lavandería, que incluyen superficies duras tales como platos, vasos, y otros artículos.

Como se usa en la presente descripción, el término “ polímero” generalmente incluye, pero no se limita a, homopolímeros, copolímeros, tales como, por ejemplo, copolímeros de bloques, de injerto, aleatorios y alternos, terpolímeros y “x” mers superiores, que incluye además sus derivados, combinaciones, y sus mezclas. Además, a menos que se limite específicamente de cualquier otra manera, el término “ polímero” incluirá todas las configuraciones isoméricas posibles de la molécula, incluyendo, entre otras, simetrías isotácticas, sindiotácticas y aleatorias, y sus combinaciones. Además, a menos que se limite específicamente de cualquier otra manera, el término “ polímero” incluirá todas las configuraciones geométricas posibles de la molécula.

Como se usa en la presente descripción, el término “ suelo” o “ mancha” se refiere a una sustancia aceitosa no polar que puede contener o no material particulado, tal como arcillas minerales, arena, materia mineral natural, negro de humo, grafito, caolín, polvo ambiental, etc.

Como se usa en la presente descripción, el término “ sustancialmente libre” se refiere a composiciones que carecen por completo del componente, o que tienen una cantidad tan pequeña del componente, que el componente no afecta al rendimiento de la composición. El componente puede estar presente como impureza o como contaminante y debe ser menor que a 0,5 % en peso. En otra realización, la cantidad del componente es menor que 0,1 % en peso y en otra realización más, la cantidad del componente es menor que 0,01 % en peso.

El término “ agente umbral” se refiere a un compuesto que inhibe la cristalización de los iones de la dureza del agua de la solución, pero que no necesita formar un complejo específico con el ion de la dureza del agua. Los agentes umbral incluyen, pero no se limitan a, un poliacrilato, un polimetacrilato, un copolímero olefínico/maleico, y similares.

Como se usa en la presente memoria, el término “vajilla” , se refiere los artículos tales como utensilios para comer y cocinar, platos, y otras superficies duras tales como duchas, lavados, inodoros, bañeras, encimeras, ventanas, espejos, vehículos de transporte, y pisos. Como se usa en la presente memoria, el término “ lavado de vajilla” , se refiere al lavado, limpieza, o aclarado de vajilla. Vajilla también se refiere a artículos de plástico. Los tipos de plásticos que pueden limpiarse con las composiciones según la invención incluyen, pero no se limitan a, los que incluyen polímeros de polipropileno (PP), polímeros de policarbonato (PC), resinas de melamina formaldehído o resina de melamina (melamina), polímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) y polímeros de polisulfona (PS). Otros plásticos ilustrativos que pueden limpiarse utilizando los compuestos y composiciones de la invención incluyen el tereftalato de polietileno (PET) y la poliamida de poliestireno.

Los términos “ soluble en agua” y “ miscible en agua” , tal como se usan en la presente memoria, significan que el componente (por ejemplo, aglutinante o disolvente) es soluble o dispersable en agua a aproximadamente 20 °C a una concentración superior a aproximadamente 0,2 g/l, preferiblemente a aproximadamente 1 g/l o superior, más preferiblemente a 10 g/l o superior, y lo más preferiblemente a aproximadamente 50 g/l o superior.

Las expresiones “ porcentaje en peso” , “ % en peso” , “ por ciento por peso” , “ % por peso” , y variaciones de las mismas, como se usa en la presente memoria, se refieren a la concentración de una sustancia como el peso de esa sustancia dividido por el peso total de la composición y multiplicado por 100. Se entiende que, como se usa en la presente memoria, “ por ciento” , “ %” , y similares se pretende que sean sinónimos de “ por ciento en peso” , “ % en peso” , etc.

Las composiciones de la presente invención pueden comprender, consistir esencialmente en, o consistir en los componentes e ingredientes de la presente invención, así como otros ingredientes descritos en la presente memoria. Tal como se usa en la presente memoria, “ que consiste esencialmente en” significa que los métodos, sistemas, aparatos y composiciones pueden incluir etapas, componentes o ingredientes adicionales, pero sólo si las etapas, componentes o ingredientes adicionales no alteran materialmente las características básicas y nuevas de los métodos, sistemas, aparatos y composiciones reivindicados.

Métodos de solidificación de tensioactivos

El secado como función del proceso se utiliza para eliminar el líquido de un sistema líquido-sólido con el fin de producir un sólido seco. Si bien el líquido eliminado es generalmente agua, otros líquidos orgánicos pueden eliminarse mediante un proceso de secado. La selección de un dispositivo y/o configuración de secado depende del estado de la corriente de alimentación, la forma deseada del producto, la sensibilidad a la temperatura de la alimentación, además de las consideraciones generales de la mecánica de fluidos, la transferencia de calor y masa, la cinética química y las interacciones gas-sólido. La selección del equipo depende de las propiedades del material, las características de secado del material, la calidad del producto y la recuperación de polvo/solvente.

Los dispositivos de secado se clasifican normalmente de tres maneras. En primer lugar, el modo de funcionamiento del dispositivo/sistema de secado se clasifica como secado discontinuo o continuo. Generalmente, el secado discontinuo se emplea cuando las tasas de producción requeridas son 226.800 kg (500 libras) de producto seco por hora o menos. El secado continuo es favorable cuando se requieren más de 226.800 kg (500 libras) de producto seco por hora. En segundo lugar, los dispositivos de secado se clasifican según el modo de transferencia de calor para eliminar la humedad. Los secadores de calor directo (también conocidos como secadores adiabáticos o convectivos) ponen en contacto el material con gas caliente que se evapora y elimina la humedad. Cuando se utilizan en un modo de funcionamiento continuo, las corrientes de gas pueden diseñarse para que estén en contracorriente, concurrente o en flujo cruzado con el material. Los secadores de calor indirecto (también conocidos como secadores no adiabáticos) proporcionan calor por conducción o radiación desde una superficie caliente. Estos secadores pueden funcionar a vacío para reducir la temperatura a la que se evapora la humedad. En tercer lugar, los secadores también pueden clasificarse según el grado de agitación del material. La alimentación puede ser o bien estacionaria o bien fluidizada. Los dispositivos de secado exitosos proporcionan una zona de transición en la entrada para atomizar el fluido o premezclarlo con sólidos reciclados para mejorar el flujo. En el caso de que estén presentes sólidos sensibles al calor, los secadores con un control preciso de la temperatura y/o condiciones de vacío pueden ser favorables. Como apreciará un experto en la técnica, la solidificación de los tensioactivos y otros productos químicos detergentes útiles requiere una cuidadosa consideración y ponderación de las variables de procesamiento para seleccionar el dispositivo de secado apropiado.

En una realización de la invención, el dispositivo de secado es, por ejemplo, un secador de túnel continuo, un secador rotativo, un secador de vacío, un contratista de torre, un contratista de transportadores vibratorios, un secador de tambor, un secador con transportador de tornillo, un lecho fluidizado, un lecho con boquilla, un transportador neumático, un secador por pulverización o combinaciones de los mismos. Los dispositivos de secado pueden colocarse en paralelo o en serie, en donde una serie incluiría uno o más dispositivos de secado. Los dispositivos de secado preferidos incluyen, pero no se limitan a, un secador por pulverización y un lecho fluidizado (también denominado lecho fluido).

Las composiciones tensioactivas solidificadas de la invención contienen menos del 5 % en peso de agua, más preferiblemente menos de aproximadamente el 1 % en peso de agua, y lo más preferiblemente menos de aproximadamente el 0,5 % en peso de agua.

Los métodos proporcionan una composición seca con al menos aproximadamente un 10 % en peso de tensioactivos activos, preferiblemente al menos aproximadamente un 25 % en peso, preferiblemente al menos un 40 % en peso y más preferiblemente al menos un 50 % en peso.

Lecho fluidizado

En una realización preferida de la invención, la solidificación de los tensioactivos líquidos de sulfato y sulfonato se realiza usando un lecho fluidizado, en el que se puede alimentar un polvo seco al lecho sobre el que se aplica un líquido, y luego se seca con los gases calientes. Sin pretender limitarse a una configuración o teoría de la invención en particular, un secador de lecho fluidizado comprende una cámara de fluidización en la que las partículas húmedas son fluidizadas por gases calientes que son soplados a través de un calentador hasta una cámara de llenado por debajo del lecho, y luego a través de una placa distribuidora que fluidiza las partículas de arriba.

El lecho fluidizado puede realizar un proceso de aglomeración que incluye un aglutinante y/o portador sólido, o un proceso de granulación que incluye sólo ingredientes líquidos. El proceso de aglomeración usa una adición de líquido para unir las partículas de una alimentación en polvo para formar partículas más grandes de un tamaño y composición deseados. Un proceso de granulado difiere del proceso de aglomeración en que no se requiere una alimentación en polvo; más bien, el proceso de granulado se produce rociando un recubrimiento líquido de forma continua sobre un material de semilla del proceso para recubrir y secar continuamente el líquido para formar gránulos sólidos de un tamaño y composición deseados. Además, se ha descubierto que el proceso se puede realizar sin material de siembra o, de hecho, sin ningún material en el lecho. En una realización donde no haya material en el lecho al inicio del proceso, el proceso puede comenzar granulando para formar un material de semilla y luego puede continuar aglomerando o granulando adicionalmente.

La velocidad del aire dentro del lecho fluidizado depende de las características del material de partida, la velocidad de secado y el tamaño de partícula deseado y normalmente varía de aproximadamente 0,0305 a aproximadamente 30500 cm por segundo (de aproximadamente 0,001 a aproximadamente 1000 pies por segundo), preferiblemente de aproximadamente 0,305 a aproximadamente 15250 cm por segundo (de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 500 pies por segundo), más preferiblemente de aproximadamente 3,05 a aproximadamente 3500 cm por segundo (de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 100 pies por segundo). y lo más preferiblemente de aproximadamente 30,5 a aproximadamente 1830 cm por segundo (de aproximadamente 1 a aproximadamente 60 pies por segundo),

Preferiblemente, el caudal de líquido está entre aproximadamente 0,4536 g/min/453,6 g (0,001 lb/min/lb) de material de lecho y aproximadamente 68,04 g/min/453,6 g (0,15 lb/min/lb) de material de lecho, más preferiblemente entre aproximadamente 4,536 g/min/453,6 g (0,01 lb/min/lb) de material de lecho y aproximadamente 45,36 g/min/453,6 g (0,10 lb/min/lb) de material de lecho. En una realización donde el proceso comienza sin ningún material de partida en el lecho, incluido ningún material de siembra, debe entenderse que la velocidad de flujo de líquido en una masa por minuto por masa de material de lecho inicial no es calculable, ya que no hay material de lecho de partida. Sin embargo, hay material de lecho casi inmediatamente después de que comience el proceso, ya que se añade material al lecho para la granulación inicial. En tal realización, la razón del líquido añadido con respecto al material del lecho es inicialmente mayor debido a la menor cantidad de material del lecho. Por ejemplo, un caudal de líquido preferido sin ningún material de partida en el lecho está entre aproximadamente 45,36 g/min/453,6 g (0,1 Ib/min/lb) de material de lecho y aproximadamente 907,2 g/min/453,6 g (2 lb/min/lb) de material de lecho, más preferiblemente entre aproximadamente 226,8 g/min/453,6 g (0,5 lb/min/lb) de material de lecho y aproximadamente 680,4 g/min/453,6 g (1,5 lb/min/lb) de material de lecho.

La presión del aire de atomización dentro del lecho fluidizado puede ser de 0 a aproximadamente 6,90 bar (0 a aproximadamente 100 psig) por boquilla, preferiblemente de aproximadamente 0,0690 a aproximadamente 5,17 bar (de aproximadamente 1 a aproximadamente 75 psig) por boquilla, y más preferiblemente de aproximadamente 0,690 a aproximadamente 4,14 bar (de aproximadamente 10 a aproximadamente 60 psig) por boquilla.

Secado por pulverización

En una realización preferida de la invención, la solidificación de los tensioactivos líquidos de sulfato y sulfonato se realiza usando un secador por pulverización. Los secadores por pulverización son compatibles con la alimentación de lodos o soluciones y proporcionan una evaporación deseable para materiales sensibles al calor y productos ligeros y porosos. Las configuraciones de los secadores por pulverización pueden requerir la verificación de los efectos de la presión sobre la alimentación líquida y el producto sólido para que el secado se lleve a cabo sin dañar el producto. En general, un líquido o suspensión se alimenta a la unidad de proceso de la secadora y luego se pulveriza en forma de gotas finas en una corriente de gas caliente. Como tal, la composición de alimentación debe ser capaz de soportar las presiones requeridas para la formación de gotas. Una vez en el secador por pulverización, la vaporización del líquido se produce rápidamente, mientras que la temperatura del producto permanece relativamente baja. Al seleccionar y diseñar un proceso, también se deben considerar las interacciones entre el gas y el sólido. En particular, las condiciones de entrada y salida del sólido, así como la capacidad de flujo y el tiempo de residencia, deben diseñarse con respecto a las velocidades de difusión y transferencia de calor.

En una realización de la invención, la temperatura de entrada de la alimentación de entrada varía de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 250 °C, preferiblemente de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 250 °C, y más preferiblemente de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 200 °C. En una realización adicional de la invención, la temperatura de salida, el aspirador y la velocidad de la bomba dependen de la degradación del tensioactivo mientras está dentro del secador por pulverización.

El valor de la temperatura de salida puede variar en función de la temperatura de degradación de los componentes de La composición tensioactiva solidificada. Por lo tanto, en determinadas realizaciones, la temperatura puede ser mayor o menor que las expuestas en la presente memoria. Sin embargo, en algunas realizaciones de la invención, la temperatura de salida es inferior a aproximadamente 150 °C, más preferiblemente entre aproximadamente 0°C y aproximadamente 120 °C, lo más preferiblemente entre aproximadamente 20 °C y aproximadamente 100 °C.

Composiciones tensioactivas solidificadas

Hay varios tensioactivos de sulfato y sulfonato disponibles principalmente en forma líquida. Es deseable proporcionar lauril éter sulfato de sodio en forma sólida. Una realización de la invención se encuentra en las composiciones tensioactivas solidificadas de lauril éter sulfato de sodio. Las composiciones tensioactivas solidificadas comprenden lauril éter sulfato de sodio y un aglutinante sólido que comprende un PEG que tiene un punto de fusión de al menos 40 °C. En una realización, las composiciones tensioactivas solidificadas comprenden además un portador y un cotensioactivo opcional. Pueden estar presentes componentes adicionales dependiendo de las propiedades deseadas de La composición tensioactiva solidificada.

Por ejemplo, los componentes se suministran al/a los dispositivo(s) de secado seleccionados para formar las composiciones de tensioactivos solidificados. Las composiciones tensioactivas solidificadas están en forma de polvo.

Formas de polvo preferidas, que incluyen, pero no se limitan a, sólidos aglomerados y sólidos granulados. Por lo tanto, en algunas realizaciones, La composición tensioactiva solidificada es un sólido aglomerado o un sólido granulado.

Aglutinante

Las composiciones tensioactivas solidificadas comprenden un aglutinante sólido.

En un aspecto de la invención, el aglutinante es un sólido en forma de ladrillo, polvo, gránulos, perlas y escamas. Preferiblemente, el aglutinante se disuelve y después se seca con el tensioactivo líquido. El aglutinante se puede añadir al tensioactivo aniónico líquido solo o con un portador para formar las composiciones tensioactivas solidificadas. Preferiblemente, el aglutinante es miscible en agua. En la realización más preferida, el aglutinante tiene una solubilidad en agua de aproximadamente 0,2 g/l o más a 20 °C.

El aglutinante sólido comprende un PEG que tiene un punto de fusión de al menos 40 °C, más preferiblemente entre aproximadamente 42 °C y aproximadamente 100 °C. Los PEG preferidos incluyen PEG 1450, PEG 3350, PEG 4000, PEG 4600 y PEG 8000.

