ES2210789T3 - Composiciones detergentes. - Google Patents
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Abstract
Un comprimido de una composición de limpieza compacta, en partículas, que contiene tensioactivo y coadyuvante de la detergencia, y que tiene una pluralidad de regiones discretas con composiciones diferentes, cada una de cuyas regiones es una matriz de partículas compactas, caracterizado porque al menos dicha una región del comprimido contiene polímero insoluble en agua, hinchable en agua, en una concentración mayor que en al menos una otra región del comprimido, para promover la disgregación de la dicha primera región o regiones antes que la citada otra región o regiones.
Description
Composiciones detergentes.
Esta invención se refiere a composiciones de
limpieza en forma de comprimidos, por ejemplo para uso en el lavado
de tejidos o en lavavajillas.
Las composiciones detergentes en forma de
comprimidos se describen, por ejemplo, en los documentos US 3953350
(Kao) y EP-A-711827 (Unilever), y se
venden comercialmente en España. En el documento WO96/28530
(P&G) se describen comprimidos para lavavajillas. Los
comprimidos tienen ventajas con respecto a los productos en polvo,
por cuanto no es necesario medirlos y, de este modo, son más
fáciles de manipular y dispensar en la carga de lavado.
El documento EP 522.766 se refiere a comprimidos
de una composición detergente en partículas compacta, que comprende
compuestos activos y coadyuvante, en los que los comprimidos
constan de una matriz de partículas que están sustancialmente
libres de partículas < 200 micrómetros, mientras que las
partículas se deben revestir individualmente con un
aglutinante/disgregante.
El documento US 5.360.567 describe comprimidos de
una composición detergente compacta, en los que 2 a 50% de la
composición son compuestos activos detergentes mientras que hay
además 20 a 80% de un coadyuvante, mientras que las regiones
discretas del comprimido constan de una matriz de partículas dentro
de un intervalo específico de tamaño de partículas cuyos límites
superior e inferior difieren en menos de 700 micrómetros.
Según el documento EP 716144, se describen
comprimidos de composición detergente compacta que incluyen un
material polimérico orgánico distribuido en al menos una región del
comprimido, mientras que el comprimido tiene un revestimiento
externo de material soluble en agua.
El documento EP 711.828 tiene como objeto un
procedimiento para obtener comprimidos que comprenden compuestos
activos detergentes y coadyuvantes, en el que la compactación se
realiza a una temperatura de las partículas en una composición en
la que está distribuida un material aglutinante. El documento EP
481.793 describe un comprimido en el que hay percarbonato que se
separa de los otros ingredientes de la composición mediante
segregación.
Ninguno de los documentos anteriores revela una
solución que sea aplicable para resolver los problemas de la
aceleración de la disgregación de los comprimidos.
Los comprimidos de una composición de limpieza
generalmente se obtienen comprimiendo o compactando una cantidad de
la composición en forma de partículas. Es deseable que los
comprimidos tengan una resistencia adecuada cuando están secos,
pero que se dispersen y disuelvan rápidamente cuando se añadan al
agua de lavado. En tales comprimidos, cualquier tensioactivo
funciona como un aglutinante, plastificando al comprimido. Sin
embargo, también puede retrasar la disgregación del comprimido
formando un gel viscoso cuando el comprimido entra en contacto con
el agua.
Ha habido un número de propuestas en busca de
comprimidos que se subdividen en regiones separadas (por ejemplo,
capas) que difieren en su composición. Esto se ha hecho a fin de
aislar componentes de la composición del comprimido durante el
almacenamiento del comprimido.
El documento
GB-A-911204 describe comprimidos en
los que un comprimido detergente contiene un agente de blanqueo de
tipo preoxigenado, y un activador del blanqueo está confinado en
una capa separada del comprimido o en un inserto dentro de él.
El documento
GB-A-1423536 describe comprimidos en
los que el activador del blanqueo está contenido en gránulos
separados, revestidos de polímero, mientras que la parte principal
de los comprimidos incluye un almidón soluble o hinchable.
El documento
EP-A-481793 describe comprimidos en
los que se aísla percarbonato de sodio en una región discreta del
comprimido, y potencia su estabilidad.
El documento
US-A-3962107 describe un comprimido
para la limpieza de la dentadura en el que está contenida una enzima
en una capa del comprimido, mientras que el agente de blanqueo de
tipo peroxigenado está contenido en otra capa que se disuelve más
lentamente. Ambas capas contienen materiales productores de
efervescencia.