El aglutinante y el tensioactivo líquido se pueden añadir al dispositivo de secado en una cantidad adecuada para lograr un producto tensioactivo solidificado. La cantidad de cada ingrediente puede depender del tensioactivo líquido específico que se solidifique, del aglutinante que se use y de cualquier otro ingrediente opcional que también pueda incluirse en el producto tensioactivo solidificado.

El aglutinante y el tensioactivo están en una razón de cantidad activa de entre 4:1 y 1:60; o entre aproximadamente 3:1 y aproximadamente 1:50; o entre aproximadamente 2:1 y aproximadamente 1:30, o entre aproximadamente 1:1 y aproximadamente 1:30.

Como uno de los objetivos de esta invención es poder incorporar tensioactivos líquidos en composiciones de limpieza sólidas en forma sólida, se prefiere tener una mayor concentración o razón de tensioactivo con respecto a aglutinante y otros ingredientes en La composición tensioactiva solidificada. Sin embargo, esto está limitado por las características físicas deseadas de las composiciones de tensioactivos solidificados. Por ejemplo, en un aspecto preferido de la invención, el tensioactivo es un gránulo solidificado.

En otro aspecto preferido de la invención, las composiciones tensioactivas solidificadas tienen una pegajosidad reducida o no son pegajosas, de manera que fluyen libremente y no se apelmazan, aglomeran ni apelmazan cuando se almacenan.

Portador

Las composiciones tensioactivas solidificadas pueden comprender un portador. Preferiblemente, el soporte es un sólido a temperatura ambiente. En las realizaciones que emplean un proceso de granulación, el portador puede estar en forma líquida y, por lo tanto, puede estar en forma disuelta. Los portadores sólidos adecuados incluyen, pero no se limitan a, en forma de polvo, gránulos, perlas y escamas. Los portadores preferidos pueden incluir, pero no se limitan a, tensioactivos aniónicos, sales orgánicas y sales inorgánicas. Preferiblemente, el portador es miscible en agua. En la realización más preferida, el portador tiene una solubilidad en agua de aproximadamente 0,2 g/l o más a 20 °C. El portador se puede añadir al tensioactivo aniónico líquido solo o con un aglutinante para formar las composiciones tensioactivas solidificadas.

Los tensioactivos aniónicos preferidos incluyen, pero no se limitan a, tensioactivos de sulfonato, tensioactivos de sulfato y combinaciones de los mismos. En una realización preferida, el portador de tensioactivo aniónico es un sólido. Los tensioactivos aniónicos más preferidos incluyen, pero no se limitan a, sulfonato de alfa olefina, sulfonato de alquilo lineal, laurilsulfato de sodio, alquilsulfato de sodio y combinaciones de los mismos.

Las sales orgánicas preferidas incluyen, pero no se limitan a, carbonatos de metales alcalinos y alcalinos (tales como carbonato de sodio y carbonato de magnesio), acetatos de metales alcalinos y alcalinos (tales como acetato de sodio y acetato de magnesio) y combinaciones de los mismos.

Las sales inorgánicas preferidas incluyen, pero no se limitan a, sulfatos de metales alcalinos y alcalinos (tales como sulfato de sodio y sulfato de magnesio), cloruro de sodio y combinaciones de los mismos.

El portador y el tensioactivo líquido se pueden añadir al dispositivo de secado en una cantidad adecuada para lograr un producto tensioactivo solidificado. La cantidad de cada ingrediente puede depender del tensioactivo líquido específico que se solidifique, del portador que se use y de cualquier otro ingrediente opcional que también pueda incluirse en el producto tensioactivo solidificado. Preferiblemente, el portador y el tensioactivo están en una razón de cantidad activa de entre aproximadamente preferiblemente, el aglutinante y el tensioactivo están en una proporción de cantidad activa de entre aproximadamente 2:1 y aproximadamente 1:20; o entre aproximadamente 2:1 y aproximadamente 1:15; o entre aproximadamente 1:1 y aproximadamente 1:10, o entre aproximadamente 1:1 y aproximadamente 1:8, activos.

Como uno de los objetivos de esta invención es poder incorporar tensioactivos líquidos en composiciones de limpieza sólidas en forma sólida, se prefiere tener una mayor concentración o razón de tensioactivo con respecto a portador y otros ingredientes en La composición tensioactiva solidificada. Sin embargo, esto está limitado por las características físicas deseadas de las composiciones de tensioactivos solidificados. Por ejemplo, en un aspecto preferido de la invención, el tensioactivo es un gránulo solidificado y no una pasta. En otro aspecto preferido de la invención, las composiciones tensioactivas solidificadas tienen una pegajosidad reducida o no son pegajosas, de manera que fluyen libremente y no se apelmazan, aglomeran ni apelmazan cuando se almacenan.

Tensioactivos líquidos

Hay varios tensioactivos disponibles principalmente en forma líquida. Es deseable proporcionar muchos de estos tensioactivos en forma sólida. En un aspecto de la invención, se añade un tensioactivo líquido a un dispositivo de secado con un aglutinante, un portador o tanto el aglutinante como el portador para formar una composición tensioactivo solidificada. Se puede incluir cualquier tensioactivo aniónico líquido adecuado en las composiciones tensioactivas solidificadas. Los tensioactivos aniónicos líquidos preferidos incluyen, pero no se limitan a, tensioactivos de sulfato, tensioactivos de sulfonato y combinaciones de los mismos.

Los tensioactivos de tipo sulfato aniónico preferidos incluyen alquiletersulfatos líquidos, alquilsulfatos, alquilsulfatos primarios y secundarios lineales y ramificados, y combinaciones y mezclas de los mismos. Los tensioactivos de sulfato aniónico preferidos incluyen tanto en su forma ácida como en su forma neutralizada. Lo más preferiblemente, los tensioactivos de sulfato aniónico se neutralizan. Los tensioactivos aniónicos preferidos incluyen alquilsulfatos y alquiletersulfatos que tienen entre 4 y 18 carbonos, preferiblemente entre 4 y 14 carbonos. Los tensioactivos de sulfato líquido más preferidos incluyen lauril éter sulfato, tal como lauril éter sulfato de sodio y lauril sulfato de amonio.

Los tensioactivos de sulfonato aniónicos preferidos incluyen alquilsulfonatos, alquilsulfonatos primarios y secundarios lineales y ramificados y sulfonatos aromáticos con o sin sustituyentes. Los alquilbencenosulfonatos preferidos incluyen alquilbencenosulfonato lineal, ácido alquilbencenosulfónico lineal, dodecilbencenosulfonato de isopropilamina y combinaciones o mezclas de los mismos.

Agua y/o disolvente miscible en agua

Muchos de los tensioactivos líquidos están en un medio acuoso y contienen contenido de agua. Los medios acuosos preferibles incluyen agua, agua miscible, peróxido de hidrógeno y mezclas de los mismos. Las composiciones tensioactivas solidificadas contienen menos del 5 % en peso de agua añadida, preferiblemente menos de aproximadamente el 1 % en peso de agua añadida, y lo más preferiblemente menos de aproximadamente el 0,5 % en peso de agua añadida. El agua añadida se refiere a la cantidad de agua añadida a las composiciones, no incluye la cantidad de agua presente en otros ingredientes, tales como fuentes de alcalinidad o tensioactivos. Las composiciones tensioactivas solidificadas contienen menos del 5 % en peso de agua total, menos de aproximadamente el 1 % en peso de agua total y, lo más preferiblemente, menos de aproximadamente el 0,5 % en peso de agua total. El agua total se refiere al agua añadida a la composición y al agua presente en otros ingredientes, como la fuente de alcalinidad o los tensioactivos. Debe entenderse que la cantidad de agua añadida y de agua total puede depender del tipo de composición sólida que se esté preparando, ya que algunos métodos requieren más agua que otros.

En otro aspecto de la invención, los métodos según la invención reivindicada proporcionan al menos aproximadamente el 30 % del pienso líquido que da como resultado las composiciones tensioactivas solidificadas, preferiblemente desde al menos aproximadamente el 50 %, más preferiblemente al menos aproximadamente el 65 % y lo más preferiblemente al menos aproximadamente el 85 %. La alimentación líquida es la cantidad de material líquido añadida al dispositivo de secado en masa.

Composiciones de limpieza sólidas

Las composiciones tensioactivas solidificadas de la invención pueden incluirse en composiciones de limpieza sólidas. Esas composiciones limpiadoras pueden incluir, pero no se limitan a, composiciones detergentes, que incluyen, por ejemplo, composiciones para lavar vajillas y composiciones para lavar ropa; coadyuvantes de aclarado; y composiciones limpiadoras de superficies duras. Las realizaciones ilustrativas de las composiciones se proporcionan en las tablas 1-3 a continuación. Tales composiciones son ejemplares y no limitativas; por ejemplo, se pueden preparar otras composiciones limpiadoras con las composiciones tensioactivas solidificadas de esta descripción, y las composiciones limpiadoras que se reflejan a continuación se ofrecen como ejemplos de formulaciones preferidas.

TABLA 1. Composición ilustrativa de un lavavajillas manual

TABLA 2. Composición ilustrativa de lavandería

TABLA 3. Composición de limpieza ilustrativa para superficies duras

Se pueden incluir ingredientes adicionales en las composiciones de limpieza sólidas. Los ingredientes adicionales proporcionan propiedades y funcionalidades deseadas a las composiciones. Para los fines de esta solicitud, el término “ ingrediente funcional” incluye un material que proporciona una propiedad beneficiosa en un uso particular. Algunos ejemplos particulares de materiales funcionales se discuten en más detalle a continuación, aunque los materiales particulares discutidos se dan solo a manera de ejemplo, y puede usarse una amplia variedad de otros ingredientes funcionales. Por ejemplo, muchos de los materiales funcionales analizados más abajo se refieren a materiales usados en la limpieza, específicamente en aplicaciones de lavado de vajillas. Sin embargo, otras realizaciones pueden incluir ingredientes funcionales para usar en otras aplicaciones. Los ejemplos de dicho material funcional incluyen agentes quelantes/secuestrantes; agentes blanqueadores o activadores; agentes antisépticos/antimicrobianos; mejorador o cargas; agentes antirredeposición; abrillantadores ópticos; colorantes; odorantes o perfumes; conservantes; estabilizadores; auxiliares de procesamiento; inhibidor de la corrosión; solidificadores; agente de endurecimiento; modificadores de solubilidad; agentes de ajuste de pH; humectantes; hidrótropos; o una amplia variedad de otros materiales funcionales, dependiendo de las características y/o funcionalidad deseadas de la composición. En el contexto de algunas realizaciones descritas en la presente descripción, los materiales funcionales, o ingredientes, se incluyen opcionalmente dentro de las composiciones de limpieza sólidas por sus propiedades funcionales. Algunos ejemplos más particulares de materiales funcionales se analizan en mayor detalle a continuación, pero los expertos en la materia y otros deben comprender que los materiales particulares que se analizan se proporcionan solo a modo de ejemplo, y que puede utilizarse una amplia variedad de otros materiales funcionales.

En un aspecto de la invención, algunos de los ingredientes adicionales que se describen a continuación pueden incluirse en las composiciones de tensioactivos solidificados. Los ingredientes adicionales preferidos que se pueden incorporar en las composiciones de tensioactivos solidificados incluyen, pero no se limitan a, un cotensioactivo, un tinte y/o una fragancia (odorante).

Fuente de ácido

En algunas realizaciones de la invención, una composición de limpieza puede incluir una fuente de ácido. Las fuentes de ácido adecuadas pueden incluir ácidos orgánicos y/o inorgánicos. Los ejemplos de ácidos orgánicos adecuados incluyen ácidos carboxílicos tales como, pero sin limitarse a, ácido hidroxiacético (glicólico), ácido cítrico, ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico, ácido valérico, ácido caproico, ácido tricloroacético, clorhidrato de urea y ácido benzoico, entre otros. Los ácidos dicarboxílicos orgánicos tales como ácido oxálico, ácido malónico, ácido glucónico, ácido itacónico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido adípico y ácido tereftálico, entre otros, también son útiles según la invención. Cualquier combinación de estos ácidos orgánicos puede usarse, además, entremezclada o con otros ácidos orgánicos que permitan la formación adecuada de la composición de la invención.

Los ácidos inorgánicos útiles según la invención incluyen ácido sulfúrico, ácido sulfámico, ácido metilsulfámico, ácido clorhídrico, ácido bromhídrico y ácido nítrico, entre otros. Estos ácidos también se pueden usar en combinación con otros ácidos inorgánicos o con los ácidos orgánicos mencionados anteriormente. En una realización preferida, el ácido es un ácido inorgánico.

En algunas realizaciones de la invención, una composición de limpieza puede tener un pH ácido. En tal realización, el pH está preferiblemente entre 1 y 7. En otro aspecto de la invención, la fuente de ácido se puede incluir como modificador o neutralizador del pH en una composición básica para lograr un pH deseado.

Activadores

En algunas realizaciones, una composición de limpieza puede haber mejorado la actividad antimicrobiana o la actividad blanqueadora mediante la adición de un material que, cuando la composición se pone en uso, reacciona con el oxígeno activo para formar un componente activado. Por ejemplo, en algunas realizaciones, se forma un perácido o una sal de perácido. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la tetraacetiletilendiamina puede incluirse dentro de la composición para reaccionar con el oxígeno activo y formar un perácido o una sal de perácido que actúa como un agente antimicrobiano. Otros ejemplos de activadores de oxígeno activo incluyen metales de transición y sus compuestos, compuestos que contienen un resto carboxílico, nitrilo o éster, u otros compuestos similares conocidos en la técnica. En una realización, el activador incluye tetraacetiletilenodiamina; metal de transición; compuesto que incluye un resto carboxílico, nitrilo, amina o éster; o mezclas de estos.

En algunas realizaciones, un componente activador puede incluir en el intervalo de hasta aproximadamente el 75 % en peso de la composición de limpieza, en algunas realizaciones, en el intervalo de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 20 % en peso, o en algunas realizaciones, en el intervalo de aproximadamente 0,05 a 10 % en peso de la composición de limpieza. En algunas realizaciones, un activador de un compuesto de oxígeno activo se combina con el oxígeno activo para formar un agente antimicrobiano.

El activador se puede acoplar a las composiciones de limpieza sólidas mediante cualquiera de una variedad de métodos para acoplar una composición de limpieza sólida a otra. Por ejemplo, el activador puede estar en la forma de un sólido que está unido, fijado, pegado o adherido de otro modo a la composición de limpieza sólida. Alternativamente, el activador sólido puede formarse alrededor y recubrir la composición de limpieza sólida. A modo de ejemplo adicional, el activador sólido se puede acoplar a la composición de limpieza sólida mediante el contenedor o envase para la composición, tal como mediante una envoltura o película de plástico o retráctil.

Fuente de alcalinidad

Las composiciones de limpieza pueden incluir una cantidad efectiva de una o más fuentes de alcalinidad. Una cantidad efectiva de una o más fuentes alcalinas debe considerarse como una cantidad que proporciona una composición que tiene un pH entre aproximadamente 7 y aproximadamente 14. En una realización particular, las composiciones limpiadoras pueden tener un pH de entre 7,5 y 13,5 aproximadamente. Durante un ciclo de lavado, la solución de uso puede tener un pH comprendido entre aproximadamente 6 y aproximadamente 14. En determinadas realizaciones, la solución de uso puede tener un pH comprendido entre 6 y 14 aproximadamente. Si la composición de limpieza incluye una composición enzimática, el pH puede modularse para proporcionar el rango de pH óptimo para la eficacia de las composiciones enzimáticas. En una realización particular de la invención que incorpora una composición enzimática en la composición de limpieza, el pH óptimo se sitúa entre 10 y 11 aproximadamente.

Los ejemplos de fuentes alcalinas adecuadas de la composición de limpieza incluyen, pero no se limitan a, fuentes de alcalinidad a base de carbonato, que incluyen, por ejemplo, sales de carbonato tales como carbonatos de metales alcalinos; fuentes de alcalinidad de base cáustica, que incluyen, por ejemplo, hidróxidos de metales alcalinos; otras fuentes de alcalinidad adecuadas pueden incluir fuentes de silicato metálico, borato metálico y alcalinidad orgánica. Los carbonatos de metales alcalinos ilustrativos que se pueden usar incluyen, pero no se limitan a, carbonato de sodio, carbonato de potasio, bicarbonato, sesquicarbonato y mezclas de los mismos. Los hidróxidos de metales alcalinos ejemplares que pueden usarse incluyen, pero no se limitan a, hidróxido de sodio, litio o potasio. Los hidróxidos de metales alcalinos ejemplares que pueden usarse incluyen, pero no se limitan a, hidróxido de sodio, litio o potasio. Los boratos metálicos ejemplares incluyen, pero no están limitados a, borato de sodio o potasio.

Las fuentes orgánicas de alcalinidad frecuentemente tienen bases de nitrógeno fuertes que incluyen, por ejemplo, amoniaco (hidróxido de amonio), aminas, alcanolaminas, y aminoalcoholes. Los ejemplos típicos de aminas incluyen aminas y diaminas primarias, secundarias o terciarias que llevan al menos un grupo hidrocarbonado unido a nitrógeno, que representa un grupo alquilo lineal o ramificado saturado o insaturado que tiene al menos 10 átomos de carbono y preferiblemente 16-24 átomos de carbono, o un grupo arilo, aralquilo o alcarilo que contiene hasta 24 átomos de carbono, y en donde los otros grupos opcionales unidos a nitrógeno están formados por grupos alquilo opcionalmente sustituidos, grupo arilo o grupos aralquilo o grupos polialcoxi. Los ejemplos típicos de alcanolaminas incluyen monoetanolamina, monopropanolamina, dietanolamina, dipropanolamina, trietanolamina, tripropanolamina y similares. Los ejemplos típicos de aminoalcoholes incluyen 2-amino-2-metil-1-propanol, 2-amino-1-butanol, 2-amino-2-metil-1,3-propanodiol, 2-amino-2-etil-1, 3-propanodiol, hidroximetil aminometano, y similares.

En general, las fuentes de alcalinidad están disponibles comúnmente en forma acuosa o en polvo. Preferiblemente, la fuente de alcalinidad está en forma sólida. La alcalinidad puede añadirse a la composición en cualquier forma conocida en la técnica, incluyendo como perlas sólidas, forma granulada o particulada, disuelta en una solución acuosa, o una combinación de las mismas.

En general, se espera que las composiciones de limpieza incluyan la fuente de alcalinidad en una cantidad entre aproximadamente 0,01 % y aproximadamente 99 % en peso. En algunas realizaciones, la fuente de alcalinidad estará entre aproximadamente el 35 % y aproximadamente el 95 % en peso del peso total de la composición de limpieza. Cuando se diluyen hasta una solución de uso, las composiciones de la presente invención pueden incluir entre aproximadamente 5 ppm y aproximadamente 25.000 ppm de una fuente de alcalinidad.

Agentes antirredeposición

Las composiciones limpiadoras pueden incluir opcionalmente un agente antirredeposición capaz de facilitar la suspensión sostenida de la suciedad en una solución de limpieza o aclarado y evitar que la suciedad eliminada se vuelva a depositar en el sustrato que se está limpiando y/o aclarando. Algunos ejemplos de agentes antirredeposición adecuados pueden incluir amidas de ácidos grasos, tensioactivos de fluorocarbono, ésteres de fosfato complejos, copolímeros de anhídrido maleico de estireno y derivados celulósicos tal como hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa y similares. Una composición de limpieza puede incluir hasta aproximadamente un 10% en peso, y en algunas realizaciones, en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 % en peso, de un agente antirredeposición.

Agentes blanqueadores

Las composiciones limpiadoras pueden incluir opcionalmente un agente blanqueador. El agente blanqueador puede usarse para aclarar o blanquear un sustrato, y puede incluir compuestos blanqueadores capaces de liberar una especie de halógeno activo, tal como Ch, Br<2>, -OCl- y/o -OBr, o similares, en condiciones típicamente encontradas durante el proceso de limpieza. Los agentes blanqueadores adecuados para su uso pueden incluir, por ejemplo, compuestos que contienen cloro, tal como un cloro, un hipoclorito, cloraminas, o similares. Algunos ejemplos de compuestos liberadores de halógenos incluyen los dicloroisocianuratos de metales alcalinos, el fosfato trisódico clorado, los hipocloritos de metales alcalinos, la monocloramina y la dicloroamina, y similares. Las fuentes de cloro encapsuladas también pueden utilizarse para mejorar la estabilidad de la fuente de cloro en la composición (véanse, por ejemplo, la patente US- n.os 4.618.914 y 4.830.773. Un agente blanqueador también puede incluir un agente que contenga o actúe como fuente de oxígeno activo. El compuesto de oxígeno activo actúa para proporcionar una fuente de oxígeno activo, por ejemplo, puede liberar oxígeno activo en soluciones acuosas. Un compuesto de oxígeno activo puede ser inorgánico u orgánico, o puede ser una mezcla de los mismos. Algunos ejemplos de compuestos de oxígeno activo incluyen compuestos de peroxígeno o aductos de compuesto de peroxígeno. Algunos ejemplos de compuestos o fuentes de oxígeno activo incluyen el peróxido de hidrógeno, los perboratos, el carbonato de sodio peroxidratado, los fosfatos peroxidratados, el permonosulfato de potasio y el perborato de sodio mono y tetrahidratado, con y sin activadores tal como la tetraacetilendiamina, y similares. Una composición de limpieza puede incluir una cantidad menor pero efectiva de un agente blanqueador, por ejemplo, en algunas realizaciones, en el intervalo de hasta aproximadamente 10% en peso, y en algunas realizaciones, en el intervalo de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 6 % en peso.

Agentes quelantes/secuestrantes

Las composiciones limpiadoras también pueden incluir cantidades efectivas de agentes quelantes/secuestrantes, también denominados como mejoradores. Además, el abrillantador puede incluir opcionalmente uno o más mejoradores adicionales como un ingrediente funcional. En general, un agente quelante es una molécula capaz de coordinar (es decir, unir) los iones metálicos que se encuentran comúnmente en las fuentes de agua para evitar que los iones metálicos interfieran con la acción de los otros ingredientes de un auxiliar de aclarado u otra composición de limpieza. El agente quelante/secuestrador también puede funcionar como un agente de acondicionamiento de agua cuando se incluye en una cantidad efectiva. En algunas realizaciones, una composición de limpieza puede incluir en el intervalo de hasta aproximadamente 70 % en peso, o en el intervalo de aproximadamente 1-60 % en peso, de un agente quelante/secuestrante.

A menudo, la composición de limpieza tampoco contiene fosfatos ni sulfatos. En realizaciones de la composición de limpieza sólida que están libres de fosfato, los materiales funcionales adicionales, incluyendo los mejoradores, excluyen compuestos que contienen fósforo, tales como fosfatos condensados y fosfonatos.

Mejoradores adicionales adecuados incluyen aminocarboxilatos y policarboxilatos. Algunos ejemplos de aminocarboxilatos útiles como agentes quelantes/secuestrantes incluyen ácido N-hidroxietiliminodiacético, ácido nitrilotriacético (NTA), ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), ácido N-hidroxietil-etilendiaminotetraacético (HEDTA), ácido dietilentriaminopentaacético (DTPA) y similares. Algunos ejemplos de policarboxilatos poliméricos adecuados para uso como agentes secuestrantes incluyen aquellos que tienen grupos carboxilato colgantes (--CO<2>) e incluyen, por ejemplo, ácido poliacrílico, copolímero maleico/olefina, copolímero acrílico/maleico, ácido polimetacrílico, copolímeros de ácido acrílico-ácido metacrílico, poliacrilamida hidrolizada, polimetacrilamida hidrolizada, copolímeros de poliamida hidrolizada-metacrilamida, poliacrilonitrilo hidrolizado, polimetacrilonitrilo hidrolizado, copolímeros de acrilonitrilo hidrolizado-metacrilonitrilo y similares.

En realizaciones de la composición de limpieza sólida que no están libres de fosfato, los agentes quelantes/secuestrantes añadidos pueden incluir, por ejemplo, un fosfato condensado, un fosfonato y similares. Algunos ejemplos de fosfatos condensados incluyen ortofosfato de sodio y potasio, pirofosfato de sodio y potasio, tripolifosfato de sodio, hexametafosfato de sodio y similares. Un fosfato condensado también puede ayudar, hasta cierto punto, a la solidificación de la composición al fijar el agua libre presente en la composición como agua de hidratación.

En las realizaciones de la composición de limpieza sólida que no están libres de fosfatos, la composición puede incluir un fosfonato como el ácido 1-hidroxietano-1,1-difosfónico CH3C(OH)[PO(OH)2]2; aminotri(ácido metilenfosfónico), N[CH2PO(OH)2]3; aminotri(metilenfosfonato), sal de sodio

O ^ a

POCH2N[CH2PO(ONa)2] 2

OH

ácido 2-hidroxietiliminobis(metilenfosfónico), HOCH2CH2N[CH2PO(OH)2]2; dietilentriaminepenta(ácido metilenfosfónico) (HO)2POCH2N[CH2CH2N[CH2PO(OH)2]2]2; sal de sodio de dietilentriaminepenta(metilenfosfonato) C9H(28.X)N3NaxO i5P<5>(x=7); sal de potasio de hexametilendiamina(tetrametilenfosfonato), CioH(28.x)N2KxO i2P4 (x=6); bis(hexametilen)triamina(ácido pentametilenfosfónico), (HO<2>)POCH<2>N[(CH<2>)<6>N[CH<2>PO(OH)<2>]<2>]<2>; y ácido fosforoso H<3>PO<3>. En algunas realizaciones, puede usarse una combinación de fosfonato tal como ATMP y DTPMP. Puede usarse un fosfonato neutralizado o alcalino, o una combinación del fosfonato con una fuente de álcali antes de añadirlo a la mezcla, de tal manera que se genere poco o ningún calor o gas por una reacción de neutralización cuando se añade el fosfonato.

Para un análisis adicional sobre los agentes quelantes/secuestrantes, ver Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, tercera edición, volumen 5, páginas 339-366 y volumen 23, páginas 319-320.

Tintes/Odorantes

También pueden incluirse en las composiciones de limpieza sólidas diversos tintes, odorantes que incluyen perfumes y otros agentes mejoradores de la estética. Pueden incluirse colorantes para alterar el aspecto de la composición, como por ejemplo, F<d>&C Azul 1 (Sigma Chemical), FD&C Amarillo 5 (Sigma Chemical), Azul Directo 86 (Miles), Azul Fastusol (Mobay Chemical Corp.), Naranja Ácido 7 (American Cyanamid), Violeta Básico 10 (Sandoz), Amarillo Ácido 23 (GAF), Amarillo Ácido 17 (Sigma Chemical), Verde Savia (Keyston Analine and Chemical), Amarillo Metanilo (Keystone Analine and Chemical), Azul Ácido 9 (Hilton Davis), Azul Sandolan/Azul Ácido 182 (Sandoz), Rojo Hisol Fast (Capitol Color and Chemical), Fluoresceína (Capitol Color and Chemical), Verde Ácido 25 (Ciba-Geigy), y similares.

Las fragancias o perfumes que pueden incluirse en las composiciones de limpieza sólidas incluyen, por ejemplo, terpenoides tal como el citronelol, aldehídos tal como el amil cinamaldehído, un jazmín tal como el CIS-jasmín o jasmal, vainillina, y similares.

Agentes de relleno

Las composiciones de limpieza sólidas pueden incluir opcionalmente una cantidad menor pero eficaz de una o más cargas. Algunos ejemplos de cargas adecuadas pueden incluir cloruro de sodio, almidón, azúcares, alquilenglicoles C1 -C10 tales como propilenglicol, sulfatos, PEG, urea, acetato de sodio, sulfato de magnesio, acetato de sodio, sulfato de magnesio, sulfato de magnesio, carbonato de sodio y similares. En algunas realizaciones, se puede incluir un agente de relleno en una cantidad en el intervalo de hasta aproximadamente el 50 % en peso, y en algunas realizaciones, en el intervalo de aproximadamente el 1-15 % en peso.

Polidimetilsiloxonas funcionales

La composición de limpieza sólida también puede incluir opcionalmente una o más polidimetilsiloxonas funcionales. Por ejemplo, en algunas realizaciones, puede emplearse como aditivo un polidimetilsiloxano modificado con óxido de polialquileno, un tensioactivo no iónico o un tensioactivo anfótero de polisiloxano modificado con polibetaína. Ambos, en algunas realizaciones, son copolímeros de polisiloxano lineales en los que se han injertado poliéteres o polibetaínas a través de una reacción de hidrosilación. Algunos ejemplos de tensioactivos de siloxano específicos se conocen como tensioactivos SILWET® disponibles de Union Carbide o ABIL® copolímeros de polisiloxano de poliéter o polibetaína disponibles de Goldschmidt Chemical Corp., y descritos en la patente estadounidense n.° 4.654.161.

En algunas realizaciones, los siloxanos particulares usados pueden describirse como que tienen, por ejemplo, baja tensión superficial, alta capacidad humectante y excelente lubricidad. Por ejemplo, se dice que estos tensioactivos se encuentran entre los pocos capaces de humectar las superficies de politetrafluoroetileno. El tensioactivo de siloxano empleado como aditivo puede usarse solo o en combinación con un tensioactivo fluoroquímico. En algunas realizaciones, el tensioactivo fluoroquímico empleado como un aditivo opcionalmente en combinación con un silano, puede ser, por ejemplo, un fluorohidrocarburo no iónico, por ejemplo, etanoles de alquil polioxietileno fluorados, alcoxilato de alquilo fluorado y ésteres alquílicos fluorados.

Una descripción adicional de tales polidimetilsiloxonas funcionales y/o tensioactivos fluoroquímicos se describe en las patentes estadounidenses n.os 5.880.088; 5.880.089; y 5.603.776. Se ha encontrado, por ejemplo, que el uso de determinados copolímeros de polisiloxano en una mezcla con tensioactivos de hidrocarburo proporciona excelentes abrillantadores en recipientes de plástico. También hemos encontrado que la combinación de determinados copolímeros de polisiloxano de silicona y tensioactivos fluorocarbonados con tensioactivos de hidrocarburo convencionales también proporciona excelentes abrillantadores en recipientes de plástico. Se ha encontrado que esta combinación es mejor que los componentes individuales, excepto con ciertos polidimetilsiloxanos modificados con óxido de polialquileno y copolímeros de polisiloxano de polibetaína, donde la efectividad es aproximadamente equivalente. Por lo tanto, algunas realizaciones abarcan los copolímeros de polisiloxano solos y la combinación con el tensioactivo fluorocarbonado puede implicar polisiloxanos de poliéter, los tensioactivos de siloxano no iónicos. Los tensioactivos anfóteros de siloxano, los copolímeros de polisiloxano de polibetaína pueden emplearse solos como el aditivo en las composiciones limpiadoras para proporcionar los mismos resultados.

En algunas realizaciones, la composición puede incluir polidimetilsiloxonas funcionales en una cantidad en el intervalo de hasta aproximadamente el 10% en peso. Por ejemplo, algunas realizaciones pueden incluir en el intervalo de aproximadamente 0,1 a 10 % en peso de un polidimetilsiloxano modificado con óxido de polialquileno o un polisiloxano modificado con polibetaína, opcionalmente en combinación con aproximadamente 0,1 a 10% en peso de un tensioactivo no iónico de hidrocarburo fluorado.

Agentes endurecedores/Agentes de solidificación/Modificadores de Solubilidad

En algunas realizaciones, pueden incluirse uno o más agentes de solidificación en la composición de limpieza. Los ejemplos de agentes de endurecimiento incluyen urea, una amida tal como monoetanolamida esteárica o dietanolamida láurica, o una alquilamida, y similares; sales de sulfato o tensioactivos sulfatados, y sulfonatos aromáticos y similares; un polietilenglicol sólido, o un copolímero de bloques de EO/PO sólido y similares; almidones que han sido solubles en agua a través de un proceso de tratamiento ácido o alcalino; diversos inorgánicos que imparten propiedades de solidificación a una composición calentada tras el enfriamiento, y similares. Tales compuestos también pueden variar la solubilidad de la composición en un medio acuoso durante su uso, de modo que los ingredientes activos pueden ser dispensados de la composición sólida durante un periodo de tiempo prolongado.

Los sulfonatos aromáticos adecuados incluyen, pero no se limitan a, xileno sulfonato de sodio, tolueno sulfonato de sodio, cumeno sulfonato de sodio, tolueno sulfonato de potasio, xileno sulfonato de amonio, xileno sulfonato de calcio , alquil naftaleno sulfonato de sodio y/o butil naftaleno de sodio. Los sulfonatos aromáticos preferidos incluyen xilenosulfonato de sodio y cumenosulfonato de sodio.

La cantidad de agente de solidificación incluida en una composición de limpieza puede estar determinada por el efecto deseado. En general, una cantidad efectiva de agente de solidificación se considera una cantidad que actúa con o sin otros materiales para solidificar la composición de limpieza. Normalmente, para las realizaciones sólidas, la cantidad de agente de solidificación en una composición de limpieza está en un intervalo de aproximadamente el 10 a aproximadamente el 80 % en peso de la composición de limpieza, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente el 20 a aproximadamente el 75 % en peso, más preferiblemente en el intervalo de aproximadamente el 20 a aproximadamente el 70 % en peso de la composición de limpieza. En un aspecto de la invención, el agente de solidificación está sustancialmente libre de sulfato. Por ejemplo, la composición de limpieza puede tener menos del 1 % en peso de sulfato, preferiblemente menos del 0,5 % en peso, más preferiblemente menos del 0,1 % en peso. En una realización preferida, la composición de limpieza está exenta de sulfato.

En determinadas realizaciones, puede ser deseable tener un agente de solidificación secundario. En las composiciones que contienen solidificación secundaria, la composición puede incluir un agente de solidificación secundaria en una cantidad de hasta aproximadamente el 50 % en peso. En algunas realizaciones, los agentes endurecedores secundarios pueden estar presentes en una cantidad comprendida entre aproximadamente 5 y aproximadamente 35 % en peso, a menudo entre aproximadamente 10 y aproximadamente 25 % en peso, y a veces entre aproximadamente 5 y aproximadamente 15 % en peso.

En algunas realizaciones, si se desea, se pueden incluir uno o más agentes endurecedores adicionales en la composición de limpieza sólida. Los ejemplos de agentes de endurecimiento incluyen una amida tal como monoetanolamida esteárica o dietanolamida láurica, o una alquilamida, y similares; un polietilenglicol sólido, o un copolímero de bloques de EO/PO sólido y similares; almidones que han sido solubles en agua a través de un proceso de tratamiento ácido o alcalino; diversos inorgánicos que imparten propiedades de solidificación a una composición calentada tras el enfriamiento, y similares. Tales compuestos también pueden variar la solubilidad de la composición en un medio acuoso durante su uso, de modo que el agente de limpieza y/u otros ingredientes pueden ser dispensados de la composición sólida durante un periodo de tiempo prolongado. La composición puede incluir un agente endurecedor secundario en una cantidad en el intervalo de hasta aproximadamente el 30 % en peso. En algunas realizaciones, los agentes endurecedores secundarios pueden estar presentes en una cantidad en el intervalo de aproximadamente el 5 a aproximadamente el 25 % en peso, a menudo en el intervalo de aproximadamente el 10 % en peso a aproximadamente el 25 % en peso y a veces en el intervalo de aproximadamente el 5 % en peso a aproximadamente 15 % en peso.

Humectante

La composición de limpieza sólida también puede incluir opcionalmente uno o más humectantes. Un humectante es una sustancia que tiene una afinidad por el agua. El humectante puede proporcionarse en una cantidad suficiente para ayudar a reducir la visibilidad de una película sobre la superficie del sustrato. La visibilidad de una película sobre la superficie del sustrato es una preocupación particular cuando el agua de enjuague contiene más de 200 ppm de sólidos disueltos. Por consiguiente, en algunas realizaciones, el humectante se proporciona en una cantidad suficiente para reducir la visibilidad de una película sobre una superficie de sustrato cuando el agua de enjuague contiene más de 200 ppm de sólidos disueltos totales en comparación con una composición de agente de enjuague que no contiene el humectante. Los términos “ formación de películas de sólidos en agua” o “ formación de películas” se refieren a la presencia de una capa continua, visible de materia en una superficie de un sustrato que da el aspecto de que la superficie del sustrato no está limpia.

Algunos ejemplos de humectantes que pueden usarse incluyen aquellos materiales que contienen más de 5 % en peso de agua (basado en humectante seco) equilibrado a 50 % de humedad relativa y temperatura ambiente. Los humectantes ilustrativos que pueden usarse incluyen glicerina, propilenglicol, sorbitol, alquil poliglicósidos, polisiloxanos de polibetaína y sus mezclas. En algunas realizaciones, la composición de agente de aclarado puede incluir humectante en una cantidad en el intervalo de hasta aproximadamente 75 % en base a la composición total, y en algunas realizaciones, en el intervalo de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 75 % en peso basado en el peso de la composición.

Sal hidratable

Las composiciones de limpieza sólidas según la invención pueden comprender opcionalmente al menos una sal hidratable. En una realización, la sal hidratable es carbonato de sodio (también conocido como carbonato de sodio o ceniza) y/o carbonato de potasio (también conocido como potasa). En un aspecto preferido, la sal hidratable es carbonato de sodio y excluye el carbonato de potasio. La sal hidratable se puede proporcionar en los intervalos de entre aproximadamente el 20 % y aproximadamente el 90 % en peso, preferiblemente entre aproximadamente el 25 % y aproximadamente el 90 % en peso, y más preferiblemente entre aproximadamente el 30 % y aproximadamente el 70 % en peso de sal hidratable, tal como carbonato de sodio. Los expertos en la técnica apreciarán otros intervalos de concentración de componentes adecuados para obtener propiedades comparables de la matriz de solidificación.

En otras realizaciones, la sal hidratable se puede combinar con otros agentes de solidificación. Por ejemplo, la sal hidratable puede usarse con agentes de solidificación adicionales que son de naturaleza inorgánica y también puede actuar opcionalmente como fuente de alcalinidad. En determinadas realizaciones, el agente de solidificación secundario puede incluir, pero no se limita a: hidróxidos de metales alcalinos adicionales, carbonato de sodio anhidro, sulfato de sodio anhidro, acetato de sodio anhidro y otros compuestos hidratables conocidos o combinaciones de los mismos. Según una realización preferida, la sal hidratable secundaria comprende metasilicato de sodio y/o metasilicato de sodio anhidro. La cantidad de agente solidificante secundario necesaria para lograr la solidificación depende de varios factores, incluido el agente solidificante exacto empleado, la cantidad de agua en la composición y la capacidad de hidratación de los otros componentes de la composición de limpieza. En determinadas realizaciones, el agente solidificante secundario también puede servir como fuente alcalina adicional.

Polímero

Las composiciones limpiadoras pueden incluir un polímero o un sistema polimérico compuesto por al menos un polímero, copolímero y/o terpolímero de ácido policarboxílico. Los polímeros de ácido policarboxílico particularmente adecuados de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, homopolímeros de ácido polimaleico, copolímeros de ácido poliacrílico y copolímeros de anhídrido maleico/olefina.

El ácido polimaleico (C<4>H<2>O<3>)x o el anhídrido polimaleico hidrolizado o el homopolímero de ácido cis-2-butenodioico, tiene la fórmula estructural:

donde n y m son cualquier número entero. Los ejemplos de homopolímeros, copolímeros y/o terpolímeros de ácido polimaleico (y sales de los mismos) que pueden usarse para la invención son particularmente preferentes son aquellos con un peso molecular de 0 y 5000, más preferiblemente entre 200 y 2000 (puede confirmar estos MW). Los homopolímeros de ácido polimaleico comercialmente disponibles incluyen la serie Belclene 200 de homopolímeros de ácido maleico de BWA™ Water Additives, 979 Lakeside Parkway, Suite 925 Tucker, GA 30084, EE. UU. y Aquatreat AR-801 disponible de AkzoNobel. Los homopolímeros, copolímeros y/o terpolímeros de ácido polimaleico pueden estar presentes en las composiciones limpiadoras desde aproximadamente el 0,01 % en peso hasta aproximadamente el 30 % en peso.

Las composiciones limpiadoras de la presente invención pueden usar polímeros, copolímeros y/o terpolímeros de poli(ácido acrílico). Los ácidos poliacrílicos tienen la siguiente fórmula estructural:

donde n es cualquier número entero. Los ejemplos de polímeros, copolímeros y/o terpolímeros de ácido poliacrilico adecuados incluyen, pero no se limitan a, los polímeros, copolímeros y/o terpolímeros de ácidos poliacrílicos, (C<3>H<4>O<2>)n o ácido 2-propenoico, acrílico ácido, ácido poliacrílico, ácido propenoico.

En una realización de la presente invención, los polímeros, copolímeros y/o terpolímeros de ácido acrílico particularmente adecuados tienen un peso molecular de entre aproximadamente 100 y aproximadamente 10.000, en una realización preferida entre aproximadamente 500 y aproximadamente 7000, en una realización aún más preferida entre aproximadamente 1000 y aproximadamente 5000, y en una realización lo más preferida entre aproximadamente 1500 y aproximadamente 3500. Los ejemplos de polímeros, copolímeros y/o terpolímeros de ácido poliacrílico (o sales de los mismos) que pueden usarse para la invención incluyen, pero no se limitan a, Acusol 448 y Acusol 425 de The Dow Chemical Company, Wilmington Delaware, EE.UU. En realizaciones particulares, puede ser deseable tener polímeros de ácido acrílico (y sales de los mismos) con pesos moleculares de más de aproximadamente 10.000. Los ejemplos incluyen, pero no se limitan a, Acusol 929 (10.000 MW) y Acumer 1510 (60.000 MW), ambos también disponibles de Dow Chemical, AQUATREAT AR-6 (100.000 MW) de AkzoNobel Strawin-skylaan 2555 1077 ZZ Amsterdam Postbus 75730 1070 AS Amsterdam. El polímero, copolímero y/o terpolímero de ácido poliacrílico puede estar presente en las composiciones desde aproximadamente el 0,01 % en peso hasta aproximadamente el 30 % en peso en las composiciones limpiadoras.

Los copolímeros de anhídrido maleico/olefina son copolímeros de anhídridos polimaleicos y olefinas. El anhídrido maleico (C<2>H<2>(CO)<2>O tiene la siguiente estructura:

Una parte del anhídrido maleico puede sustituirse por maleimida, N-alquil(C<1-4>) maleimidas, N-fenil-maleimida, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido aconítico, ácido crotónico, ácido cinámico 10, ésteres alquílicos (C<1>-<1>s) de los ácidos anteriores, ésteres cicloalquílicos (C<3-8>) de los ácidos anteriores, ricino sulfatado aceite o similares. Al menos el 95 % en peso de los polímeros, copolímeros o terpolímeros de anhídrido maleico tienen un número un peso molecular promedio comprendido en el intervalo entre aproximadamente 700 y aproximadamente 20.000, preferiblemente entre aproximadamente 1000 y aproximadamente 100.000.

Se puede usar una variedad de alfa-olefinas de cadena lineal y ramificada para los propósitos de esta invención. Las alfa-olefinas particularmente útiles son los dienos que contienen de 4 a 18 átomos de carbono, tales como butadieno, cloropreno, isopreno y 2-metil-1,5-hexadieno; 1-alquenos que contienen de 4 a 8 átomos de carbono, preferiblemente C<4-10>, tales como isobutileno, 1-buteno, 1-hexeno, 1-octeno y similares.

En una realización de la presente invención, los copolímeros de anhídrido maleico/olefina particularmente adecuados tienen un peso molecular entre aproximadamente 1000 y aproximadamente 50.000, en una realización preferente entre aproximadamente 5000 y aproximadamente 20.000, y en una realización más preferente entre aproximadamente 7500 y aproximadamente 12.500. Los ejemplos de copolímeros de anhídrido maleico/olefina que pueden usarse para la invención incluyen, pero no se limitan a, Acusol 460N de The Dow Chemical Company, Wilmington Delaware, EE.UU. El copolímero de anhídrido maleico y olefina puede estar presente en las composiciones limpiadoras desde aproximadamente el 0,01 % en peso hasta aproximadamente el 30 % en peso.

Agentes Antisépticos/Antimicrobianos

Las composiciones limpiadoras pueden incluir opcionalmente un agente antisépticos. Los agentes antisépticos también conocidos como agentes antimicrobianos son composiciones químicas que pueden usarse en un material funcional sólido para prevenir la contaminación microbiana y el deterioro de los sistemas de materiales, superficies, etc. Generalmente, estos materiales se encuentran en clases específicas que incluyen compuestos fenólicos, compuestos de halógeno, compuestos de amonio cuaternario, derivados de metales, aminas, alcanol aminas, nitro derivados, analidas, compuestos de organoazufre y azufre-nitrógeno y compuestos diversos.

También debe entenderse que los compuestos de oxígeno activo, tal como los analizados anteriormente en la sección de agentes blanqueadores, también pueden actuar como agentes antimicrobianos e incluso pueden proporcionar actividad antiséptica. De hecho, en algunas realizaciones, la capacidad el compuesto de oxígeno activo para actuar como un agente antimicrobiano reduce la necesidad de agentes antimicrobianos secundarios dentro de la composición. Por ejemplo, se ha demostrado que las composiciones de percarbonato proporcionan una excelente acción antimicrobiana. No obstante, algunas realizaciones incorporan agentes antimicrobianos adicionales.

El agente antimicrobiano dado, en dependencia de la composición química y la concentración, puede limitar simplemente la proliferación adicional de las cantidades de microbios o puede destruir toda o una porción de la población microbiana. Los términos “ microbios” y “ microorganismos” típicamente se refieren principalmente a microorganismos de tipo bacterias, virus, levaduras, esporas y hongos. En uso, los agentes antimicrobianos se forman típicamente en un material funcional sólido que cuando se diluye y se dispensa, opcionalmente, por ejemplo, mediante el uso de una corriente acuosa forma una composición desinfectante o antiséptica acuosa que puede ponerse en contacto con una variedad de superficies, lo que evita el crecimiento o la muerte de una porción de la población microbiana. Una reducción de tres logaritmos de la población microbiana da como resultado una composición antiséptica. El agente antimicrobiano puede encapsularse, por ejemplo, para mejorar su estabilidad.

Los agentes antimicrobianos comunes incluyen antimicrobianos fenólicos tal como pentaclorofenol, ortofenilfenol, un cloro-p-bencilfenol, p-cloro-m-xilenol. Entre los agentes antibacterianos que contienen halógenos se encuentran el tricloroisocianurato de sodio, el dicloroisocianato de sodio (anhidro o dihidrato), los complejos de yodo-polipirrolidinona, los compuestos de bromo tal como el 2-bromo-2-nitropropano-1,3-diol y los agentes antimicrobianos cuaternarios tal como el cloruro de benzalconio, el cloruro de didecildimetilamonio, el diyodocloruro de colina y el tribromuro de tetrametilfosfonio. Otras composiciones antimicrobianas tales como hexahidro-1,3,5-tris(2-hidroxietil)-s-triazina, ditiocarbamatos tales como dimetilditiocarbamato de sodio, y una variedad de otros materiales son conocidos en la técnica por sus propiedades antimicrobianas.

En realizaciones de la composición de limpieza sólida que está libre de fosfato y/o sulfato, y también incluye un agente antimicrobiano, el antimicrobiano se selecciona para cumplir esos requisitos. Las realizaciones de la composición de limpieza sólida que incluyen solo ingredientes GRAS, pueden excluir u omitir los agentes antimicrobianos descritos en esta sección.

En algunas realizaciones, la composición de limpieza comprende un componente antimicrobiano en un intervalo de hasta aproximadamente el 10% en peso de la composición, en algunas realizaciones en un intervalo de hasta aproximadamente el 5 % en peso, o en algunas realizaciones, en un rango de aproximadamente el 0,01 % en peso a aproximadamente el 3 % en peso, o en un intervalo del 0,05 % al 1 % en peso de la composición.

Tensioactivos adicionales

Las composiciones tensioactivas solidificadas pueden incluir cotensioactivos opcionales. Preferiblemente, un cotensioactivo está en forma sólida. Además, las composiciones tensioactivas solidificadas de la invención se pueden incorporar en las composiciones limpiadoras. Esas composiciones limpiadoras pueden incluir, pero no se limitan a, composiciones detergentes, composiciones para lavar vajillas, composiciones para lavar ropa, abrillantadores y composiciones limpiadoras de superficies duras. Los tensioactivos que pueden incluirse como cotensioactivos en las composiciones tensioactivas solidificadas y/o como tensioactivos en una composición de limpieza incluyen tensioactivos no iónicos, tensioactivos no iónicos semipolares, tensioactivos aniónicos, tensioactivos catiónicos, tensioactivos anfóteros, tensioactivos zwitteriónicos y mezclas o combinaciones de los mismos.

Cuando se incluye un soporte cotensioactivo en las composiciones tensioactivas solidificadas de la invención, el cotensioactivo está preferiblemente en una relación en peso con respecto al tensioactivo líquido entre aproximadamente 1:0 y aproximadamente 0:1. En una realización adicional de la invención, el soporte cotensioactivo está presente en una cantidad de aproximadamente el 20 % en peso a aproximadamente el 90 % en peso, más preferiblemente de aproximadamente el 30 % en peso a aproximadamente el 90 % en peso, y más preferiblemente de aproximadamente el 40 % en peso a aproximadamente el 80 % en peso.

Tensioactivos no iónicos

Los tensioactivos no iónicos útiles se caracterizan generalmente por la presencia de un grupo hidrófobo orgánico y un grupo hidrófilo orgánico y se producen típicamente por la condensación de un compuesto hidrófobo orgánico alifático, alquil aromático o polioxialquileno con un resto de óxido alcalino hidrófilo el cual en la práctica común es el óxido de etileno o un producto de polihidratación del mismo, polietilenglicol. Prácticamente cualquier compuesto hidrófobo que tenga un grupo hidroxilo, carboxilo, amino o amido con un átomo de hidrógeno reactivo puede condensarse con óxido de etileno, o sus aductos de polihidratación, o sus mezclas con alcoxilenos tales como óxido de propileno para formar un agente tensioactivo no iónico. La longitud del resto de polioxialquileno hidrofílico el cual se condensa con cualquier compuesto hidrofóbico particular puede ajustarse fácilmente para producir un compuesto dispersable en agua o soluble en agua que tiene el grado deseado de equilibrio entre las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas. Los tensioactivos no iónicos útiles incluyen compuestos poliméricos de bloques de polioxipropileno-polioxietileno a base de propilenglicol, etilenglicol, glicerol, trimetilolpropano, y etilendiamina como el compuesto de hidrógeno reactivo iniciador. Una clase de compuestos son compuestos difuncionales (dos hidrógenos reactivos) formados por la condensación del óxido de etileno con una base hidrófoba formada por la adición del óxido de propileno a los dos grupos hidroxilo de propilenglicol. Esta porción hidrófoba de la molécula pesa de aproximadamente 1000 a aproximadamente 4000. Luego se adiciona óxido de etileno para envolver este hidrófobo entre grupos hidrófilos, que se controla mediante la longitud para constituir de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 80 % en peso de la molécula final. Otra clase de compuestos son copolímeros de bloques tetrafuncionales que se derivan de la adición secuencial de óxido de propileno y óxido de etileno a etilendiamina. El peso molecular del hidrotipo de óxido de propileno varía de desde aproximadamente 500 hasta aproximadamente 7.000; y, el hidrófilo, óxido de etileno, se añade para constituir de desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 80% en peso de la molécula.

Los productos de condensación de un mol de alquilfenol en donde la cadena de alquilo, de configuración de cadena lineal o cadena ramificada, o de constituyente alquilo simple o doble, contiene de aproximadamente 8 a aproximadamente 18 átomos de carbono con aproximadamente de 3 a aproximadamente 50 moles de óxido de etileno. El grupo alquilo puede, por ejemplo, representarse por diisobutileno, di-amilo, propileno polimerizado, iso-octilo, nonilo, y di-nonilo. Estos tensioactivos pueden ser condensados de óxido de polietileno, polipropileno, y polibutileno de alquilfenoles. Los ejemplos de los compuestos comerciales de este químico están disponibles en el mercado bajo los nombres comerciales Igepal® que fabrica Rhone-Poulenc y Triton® que fabrica Union Carbide.

Los productos de condensación de un mol de un alcohol de cadena lineal o ramificada, saturado o insaturado, que tiene de aproximadamente 6 a aproximadamente 24 átomos de carbono con aproximadamente de 3 a aproximadamente 50 moles de óxido de etileno. El resto de alcohol puede consistir en mezclas de alcoholes en el intervalo de carbonos descrito anteriormente o puede consistir en un alcohol que tenga un número específico de átomos de carbono dentro de este intervalo. Los ejemplos de tensioactivos comerciales similares están disponibles bajo los nombres comerciales Neodol™ que fabrica Shell Chemical Co. y Alfonic™ que fabrica Vista Chemical Co.

Los productos de condensación de un mol de ácido carboxílico de cadena lineal o ramificada, saturado o insaturado, que tiene de aproximadamente 8 a aproximadamente 18 átomos de carbono con aproximadamente de 6 a aproximadamente 50 moles de óxido de etileno. El resto de ácido puede consistir en mezclas de ácidos en el intervalo de átomos de carbono que se definió anteriormente o puede consistir en un ácido que tenga un número específico de átomos de carbono dentro del intervalo. Los ejemplos de compuestos comerciales de esta química están disponibles en el mercado bajo los nombres comerciales Lipopeg™ fabricado por Lipo Chemicals, Inc.

Adicionalmente a los ácidos carboxílicos etoxilados, comúnmente llamados ésteres de polietilenglicol, otros ésteres de ácido alcanoico que se forman por reacción con glicéridos, glicerina, y alcoholes polihídricos (sacárido o sorbitán/sorbitol) tienen aplicación en esta invención para las realizaciones especializadas, particularmente aplicaciones indirectas de aditivos alimenticios. Todos estos restos de éster tienen uno o más sitios de hidrógeno reactivos en su molécula, los cuales pueden sufrir acilación adicional o adición de óxido de etileno (alcóxido) para controlar la hidrofilicidad de estas sustancias.

Los ejemplos de tensioactivos de baja espumación no iónicos incluyen: los compuestos de (1) que se modifican, esencialmente se invierten, añadiendo óxido de etileno a etilenglicol para proporcionar un hidrófilo de peso molecular designado; y, a continuación, añadir óxido de propileno para obtener bloques hidrófobos en el exterior (extremos) de la molécula. La porción hidrófoba de la molécula pesa de aproximadamente 1000 a aproximadamente 3100, incluyendo la porción hidrófila central de 10% en peso a aproximadamente 80% en peso de la molécula final. La porción hidrófoba de la molécula pesa de aproximadamente 2100 a aproximadamente 6700, el hidrófilo central que incluye de 10 % en peso a 80 % en peso de la molécula final.

Compuestos de los grupos (1), (2) (3) y (4) que se modifican por “tapado” o “ bloqueo final” del grupo o grupos hidroxilo terminales (de restos multifuncionales) para reducir la formación de espuma por reacción con una pequeña molécula hidrófoba tal como óxido de propileno, óxido de butileno, cloruro de bencilo; y, ácidos grasos de cadena corta, alcoholes o haluros de alquilo que contienen de desde 1 hasta aproximadamente 5 átomos de carbono; y mezclas de los mismos. También se incluyen reactivos, tales como el cloruro de tionilo, los cuales convierten los grupos hidroxilo terminales en un grupo cloruro. Dichas modificaciones al grupo hidroxilo terminal pueden conducir a compuestos no iónicos completamente en bloque, bloque-hetérico, hetérico-bloque o totalmente hetérico.

Los ejemplos adicionales de productos no iónicos de baja formación de espuma eficaces incluyen: los alquilfenoxipolietoxialcanoles de la patente estadounidense n.° 2.903.486 emitida el 8 de septiembre de 1959 de Brown y col. y representados por la fórmula

en la cual R es un grupo alquilo de 8 a 9 átomos de carbono, A es una cadena de alquileno de 3 a 4 átomos de carbono, n es un número entero de 7 a 16, y m es un número entero de 1 a 10.

Los condensados de polialquilenglicol de la patente estadounidense n.° 3.048.548 emitida el 7 de agosto de 1962 de Martin y col. que tienen las cadenas de oxietileno hidrófilas y las cadenas de oxipropileno hidrófobas alternas donde el peso de las cadenas hidrófobas terminales, el peso de la unidad hidrófoba media y el peso de las unidades hidrófilas de unión representan cada una un tercio del condensado.

Los tensioactivos no iónicos antiespumantes descritos en la patente estadounidense n.° 3.382.178 emitida el 7 de mayo de 1968 a Lissant et al. que tiene la fórmula general Z[(OR)nOH]z donde Z es material alcoxilable, R es un radical derivado de un óxido de alquileno que puede ser etileno y propileno y n es un número entero de, por ejemplo, 10 a 2000 o más y z es un número entero determinado por el número de grupos oxialquilables reactivos.

Los compuestos polioxialquileno conjugados descritos en la patente estadounidense US-2.677.700, emitida el 4 de mayo de 1954 a Jackson y col que corresponden a la fórmula Y(C<3>H<6>O)n (C<2>H<4>O)mH en donde Y es el residuo de un compuesto orgánico que tiene de aproximadamente 1 a 6 átomos de carbono y un átomo de hidrógeno reactivo, n tiene un valor promedio de al menos aproximadamente 6,4, como se determinó por el número de hidroxilo y m tiene un valor de manera que la porción de oxietileno constituye de aproximadamente 10 % a aproximadamente 90 % en peso de la molécula.

Los compuestos polioxialquileno conjugados descritos en la patente estadounidense US-2.674.619, emitida el 6 de abril de 1954 a Lundsted y col. que tiene la fórmula Y[(C<3>H<6>O)n (C<2>H<4>O)mH]x en donde Y es el residuo de un compuesto orgánico que tiene de aproximadamente 2 a 6 átomos de carbono y contiene x átomos de hidrógeno reactivos en donde x tiene un valor de al menos aproximadamente 2, n tiene un valor tal que el peso molecular de la base hidrófoba de polioxipropileno es de al menos aproximadamente 900 y m tiene un valor tal que el contenido de oxietileno de la molécula es de aproximadamente 10 % a aproximadamente 90 % en peso. Los compuestos que se encuentran dentro del alcance de la definición de Y incluyen, por ejemplo, propilenglicol, glicerina, pentaeritritol, trimetilolpropano, etilendiamina y similares. Las cadenas de oxipropileno contienen opcionalmente, pero de forma ventajosa, pequeñas cantidades de óxido de etileno y las cadenas de oxietileno también contienen opcionalmente, pero de forma ventajosa, pequeñas cantidades de óxido de propileno.

Agentes tensioactivos de polioxialquileno conjugados adicionales que se usan ventajosamente en las composiciones de esta invención corresponden a la fórmula: P[(C<3>H<6>O)n(C<2>H<4>O)mH]x en donde P es el residuo de un compuesto orgánico que tiene de aproximadamente 8 a 18 átomos de carbono y que contiene x átomos de hidrógeno reactivos en el cual x tiene un valor de 1 o 2, n tiene un valor tal que el peso molecular de la porción de polioxietileno es al menos aproximadamente 44 y m tiene un valor tal que el contenido de oxipropileno de la molécula es de aproximadamente 10 % a aproximadamente 90 % en peso. En cualquier caso, las cadenas de oxipropileno pueden contener opcionalmente, pero de forma ventajosa, pequeñas cantidades de óxido de etileno y las cadenas de oxietileno pueden contener también opcionalmente, pero de forma ventajosa, pequeñas cantidades de óxido de propileno.

Los tensioactivos de amida de ácido graso polihidroxilado adecuados para usar en las presentes composiciones incluyen aquellos que tienen la Fórmula estructural R<2>CONR<1>Z en la que: R1 es H, grupo hidrocarbilo C<1>-C<4>, 2-hidroxietilo, 2-hidroxipropilo, etoxi, propoxi, o una mezcla de los mismos; R<2>es un hidrocarbilo C<5>-C<31>, que puede ser de cadena lineal; y Z es un polihidroxihidrocarbilo que tiene una cadena de hidrocarbilo lineal con al menos 3 hidroxilos, conectado directamente a la cadena, o un derivado alcoxilado (preferiblemente etoxilado o propoxilado) del mismo. Z puede derivarse de un azúcar reductor en una reacción de aminación reductora; tal como un resto glicitilo.

Los productos de condensación de etoxilato de alquilo de alcoholes alifáticos con de aproximadamente 0 a aproximadamente 25 moles de óxido de etileno son adecuados para su uso en las presentes composiciones. La cadena de alquilo del alcohol alifático puede ser ya sea lineal o ramificada, primaria o secundaria, y generalmente contiene de 6 a 22 átomos de carbono.

Los alcoholes grasos etoxilados de C<6>-C<18>y alcoholes grasos etoxilados y propoxilados de C<6>-C<18>mezclados son tensioactivos adecuados para usar en las presentes composiciones, particularmente aquellos que son solubles en agua. Los alcoholes grasos etoxilados adecuados incluyen los alcoholes C6-C i8 grasos etoxilados con un grado de etoxilación de 3 a 50.

Los tensioactivos de alquilpolisacárido no iónicos adecuados, particularmente para su uso en las presentes composiciones, incluyen los descritos en la patente estadounidense n.° 4.565.647, Llenado, emitida el 21 de enero de 1986. Estos tensioactivos incluyen un grupo hidrófobo que contiene de aproximadamente 6 a aproximadamente 30 átomos de carbono y un polisacárido, por ejemplo, un poliglicósido, grupo hidrófilo que contiene de aproximadamente 1,3 a aproximadamente 10 unidades de sacárido. Puede usarse cualquier sacárido reductor que contiene 5 o 6 átomos de carbono, por ejemplo, las fracciones de glucosa, galactosa y galactosilo pueden sustituirse por las fracciones glucosilo. (Opcionalmente, el grupo hidrófobo se une en las posiciones 2-, 3-, 4-, etc., dando así una glucosa o galactosa en lugar de un glucósido o galactósido). Los enlaces intersacáridos pueden estar, por ejemplo, entre la posición de las unidades de sacárido adicionales y las posiciones 2-, 3-, 4- y/o 6- en las unidades de sacárido anteriores.

Los tensioactivos de amida de ácidos grasos adecuados para su uso en las presentes composiciones incluyen los que tienen la Fórmula: R6CON(R7)2 en la que R6 es un grupo alquilo que contiene de 7 a 21 átomos de carbono y cada R7 es independientemente hidrógeno, alquilo C1-C4, hidroxialquilo C1-C4, o (C2H4O)XH, donde x está en el intervalo de 1 a 3.

Una clase útil de tensioactivos no iónicos incluye la clase que se define como aminas alcoxiladas o, más particularmente, tensioactivos alcoxilados/aminados/alcoxilados con alcohol. Estos tensioactivos no iónicos se pueden representar al menos en parte mediante las Fórmulas generales: R20-(PO)sN--(EO)tH, R20--(PO)SN--(EO)tH(EO)tH, y R20--N(EO)tH; en las cuales R20 es un grupo alquilo, alquenilo u otro grupo alifático o un grupo alquil-arilo de 8 a 20, preferiblemente de 12 a 14 átomos de carbono, EO es oxietileno, PO es oxipropileno, s es de 1 a 20, preferiblemente 2-5, t es 1-10, preferiblemente 2-5 y u es 1-10, preferiblemente 2-5. Otras variaciones en el alcance de estos compuestos se pueden representar mediante la Fórmula alternativa: R20--(PO)V--N[(EO)wH][(EO)zH] en la cual R20 es tal como se definió anteriormente, v es de 1 a 20 (por ejemplo, 1, 2, 3 o 4 (preferiblemente 2)), y w y z son independientemente 1-10, preferiblemente 2-5. Estos compuestos se representan comercialmente por una línea de productos que vende Huntsman Chemicals como tensioactivos no iónicos. Un producto químico preferido de esta clase incluye Surfonic™ PEA 25 Alcoxilato de Amina. Los tensioactivos no iónicos preferidos para las composiciones de la invención incluyen alcoxilatos de alcohol, copolímeros en bloques de EO/PO, alcoxilatos de alquilfenol, y similares.

The treatise Nonionic Surfactants, editado por Schick, M.J., vol. 1 de Surfactant Science Series, Marcel Dekker, Inc., Nueva York, 1983 es una excelente referencia sobre la amplia variedad de compuestos no iónicos generalmente empleados en la práctica de la presente invención. Una lista típica de clases no iónicas, y especies de estos tensioactivos, se proporciona en la patente estadounidense n.° 3.929.678 concedida a Laughlin y Heuring el 30 de diciembre de 1975. Se dan ejemplos adicionales en “ Surface Active Agents and detergents” (Vol. I y II por Schwartz, Perry y Berch).

Tensioactivos no iónicos semipolares

El tipo semipolar de agentes tensioactivos no iónicos es otra clase de tensioactivo no iónico útil en las composiciones de la presente invención. Generalmente, los no iónicos semipolares son altos espumantes y estabilizadores de espuma, que pueden limitar su aplicación en los sistemas CIP. Sin embargo, dentro de las realizaciones de la composición de la presente invención diseñadas para una metodología de limpieza altamente espumante, los no iónicos semipolares tendrían una utilidad inmediata. Los tensioactivos no iónicos semipolares incluyen los óxidos de amina, óxidos de fosfina, sulfóxidos y sus derivados alcoxilados.

Los óxidos de amina son óxidos de amina terciaria que corresponden a la fórmula general:

<R>2

R1— (OR4) - N ------ ►O

<R>3

en donde la flecha es una representación convencional de un enlace semipolar; y R1, R2, y R3 puede ser alifático, aromático, heterocíclico, alicíclico, o combinaciones de los mismos. Generalmente, para los óxidos de amina de interés detergente, R1 es un radical alquilo de aproximadamente 8 a aproximadamente 24 átomos de carbono; R2 y R3 son alquilo o hidroxialquilo de 1-3 átomos de carbono o una mezcla de los mismos; R2 and R3 pueden estar unidos entre sí, por ejemplo, a través de un átomo de oxígeno o nitrógeno, para formar una estructura de anillo; R4 es un grupo alcalino o hidroxialquileno que contiene de 2 a 3 átomos de carbono; y n oscila entre 0 y aproximadamente 20.

Los tensioactivos de óxido de amina solubles en agua útiles se seleccionan de los óxidos de alquil di-(alquilo inferior) amina de coco o sebo, ejemplos específicos de los cuales son óxido de dodecildimetilamina, óxido de tridecildimetilamina, óxido de tetradecildimetilamina, óxido de pentadecildimetilamina, óxido de hexadecildimetilamina, óxido de heptadecildimetilamida, óxido de octacildimetilamina, óxido de dodecildipropilamina, óxido de tetradecildipropilamina, óxido de hexadecildipropilamina, óxido de tetradecildibutilamina, óxido de octadecildibutilamina, óxido de bis(2-hidroxietil)dodecilamina, óxido de bis(2-hidroxietil)-3-dodecoxi-1-hidroxipropilamina, óxido de dimetil-(2-hidroxidodecil)amina, óxido de 3,6,9-trioctadecildimetilamina y óxido de 3-dodecoxi-2-hidroxipropildi-(2-hidroxietil)amina.

Los tensioactivos no iónicos semipolares útiles también incluyen los óxidos de fosfina solubles en agua que tienen la siguiente estructura:

en donde la flecha es una representación convencional de un enlace semipolar; y R1 es un resto alquilo, alquenilo o hidroxialquilo que varía de 10 a aproximadamente 24 átomos de carbono en longitud de cadena; y, R2 y R3 son cada uno restos alquilo seleccionados por separado de grupos alquilo o hidroxialquilo que contienen de 1 a 3 átomos de carbono.

Los ejemplos de óxidos de fosfina útiles incluyen óxido de dimetildecilfosfina, óxido de dimetiltetradecilfosfina, óxido de metiletiltetradecilfosfina, óxido de dimetilhexadecilfosfina, óxido de dietil-2-hidroxioctildecilfosfina, óxido de bis(2-hidroxietil)dodecilfosfina, y óxido de bis(hidroximetil)tetradecilfosfina.

Los tensioactivos no iónicos semipolares útiles en la presente descripción también incluyen los compuestos de sulfóxido solubles en agua que tienen la estructura:

en donde la flecha es una representación convencional de un enlace semipolar; y, R1 es un resto alquilo o hidroxialquilo de aproximadamente 8 a aproximadamente 28 átomos de carbono, de 0 a aproximadamente 5 enlaces éter y de 0 a aproximadamente 2 sustituyentes hidroxilo; y R2 es un resto alquilo que consiste en grupos alquilo e hidroxialquilo que tienen de 1 a 3 átomos de carbono.

Los ejemplos útiles de estos sulfóxidos incluyen dodecilmetilsulfóxido; 3-hidroxitridecilmetilsulfóxido; 3-metoxitridecilmetilsulfóxido; y 3-hidroxi-4-dodecoxibutilmetilsulfóxido.

Los tensioactivos no iónicos semipolares para las composiciones de la invención incluyen óxidos de dimetilamina, tales como óxido de lauril dimetilamina, óxido de miristildimetilamina, óxido de cetil dimetilamina, sus combinaciones, y similares. Los tensioactivos de óxido de amina solubles en agua útiles se seleccionan de óxidos de octilo, decilo, dodecilo, isododecilo, alquildi-(alquil inferior)amina de coco o sebo, ejemplos específicos de los cuales son óxido de octildimetilamina, óxido de nonildimetilamina, óxido de decildimetilamina, óxido de undecildimetilamina, óxido de dodecildimetilamina, óxido de isododecildimetilamina, óxido de tridecildimetilamina, óxido de tetradecildimetilamina, óxido de pentadecildimetilamina, óxido de hexadecildimetilamina, óxido de heptadecildimetilamina, óxido de octadecildimetilamina, óxido de dodecildipropilamina, óxido de tetradecildipropilamina, óxido de hexadecildipropilamina, óxido de tetradecildibutilamina, óxido de octadecildibutilamina, óxido de bis(2-hidroxietil)dodecilamina, óxido de bis(2-hidroxietil)-3-dodecoxi-1-hidroxipropilamina, óxido de dimetil-(2-hidroxidodecil)amina, óxido de 3,6,9-trioctadecildimetilamina y óxido de 3-dodecoxi-2-hidroxipropildi-(2-hidroxietil)amina.

Los tensioactivos no iónicos adecuados para su uso con las composiciones de la presente invención incluyen los tensioactivos alcoxilados. Los tensioactivos alcoxilados adecuados incluyen copolímeros EO/PO, copolímeros EO/PO bloqueados, alcoxilatos de alcohol, alcoxilatos de alcohol bloqueados, mezclas de los mismos, o similares. Los tensioactivos alcoxilados adecuados para usar como disolventes incluyen copolímeros de bloques EO/PO, tales como los tensioactivos Pluronic y Pluronic inverso; alcoxilatos de alcohol, tales como Dehypon LS-54 (R-(EO)<5>(PO)<4>) y Dehypon LS-36 (R-(EO)<3>(PO)<6>); y alcoxilatos de alcohol terminalmente protegidos, tales como Plurafac® LF221 y Tegoten® EC11; mezclas de los mismos, o similares.

Tensioactivos Aniónicos

También son útiles en la presente invención las sustancias activas de superficie que se categorizan como aniónicas porque la carga del hidrófobo es negativa; o tensioactivos en los que la sección hidrófoba de la molécula no lleva carga a menos que el pH esté elevado a neutralidad o por encima (p. ej., ácidos carboxílicos). El carboxilato, sulfonato, sulfato y fosfato son los grupos solubilizantes polares (hidrófilos) que se encuentran en los tensioactivos aniónicos. De los cationes (contraiones) asociados con estos grupos polares, el sodio, el litio y el potasio imparten solubilidad en agua; los iones amonio y amonio sustituidos proporcionan solubilidad tanto en agua como en aceite; y el calcio, el bario y el magnesio promueven la solubilidad en aceite. Como entienden aquellos expertos en la técnica, los aniónicos son excelentes tensioactivos detergentes y, por lo tanto, son adiciones favorecidas a las composiciones de detergentes potentes.

Los tensioactivos de sulfato aniónico adecuados para usar en las presentes composiciones incluyen alquil éter sulfatos, alquil sulfatos, alquil sulfatos primarios y secundarios lineales y ramificados, alquil etoxisulfatos, oleil glicerol sulfatos grasos, óxido de alquil fenol etileno éter sulfatos, los C<5>-C<17>acil-N-(alquil C<1>-C<4>) y -N-(hidroxialquil C<1>-C<2>) glucamina sulfatos y sulfatos de alquilpolisacáridos tales como los sulfatos de alquilpoliglucósido y similares. Además, se incluyen los alquil sulfatos, alquil poli(etileneoxi) éter sulfatos y poli(etileneoxi) sulfatos aromáticos tales como los sulfatos o productos de condensación de óxido de etileno y nonil fenol (que generalmente tienen de 1 a 6 grupos oxietileno por molécula).

Los tensioactivos aniónicos de sulfonato adecuados para usar en las presentes composiciones también incluyen alquil sulfonatos, los alquil sulfonatos primarios y secundarios lineales y ramificados y los sulfonatos aromáticos con o sin sustituyentes.

Los tensioactivos aniónicos de carboxilato adecuados para usar en las presentes composiciones incluyen ácidos carboxílicos (y sales), tales como ácidos alcanoicos (y alcanoatos), ácidos carboxílicos de éster (por ejemplo, succinatos de alquilo), ácidos carboxílicos de éter, ácidos grasos sulfonados, tales como ácido oleico sulfonado y similares. Tales carboxilatos incluyen alquil etoxi carboxilatos, alquil ariletoxicarboxilatos, tensioactivos de alquilpolietoxi policarboxilato y jabones (por ejemplo, alquilcarboxilos). Los carboxilatos secundarios útiles en las presentes composiciones incluyen aquellos que contienen una unidad de carboxilo conectada a un carbono secundario. El carbono secundario puede estar en una estructura de anillo, por ejemplo, como en el ácido p-octil benzoico, o como en los ciclohexil carboxilatos sustituidos con alquilo. Los tensioactivos carboxilatos secundarios típicamente no contienen uniones éter, ni uniones éster ni grupos hidroxilo. Además, típicamente carecen de átomos de nitrógeno en el grupo de la cabeza (porción anfifílica). Los tensioactivos secundarios del jabón adecuados contienen típicamente en total 11-13 átomos de carbono, aunque pueden estar presentes más átomos de carbono (p. ej., hasta 16). Los carboxilatos adecuados también incluyen acilaminoácidos (y sales), tal como acilglutamatos, péptidos de acilo, sarcosinatos (por ejemplo, sarcosinatos de N-acilo), tauratos (por ejemplo, tauratos de N-acilo y amidas de ácidos grasos de metil taurida), y similares.

Los tensioactivos aniónicos adecuados incluyen alquil o alquilaril etoxi carboxilatos de la siguiente Fórmula:

R - O - (CH2CH2O)n(CH2)m - CO<2>X (3)

en la que R es un grupo alquilo C8 a C22 o

, en la que R1 es un grupo alquilo C<4>-C<16>; n es un número entero de 1 - 20; m es un número entero de 1-3; y X es un contraión, tal como hidrógeno, sodio, potasio, litio, amonio o una sal de amina tal como monoetanolamina, dietanolamina o trietanolamina. En algunas realizaciones, n es un número entero de 4 a 10 y m es 1. En algunas realizaciones, R es un grupo alquilo Cs-Cm En algunas realizaciones, R es un grupo alquilo C<12>-C<14>, n es 4 y m es 1.

En otras realizaciones, R es

y R1 es un grupo alquilo C<6>-C<12>. Aún en otras realizaciones, R1 es un grupo alquilo Cg, n es 10 y m es 1.

Tales alquil y alquilariletoxicarboxilatos están disponibles comercialmente. Estos etoxicarboxilatos están típicamente disponibles como las formas ácidas, que pueden convertirse fácilmente en la forma aniónica o salina. Los carboxilatos disponibles comercialmente incluyen, Neodox 23-4, un ácido alquil C<12-13>polietoxi (4) carboxílico (Shell Chemical), y Emcol CNP-110, un ácido alquilarilo Cg polietoxi (10) carboxílico (Witco Chemical). Los carboxilatos también están disponibles de Clariant, por ejemplo, el producto Sandopan® DTC, un ácido alquil C<13>polietoxi (7) carboxílico.

Tensioactivos catiónicos

Las sustancias tensioactivas se clasifican como catiónicas si la carga en la porción hidrótropa de la molécula es positiva. Los tensioactivos en los que el hidrótropo no tiene carga, a menos que el pH baje cerca de la neutralidad o sea más bajo, pero que luego son catiónicos (por ejemplo, alquilaminas), también se incluyen en este grupo. En teoría, los tensioactivos catiónicos pueden sintetizarse a partir de cualquier combinación de elementos que contengan una estructura “ onio” RnX+Y--y podrían incluir compuestos distintos al nitrógeno (amonio), tales como el fósforo (fosfonio) y el azufre (sulfonio). En la práctica, el campo de tensioactivos catiónicos está dominado por los compuestos que contienen nitrógeno, probablemente porque las rutas sintéticas a los catiónicos nitrogenados son simples y directas y dan altos rendimientos de producto, lo que puede hacerlos menos costosos.

Los tensioactivos catiónicos incluyen preferiblemente, se refieren con mayor preferencia a, los compuestos que contienen al menos un grupo hidrófobo de cadena larga de carbono y al menos un nitrógeno cargado positivamente. El grupo de la cadena larga de carbono puede unirse directamente al átomo de nitrógeno por simple sustitución; o más preferiblemente de forma indirecta mediante un grupo o grupos funcionales puente en las denominadas alquilaminas interrumpidas y amidoaminas. Tales grupos funcionales pueden hacer que la molécula sea más hidrófila y/o más dispersable en agua, más fácilmente solubilizada en agua por mezclas de tensioactivos conjuntos y/o solubles en agua. Para una mayor solubilidad en agua, pueden introducirse grupos amino primarios, secundarios o terciarios adicionales o puede cuaternizarse el nitrógeno amino con grupos alquilo de bajo peso molecular. Además, el nitrógeno puede ser parte de una porción de cadena lineal o ramificada de diversos grados de insaturación o de un anillo heterocíclico saturado o insaturado. Además, los tensioactivos catiónicos pueden contener enlaces complejos que tienen más de un átomo de nitrógeno catiónico.

Los compuestos tensioactivos clasificados como los óxidos de amina, anfóteros y zwitteriónicos son ellos mismos típicamente catiónicos en disoluciones de pH casi neutro a ácido y pueden solapar las clasificaciones de tensioactivos. Los tensioactivos catiónicos polioxietilados generalmente se comportan como los tensioactivos no iónicos en disolución alcalina y como los tensioactivos catiónicos en disolución ácida.

Las aminas catiónicas más simples, las sales de amina y los compuestos de amonio cuaternario pueden dibujarse esquemáticamente de esta manera:

en el que R representa una cadena de alquilo, R', R” y R'" pueden ser cadenas de alquilo o grupos arilo o hidrógeno y X representa un anión. Las sales de amina y los compuestos de amonio cuaternario se prefieren para el uso práctico en esta invención debido a su alto grado de solubilidad en agua.

La mayoría de los tensioactivos catiónicos comerciales de gran volumen se pueden subdividir en cuatro clases principales y subgrupos adicionales conocidos por los expertos en la técnica y descritos en “ Surfactant Encyclopedia” , Cosmetics & Toiletries, Vol. 104 (2) 86-96 (1989). La primera clase incluye las alquilaminas y sus sales. La segunda clase incluye las alquilimidazolinas. La tercera clase incluye las aminas etoxiladas. La cuarta clase incluye compuestos cuaternarios, tal como sales de alquilbencildimetilamonio, sales de alquilbenceno, sales de amonio heterocíclico y sales de tetraalquilamonio, y similares. Se sabe que los tensioactivos catiónicos tienen una variedad de propiedades que pueden ser beneficiosas en las presentes composiciones. Estas propiedades convenientes pueden incluir detergencia en composiciones de pH neutro o inferior, eficacia antimicrobiana, espesamiento o gelificación en cooperación con otros agentes y similares.

Los tensioactivos catiónicos útiles en las composiciones de la presente invención incluyen los que tienen la Fórmula R1mR2xYLZ en donde cada R1 es un grupo orgánico que contiene un grupo alquilo o alquenilo recto o ramificado opcionalmente sustituido con hasta tres grupos fenilo o hidroxilo y opcionalmente interrumpido por hasta cuatro de las siguientes estructuras:

o un isómero o mezcla de estas estructuras y que contiene de aproximadamente 8 a 22 átomos de carbono. Los grupos R1 pueden contener adicionalmente hasta 12 grupos etoxi. m es un número del 1 al 3. Preferiblemente, no más de un grupo R1 en una molécula tiene 16 o más átomos de carbono cuando m es 2 o más de 12 átomos de carbono cuando m es 3. Cada R2 es un grupo alquilo o hidroxialquilo que contiene de 1 a 4 átomos de carbono o un grupo bencilo con no más de un R2 en una molécula siendo bencilo y x es un número de 0 a 11, preferiblemente de 0 a 6. El resto de las posiciones de los átomos de carbono en el grupo Y están ocupadas por hidrógenos. Y puede ser un grupo que incluye, pero no se limita a:

o una mezcla de estos. Preferiblemente, L es 1 o 2, con los grupos Y separados por una fracción que se selecciona de los análogos de R1 y R2 (preferiblemente, alquileno o alquenileno) que tienen de 1 a aproximadamente 22 átomos de carbono y dos enlaces simples de carbono libres cuando L es 2. Z es un anión soluble en agua, tal como un anión haluro, sulfato, metilsulfato, hidróxido o nitrato, particularmente preferidos como aniones cloruro, bromuro, yoduro, sulfato o metil sulfato, en un número para dar neutralidad eléctrica del componente catiónico.

Tensioactivos anfóteros

Los tensioactivos anfóteros o anfolíticos contienen un grupo hidrófilo básico y uno ácido y un grupo hidrófobo orgánico. Estas entidades iónicas pueden ser cualquiera de los grupos aniónicos o catiónicos descritos en la presente memoria para otros tipos de tensioactivos. Un nitrógeno básico y un grupo carboxilato ácido son los grupos funcionales típicos que se emplean como grupos hidrófilos básicos y ácidos. En algunos tensioactivos, el sulfonato, el sulfato, el fosfonato o el fosfato proporcionan la carga negativa.

Los tensioactivos anfóteros pueden describirse ampliamente como derivados de aminas secundarias y terciarias alifáticas, en las que el radical alifático puede ser de cadena lineal o ramificada y en donde uno de los sustituyentes alifáticos contiene de 8 a 18 átomos de carbono y uno contiene un grupo aniónico soluble en agua, por ejemplo, carboxi, sulfo, sulfato, fosfato o fosfono. Los tensioactivos anfóteros se subdividen en dos clases principales conocidas por aquellos expertos en la técnica y se describen en “ Surfactant Encyclopedia” Cosmetics & Toiletries, Vol. 104 (2) 69-71 (1989).

La primera clase incluye los derivados de acil/dialquil etilendiamina (por ejemplo, derivados de 2-alquil hidroxietil imidazolina) y sus sales. La segunda clase incluye los N-alquilaminoácidos y sus sales. Algunos tensioactivos anfóteros pueden considerarse como pertenecientes a ambas clases.

Los tensioactivos anfóteros pueden sintetizarse por métodos conocidos por los expertos en la técnica. Por ejemplo, la 2-alquilhidroxietilimidazolina se sintetiza por condensación y cierre del anillo de un ácido carboxílico de cadena larga (o un derivado) con la dialquiletilendiamina. Los tensioactivos anfóteros comerciales se derivatizan por hidrólisis posterior y apertura del anillo del anillo de imidazolina por alquilación, por ejemplo, con ácido cloroacético o acetato de etilo. Durante la alquilación, uno o dos grupos carboxialquilo reaccionan para formar una amina terciaria y un enlace éter con diferentes agentes alquilantes que producen diferentes aminas terciarias.

Los derivados de imidazol de cadena larga que tienen aplicación en la presente invención generalmente tienen la fórmula general:(MONO)ACETATO (DI)PROPIONATO

Zwitternión a pH neutro

Sulfonato anfótero

en donde R es un grupo hidrófobo acíclico que contiene de 8 a 18 átomos de carbono y M es un catión para neutralizar la carga del anión, generalmente el sodio. Los compuestos anfóteros derivados de imidazolina comercialmente prominentes que pueden emplearse en las presentes composiciones incluyen, por ejemplo: Cocoanfopropionato, cocoanfocarboxipropionato, cocoanfoglicinato, cocoanfocarboxi-glicinato, cocoanfopropilsulfonato y ácido cocoanfocarboxipropiónico. Los ácidos anfocarboxílicos se pueden producir a partir de imidazolinas grasas en las que la funcionalidad de ácido dicarboxílico del ácido anfodicarboxílico es ácido diacético y/o ácido dipropiónico.

Los compuestos carboximetilados (glicinatos) descritos anteriormente en la presente memoria con frecuencia se denominan betaínas. Las betaínas son una clase especial de anfóteros que se analizan en la presente memoria a continuación en la sección titulada Tensioactivos Zwitteriónicos.

Los N-alquilaminoácidos de cadena larga se preparan fácilmente por reacción RNH<2>, en la que R=Cs-C<1>s alquilo de cadena lineal o ramificada, aminas grasas con ácidos carboxílicos halogenados. La alquilación de los grupos amino primarios de un aminoácido conduce a aminas secundarias y terciarias. Los sustituyentes alquilos pueden tener grupos amino adicionales que proporcionan más de un centro de nitrógeno reactivo. La mayoría de los N-alquilaminoácidos comerciales son derivados de alquilo de la beta-alanina o la beta-N(2-carboxietil) alanina. Los ejemplos de los anfolitos de N-alquilaminoácidos comerciales que tienen aplicación en esta invención incluyen alquil beta-amino dipropionatos, RN(C<2>H<4>COOM)<2>y RNHC<2>H<4>COOM. En una realización, R puede ser un grupo hidrófobo acíclico que contiene de aproximadamente 8 a aproximadamente 18 átomos de carbono, y M es un catión para neutralizar la carga del anión. Los tensioactivos anfóteros adecuados incluyen aquellos derivados de productos de coco tales como aceite de coco o ácido graso de coco. Los tensioactivos derivados de coco adecuados adicionales incluyen como parte de su estructura un resto etilendiamina, un resto alcanolamida, un resto aminoácido, p. ej. glicina, o una combinación de los mismos; y un sustituyente alifático de desde aproximadamente 8 a 18 (p. ej., 12) átomos de carbono. Tal tensioactivo también puede considerarse un ácido alquil anfodicarboxílico. Estos tensioactivos anfóteros pueden incluir estructuras químicas representadas como: C i2-alquil-C(O)-NH-CH2-CH2-N+(CH2-CH2-CO2Na)2-CH2-CH2-OH o C12-alquil-C(O)-N(H)-CH2-CH2-N+(CH2-CO2Na)2-CH2-cH 2-OH. El cocoanfodipropionato de disodio es un tensioactivo anfótero adecuado y está comercialmente disponible con el nombre comercial Miranol™ FBS de Rhodia Inc., Cranbury, N.J. Otro tensioactivo anfótero derivado de coco adecuado, con el nombre químico cocoanfodiacetato de disodio, se comercializa con el nombre comercial Mirataine™ JCHA, también de Rhodia Inc., Cranbury, N.J.

Una lista típica de clases anfóteras, y especies de estos tensioactivos, se proporciona en la patente US- n.° 3.929.678 concedida a Laughlin y Heuring el 30 de diciembre de 1975. Se dan más ejemplos en “ Surface Active Agents and Detergents” (Vol. I y II por Schwartz, Perry y Berch).

Tensioactivos zwitteriónicos

Los tensioactivos zwitteriónicos pueden considerarse como un subconjunto de los tensioactivos anfóteros y pueden incluir una carga aniónica. Los tensioactivos zwitteriónicos pueden describirse ampliamente como derivados de aminas secundarias y terciarias, derivados de aminas secundarias y terciarias heterocíclicas, o derivados de compuestos de amonio cuaternario, fosfonio cuaternario o sulfonio terciario. Normalmente, un tensioactivo zwitteriónico incluye un amonio cuaternario cargado positivamente o, en algunos casos, un ion sulfonio o fosfonio; un grupo carboxilo cargado negativamente; y un grupo alquilo. Los zwitteriónicos generalmente contienen grupos catiónicos y aniónicos los cuales se ionizan en un grado casi igual en la región isoeléctrica de la molécula y los cuales pueden desarrollar una fuerte atracción de tipo “ sal interna” entre los centros de carga positiva y negativa. Los ejemplos de tales tensioactivos sintéticos zwitteriónicos incluyen derivados de compuestos de amonio, fosfonio y sulfonio cuaternarios alifáticos, en los que los radicales alifáticos pueden ser de cadena lineal o ramificada, y en donde uno de los sustituyentes alifáticos contiene de 8 a 18 átomos de carbono y uno contiene un grupo solubilizante en agua aniónico, por ejemplo, carboxi, sulfonato, sulfato, fosfato o fosfonato.

Los tensioactivos de betaína y sultaína son tensioactivos dipolares ilustrativos para uso en la presente memoria. Una Fórmula general para estos compuestos es:

en donde R1 contiene un radical alquilo, alquenilo o hidroxialquilo de desde 8 a 18 átomos de carbono que tiene desde 0 hasta 10 restos óxido de etileno y desde 0 hasta 1 resto glicerilo; Y se selecciona del grupo que consiste en átomos de nitrógeno, fósforo y azufre; R2 es un grupo alquilo o monohidroxialquilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; x es 1 cuando Y es un átomo de azufre y 2 cuando Y es un átomo de nitrógeno o fósforo, R3 es un alquileno o hidroxialquileno o hidroxialquileno de desde 1 hasta 4 átomos de carbono y Z es un radical seleccionado del grupo que consiste en grupos carboxilato, sulfonato, sulfato, fosfonato y fosfato.

Los ejemplos de tensioactivos zwitteriónicos que tienen las estructuras indicadas anteriormente incluyen: 4-[N,N-di(2-hidroxietil)-N-octadecilamonio]-butano-1-carboxilato; 5-[S-3-hidroxipropil-S-hexadecilsulfonio]-3-hidroxipentano-1-sulfato; 3-[P,P-dietil-P-3,6,9-trioxatetracosanofosfonio]-2-hidroxipropano-1-fosfato; 3-[N,N-dipropil-N-3-dodecoxi-2-hidroxipropil-amonio]-propano-1-fosfonato; 3-(N,N-dimetil-N-hexadecilamonio)-propano-1-sulfonato; 3-(N,N-dimetil-N-hexadecilamonio)-2-hidroxi-propano-1-sulfonato; 4-[N,N-di(2(2-hidroxietil)-N(2-hidroxidodecil)amonio]-butano-1-carboxilato; 3-[S-etil-S-(3-dodecoxi-2-hidroxipropil)sulfonio]-propano-1-fosfato; 3-[P,P-dimetil-P-dodecilfosfonio]-propano-1-fosfonato; y S[N,N-di(3-hidroxipropil)-N-hexadecilamonio]-2-hidroxi-pentano-1-sulfato. Los grupos alquilo contenidos en dichos tensioactivos detergentes pueden ser lineales o ramificados y saturados o insaturados.

El tensioactivo zwitteriónico adecuado para uso en las presentes composiciones incluye una betaína de la estructura general:

Estas betaínas tensioactivas típicamente no exhiben fuertes caracteres catiónicos o aniónicos a pH extremos, ni muestran una solubilidad reducida en agua en su intervalo isoeléctrico. A diferencia de las sales de amonio cuaternario “ externas” , las betaínas son compatibles con los aniónicos. Los ejemplos de betaínas adecuadas incluyen acilamidopropildimetilbetaína de coco; hexadecildimetilbetaína; acilamidopropilbetaína C<12-14>; acilamidohexildietilbetaína C<8-14>; 4-acilmetilamidodietilamonio-1-carboxibutano C<14-16>; acilamidodimetilbetaína C<16-18>; acilamidopentanodietilbetaína C<12-16>; y acilmetilamidodimetilbetaína C<12-16>.

Las sultaínas útiles en la presente invención incluyen aquellos compuestos que tienen la fórmula (R(R1)<2>N+ R2SO3-, en la que R es un grupo hidrocarbilo C6 -C<18>, cada R1 es típicamente independientemente alquilo C<1>-C<3>, p. ej., metilo, y R2 es un grupo hidrocarbilo Ci-C6, p. ej., un grupo alquileno C<1>-C<3>o hidroxialquileno.

Una lista típica de clases zwitteriónicas, y especies de estos tensioactivos, se proporciona en la patente US- n.° 3.929.678 concedida a Laughlin y Heuring el 30 de diciembre de 1975. Se dan más ejemplos en “ Surface Active Agents and Detergents” (Vol. I y II por Schwartz, Perry y Berch).

Métodos de fabricación de las composiciones limpiadoras

Las composiciones tensioactivas solidificadas de la invención pueden incluirse en diversas composiciones limpiadoras. Preferiblemente, las composiciones limpiadoras son composiciones sólidas. Las composiciones de limpieza sólidas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, composiciones sólidas granulares y granuladas, polvos, composiciones de bloques sólidos, composiciones de bloques sólidos fundidos, composiciones de bloques sólidos extruidos, composiciones sólidas prensadas y otras. Preferiblemente, las composiciones limpiadoras son sólidos prensados.

Las composiciones limpiadoras de partículas sólidas pueden elaborarse simplemente mezclando los ingredientes sólidos secos formados según la invención en proporciones adecuadas o aglomerando los materiales en sistemas de aglomeración apropiados. Los materiales granulados se pueden fabricar comprimiendo los materiales granulados sólidos o aglomerados en un equipo de granulación apropiado para obtener materiales granulados de tamaño apropiado. Los materiales de bloque sólido y de bloque sólido moldeado pueden fabricarse introduciendo en un recipiente o bien un bloque de material previamente endurecido o bien un líquido moldeable que se endurece para dar un bloque sólido dentro de un recipiente. Los contenedores preferidos incluyen contenedores de plástico desechables o contenedores de película soluble en agua. Otro envase adecuado para la composición incluye bolsas flexibles, paquetes, envoltura retráctil, y película soluble en agua tal como alcohol polivinílico.

Las composiciones de limpieza sólidas pueden formarse mediante el uso de un sistema de mezcla continuo o discontinuo. En una realización ilustrativa, se usa una extrusora de husillo simple o doble para combinar y mezclar uno 0 más componentes a alto cizallamiento para formar una mezcla homogénea. En algunas realizaciones, la temperatura de procesamiento está en o por debajo de la temperatura de fusión de los componentes. La mezcla procesada puede dispensarse del mezclador por conformación, fundición u otros medios adecuados, con lo cual la composición de limpieza se endurece hasta una forma sólida. La estructura de la matriz puede caracterizarse según su dureza, punto de fusión, distribución de material, estructura cristalina, y otras propiedades similares según métodos conocidos en la técnica. Generalmente, una composición de limpieza sólida procesada según el método de la invención es sustancialmente homogénea con respecto a la distribución de ingredientes en toda su masa y es dimensionalmente estable.

En un procedimiento de extrusión, los componentes líquidos y sólidos se introducen en el sistema de mezclado final y se mezclan continuamente hasta que los componentes forman una mezcla semisólida sustancialmente homogénea en la que los componentes se distribuyen por toda su masa. La mezcla se descarga después del sistema de mezcla en, o a través de, un troquel u otro medio de moldeo. Una vez que se completa el mezclado, el producto se transfiere a un contenedor de empaque donde tiene lugar la solidificación. En una realización ilustrativa, la composición formada comienza a endurecerse a una forma sólida entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 3 horas. Particularmente, la composición fundida formada comienza a endurecerse a una forma sólida entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 2 horas. Más particularmente, la composición formada comienza a endurecerse a una forma sólida entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 20 minutos.

En un procedimiento de moldeo, los componentes líquidos y sólidos se introducen en el sistema de mezclado final y se mezclan continuamente hasta que los componentes forman una mezcla líquida sustancialmente homogénea en la que los componentes se distribuyen por toda su masa. En una realización ilustrativa, los componentes se mezclan en el sistema de mezcla durante al menos aproximadamente 60 segundos. Una vez que se completa el mezclado, el producto se transfiere a un contenedor de envasado donde tiene lugar la solidificación. En una realización ilustrativa, la composición fundida comienza a endurecerse a una forma sólida entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 3 horas. Particularmente, la composición fundida comienza a endurecerse a una forma sólida entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 2 horas. Más particularmente, la composición fundida comienza a endurecerse entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 20 minutos.

En un proceso de sólidos prensados, un sólido fluido, como los sólidos granulares u otras partículas sólidas, se combinan bajo presión. En un proceso de sólidos prensados, los sólidos fluidos de las composiciones se colocan en una forma (por ejemplo, un molde o recipiente). El método puede incluir presionar suavemente el sólido fluido en la forma para producir la composición de limpieza sólida. La presión puede aplicarse por una máquina de bloques o una prensa de mesa giratoria, o similar. Puede aplicarse una presión de aproximadamente 6,895 kPa a aproximadamente 20680 kPa (de aproximadamente 1 a aproximadamente 3000 psi), de aproximadamente 34,47 kPa a aproximadamente 17240 kPa (de aproximadamente 5 a aproximadamente 2500 psi), >r de aproximadamente 68,95 a aproximadamente 13790 kPa (de aproximadamente 10 a aproximadamente 200 psi).

Como se usa en la presente descripción, el término “ psi” o “ libras por pulgada cuadrada” se refiere a la presión real que se aplica al sólido fluido que se prensa y no se refiere al calibre o la presión hidráulica medida en un punto del aparato que realiza el prensado. El método puede incluir una etapa de curado para producir la composición de limpieza sólida. Como se menciona en la presente memoria, una composición no curada que incluye el sólido fluido se comprime para proporcionar suficiente contacto superficial entre las partículas que forman el sólido fluido para que la composición no curada solidifique en una composición de limpieza sólida estable. Una cantidad suficiente de partículas (por ejemplo, gránulos) en contacto entre sí proporciona la unión de partículas entre sí efectiva para hacer una composición sólida estable. La inclusión de una etapa de curado opcional puede incluir permitir que el sólido prensado se solidifique durante un período de tiempo, tal como unas pocas horas, o aproximadamente 1 día (o más). En aspectos adicionales, los métodos podrían incluir hacer vibrar el sólido fluido en la forma o molde, tal como los métodos descritos en la patente estadounidense n.° 8.889.048.

El uso de sólidos prensados proporciona numerosos beneficios con respecto a composiciones de comprimidos o bloques sólidos convencionales, que pueden requerir alta presión en una prensa de comprimidos, o moldeo que requiere la fusión de una composición que consume cantidades significativas de energía, y/o extrusión que requiere equipos costosos y conocimientos tecnológicos avanzados. Los sólidos prensados superan dichas diversas limitaciones de otras formulaciones sólidas para las cuales existe la necesidad de fabricar composiciones de limpieza sólidas. Además, las composiciones sólidas prensadas conservan su forma en condiciones en las que puede almacenarse o manipularse la composición.

Por el término “ sólida” , se entiende que la composición endurecida no fluirá y retendrá sustancialmente su forma bajo tensión o presión moderada o simple gravedad. Un sólido puede estar en diversas formas tales como un polvo, un copo, un gránulo, una píldora, un comprimido, una pastilla, un disco, una briqueta, un ladrillo, un bloque sólido, una dosis unitaria u otra forma sólida conocida por los expertos en la técnica. El grado de dureza de la composición sólida fundida y/o una composición sólida prensada puede variar de la de un producto sólido fusionado que es relativamente denso y duro, por ejemplo, como el hormigón, hasta una consistencia caracterizada por ser una pasta endurecida. Además, el término “ sólido” se refiere al estado de la composición de limpieza en las condiciones esperadas de almacenamiento y uso de la composición de limpieza sólida. En general, se espera que la composición de limpieza permanezca en forma sólida cuando se expone a temperaturas de hasta aproximadamente 37,8 °C (100 °F) y particularmente hasta aproximadamente 48,9 °C (120 °F).

La composición de limpieza sólida resultante puede adoptar formas incluyendo, pero sin limitarse a: un producto sólido moldeado; un producto aglomerado, bloque, comprimido, polvo, gránulo, copo sólido extruido, moldeado o conformado; sólido prensado; o el sólido formado puede triturarse posteriormente o conformarse para dar un polvo, gránulo o copo. En una realización ilustrativa, los materiales de gránulos extruidos formados por la matriz de solidificación tienen un peso de entre aproximadamente 50 gramos y aproximadamente 250 gramos, los sólidos extruidos formados por la composición tienen un peso de aproximadamente 100 gramos o más, y los detergentes en bloque sólidos formados por la composición tienen una masa de entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10 kilogramos. Las composiciones sólidas proporcionan una fuente estabilizada de materiales funcionales. En algunas realizaciones, la composición sólida se puede disolver, por ejemplo, en un medio acuoso u otro medio, para crear una disolución concentrada y/o de uso. La solución puede dirigirse a un depósito de almacenamiento para su posterior uso y/o dilución, o puede aplicarse directamente en un punto de uso.

Las siguientes patentes describen varias combinaciones de agentes de solidificación, unión y/o endurecimiento que pueden utilizarse en las composiciones de limpieza sólidas de la presente invención. Las patentes de EE. UU. US-7.153.820; US-7.094.746; US-7.087.569; US-7.037.886; US-6.831.054; US-6.730.653; US-6.660.707; US-6.653.266; US-6.583.094; US-6.410.495; US-6.258.765; US-6.177.392; US-6.156.715; US-5.858.299; US-5.316.688; US-5.234.615; US-5.198.198; US-5.078.301; US-4.595.520; US-4.680.134; RE32.763; y RE32818.

Las composiciones líquidas pueden prepararse típicamente formando los ingredientes en un sistema líquido acuoso o de disolvente líquido acuoso. Dichos sistemas se hacen típicamente disolviendo o suspendiendo los ingredientes activos en agua o en un disolvente compatible y luego diluyendo el producto hasta una concentración apropiada, ya sea para formar un concentrado o una disolución de uso del mismo. Las composiciones gelificadas pueden prepararse de manera similar disolviendo o suspendiendo los ingredientes activos en un sistema acuoso, líquido acuoso o acuoso orgánico mixto compatible que incluye un agente gelificante a una concentración apropiada. Todas las publicaciones y solicitudes de patentes en esta descripción son indicativas del nivel de experiencia en la técnica a la cual pertenece esta invención.

Ejemplos

Las realizaciones de la presente invención se definen adicionalmente en los siguientes ejemplos no limitantes. Debe entenderse que estos ejemplos, aunque indican determinadas realizaciones de la invención, se dan solo a modo de ilustración. A partir de la discusión anterior y estos ejemplos, un experto en la técnica puede determinar las características esenciales de esta invención y, sin apartarse del espíritu y el alcance de la misma, puede realizar varios cambios y modificaciones de las realizaciones de la invención para adaptarla a varios usos y condiciones. Por lo tanto, diversas modificaciones de las realizaciones de la invención, además de las mostradas y descritas en la presente memoria, serán evidentes para los expertos en la técnica a partir de la descripción anterior. Se pretende, además, que tales modificaciones caigan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Los materiales usados en los siguientes ejemplos se proporcionan en la presente memoria:

Acusol 445N, un homopolímero de ácido acrílico totalmente neutralizado obtenido de Rohm and Haas. Acusol 445ND, un homopolímero de ácido acrílico secado por pulverización obtenido de Rohm and Haas.

Ammonyx LO (30 %), un óxido de lauramina comercializado por Stepan Co.

Biosoft N-411, sulfonato de dodecilbenceno de isopropilamina disponible de Stepan Co.

BIO-TERGE® AS-90, unas perlas de sulfonato de alfaolefina de sodio C14-C16 secadas por pulverización con un 90 % de actividad disponibles de Stepan Co.

BIO-TERGE® AS-40K, un sulfonato de olefina sódica C14-C16 líquido activo al 40 % disponible de Stepan Co. Los ingredientes adicionales empleados que están disponibles en múltiples fuentes comerciales incluyen: lauril sulfato de amonio, tensioactivo de cocamina, alquilbencenosulfonato lineal (LAS), ácido alquilbencenosulfónico lineal (ácido LAS), sulfato de magnesio (MgSO<4>), polietilenglicol 8000 (PEG 8000), acetato de sodio, cloruro de sodio (NaCl), lauril éter sulfato de sodio (SLES), sulfato de sodio (Na<2>SO<4>), xilensulfato de sodio (SXS), trietanolamina (TEA) y urea (microprilada).

Ejemplo 1

Tensioactivos aniónicos líquidos solidificados en un secador por pulverización

Los ejemplos de tensioactivos aniónicos líquidos se solidificaron con un dispositivo de secado por pulverización. Se realizaron pruebas para evaluar la solidificación con un aglutinante, un portador sólido y una combinación de aglutinante y portador. La tabla 4 proporciona las composiciones preparadas y comentarios con respecto a las características de flujo de polvo de La composición tensioactiva solidificada resultante. Las razones se basan en la concentración activa y representan valores aproximados basados en las diferencias en la concentración y los procedimientos de manipulación de materiales para medir y dosificar materiales líquidos y sólidos. Cuando un componente comprende múltiples especies, por ejemplo, cuando se añaden dos o más tensioactivos aniónicos líquidos, la relación se basa en la cantidad total de tensioactivo aniónico líquido activo y no en la cantidad de cada tensioactivo aniónico líquido individual, a menos que se especifique lo contrario.

Las composiciones tensioactivas líquidas solidificadas del ejemplo 1 son comparativas.

Tabla 4

Como puede verse en la tabla 4, los tensioactivos líquidos eran capaces de solidificarse en forma de polvo con buenas propiedades de flujo. Además, la concentración activa de los tensioactivos solidificados puede ser alta en comparación con la tecnología existente. Por ejemplo, las concentraciones activas más bajas de tensioactivo líquido solidificado fueron del 50 %, lo que representa una mejora espectacular con respecto a los métodos y composiciones existentes. Las formulaciones también se prepararon con un tensioactivo líquido adicional como cotensioactivo añadido además del aglutinante y/o portador. Los resultados de este ensayo se proporcionan a continuación en la tabla 5. De nuevo, las razones se basan en la concentración activa.

Tabla 5

La tabla 5 demuestra que los tensioactivos líquidos podrían solidificarse con un portador y un cotensioactivo líquido.

Ejemplo 2

Solidificar tensioactivos aniónicos líquidos en un lecho fluidizado con un

Proceso de aglomeración

Los ejemplos de tensioactivos aniónicos líquidos se solidificaron con un lecho fluidizado en un proceso de aglomeración. Se realizaron pruebas para evaluar la solidificación con un aglutinante, un portador sólido y una combinación de aglutinante y portador. La tabla 6 proporciona las composiciones preparadas y comentarios con respecto a las características de flujo de polvo de La composición tensioactiva solidificada resultante. Las razones se basan en la concentración activa y representan valores aproximados basados en las diferencias en la concentración y los procedimientos de manipulación de materiales para medir y dosificar materiales líquidos y sólidos. Cuando un componente comprende múltiples especies, por ejemplo, cuando se añaden dos o más tensioactivos aniónicos líquidos, la relación se basa en la cantidad total de tensioactivo aniónico líquido activo y no en la cantidad de cada tensioactivo aniónico líquido individual, a menos que se especifique lo contrario.

Tabla 6

Claims

REIVINDICACIONES

i. Una composición tensioactiva líquida solidificada que comprende:

un tensioactivo aniónico líquido que es lauril éter sulfato de sodio;

un aglutinante sólido que comprende un PEG que tiene un punto de fusión de al menos 40 °C; en donde el aglutinante sólido y el tensioactivo líquido están en una razón de entre 4:1 a 1:60 por activos;

en donde la composición es un polvo y el tensioactivo líquido se solidifica en la composición, y en donde La composición tensioactiva solidificada tiene menos del 5 % en peso de agua.
2. La composición tensioactiva solidificada de la reivindicación 1, en donde el aglutinante sólido y el tensioactivo líquido están en una razón de entre 3:1 y 1:50 activos.
3. La composición tensioactiva solidificada de una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde el aglutinante es PEG 1450, PEG 3350, PEG 4000, PEG 4600, PEG 8000 o una combinación de los mismos.
4. La composición tensioactiva solidificada de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que comprende además un portador.
5. La composición tensioactiva solidificada de la reivindicación 4, en donde el aglutinante y el portador tienen una solubilidad en agua de 0,2 g/l o más a 20 °C.
6. La composición tensioactiva solidificada de una cualquiera de las reivindicaciones 4-5, en donde el portador comprende sulfonato de alfa olefina, sulfonato de alquilo lineal, laurilsulfato de sodio, alquilsulfato de sodio, carbonato de sodio, carbonato de magnesio, sulfato de magnesio, sulfato de magnesio, cloruro de sodio, o una combinación de los mismos.
7. La composición tensioactiva solidificada de una cualquiera de las reivindicaciones 4-6, en donde el portador es un sólido.
8. La composición tensioactiva solidificada de una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde La composición tensioactiva solidificada tiene menos del 2 % en peso de agua.