El documento
US-A-4099912 enseña que el lavado de
tejidos se debe realizar usando una pluralidad de comprimidos que
contienen una pluralidad de diferentes componentes de la composición
detergente.
La presente invención hace uso de un material
polimérico hinchable en agua para acelerar la disgregación de al
menos una región de un comprimido, antes que otra región o
regiones.
Según la presente invención, se proporciona un
comprimido de una composición de limpieza en partículas compacta
que contiene tensioactivo y coadyuvante de la detergencia, y que
tiene una pluralidad de regiones discretas con composiciones
diferentes, cada una de cuyas regiones es una matriz de partículas
compactas, caracterizado porque al menos una dicha región del
comprimido contiene polímero insoluble en agua, hinchable en agua,
en una concentración mayor que en al menos otra región del
comprimido, para promover la disgregación de la dicha primera región
o regiones antes que la citada otra región o regiones.
Las regiones del comprimido son, lo más probable,
capas separadas dentro de un comprimido. Sin embargo, una región
discreta de un comprimido podría ser un núcleo o un inserto,
mientras que otra región discreta podría ser una cubierta o
revestimiento alrededor de tal núcleo o inserto.
La dicha primera región o regiones de los
comprimidos, que se disgrega y se disuelve antes que las otras
regiones, puede contener un ingrediente (por ejemplo, una enzima)
que está destinada a funcionar en el licor del lavado antes de que
otro constituyente, contenido en la otra región o regiones de los
comprimidos, sea liberado totalmente en el licor del lavado.
Otra posibilidad es que la otra región o regiones
del comprimido, que se disgregan más lentamente, contengan un
ingrediente que esté destinado a funcionar hacia el final del ciclo
de lavado. Por ejemplo, éste podría ser un polímero
antirredeposición, un polímero de suspensión de la suciedad o un
componente de blanqueo. Si éste se libera más tarde en el ciclo de
lavado, se minimizará la proporción del mismo que es recogida en
las micelas del tensioactivo y gastada efectivamente.
Otra posibilidad es que un comprimido tenga dos
capas que se disuelven a velocidades diferentes, que contienen
materiales para dar valores diferentes de pH en el licor del lavado
a tiempos diferentes durante un ciclo de lavado.
Un comprimido de esta invención puede estar
destinado para uso en lavavajillas. Tal comprimido es probable que
contenga tensioactivo en una concentración baja, tal como 0,5 a 2%
en peso, basada en el comprimido total, aunque se pueden usar
mayores concentraciones que oscilan hasta 10% en peso. Tal
comprimido contendrá típicamente sales, tales como alrededor de 60%
en peso, a menudo sobre 85% en peso del comprimido.
Las sales solubles en agua usadas típicamente en
composiciones para lavavajillas son fosfatos (incluyendo fosfatos
condensados), carbonatos y silicatos, generalmente como sales de
metales alcalinos. Las sales de metales alcalinos, solubles en
agua, seleccionadas de fosfatos, carbonatos y silicatos, pueden
proporcionar 60% en peso o más de una composición para un
lavavajillas. En tal comprimido para lavavajillas, una región
discreta, que se disgrega y se disuelve primero, puede ser una
composición de prelavado que contiene enzima o enzimas y algunas
sales solubles en agua.
Otra posibilidad es que un comprimido de esta
invención esté destinado a lavar tejidos. En este caso, el
comprimido probablemente contendrá al menos 2% en peso,
probablemente al menos 5% en peso, hasta 40 ó 50% en peso de
tensioactivo, basado en el comprimido total, y de 5 a 8% en peso de
coadyuvante de la detergencia, basado en el comprimido total.
En tal comprimido, una región discreta, que se
disgrega y disuelve primero, puede ser una composición de prelavado
que contiene enzima o enzimas. Tal composición de prelavado
generalmente incluirá coadyuvante de la detergencia en una cantidad
de 5 a 90% en peso de la región discreta.
El resto de la composición puede ser entonces
adecuada para el lavado principal de tejidos, que contiene de 5 y
preferiblemente 10% en peso hasta 40% o 50% de tensioactivo.
Se apreciará que dentro de esta invención es
posible que la dicha primera región, que contiene material
polimérico hinchable en agua, no contenga propiamente tensioactivo
o coadyuvante de la detergencia. Por ejemplo, podría contener
enzima o enzimas y sales portadoras solubles en agua que no tienen
función como suavizantes del agua.
Sin embargo, la dicha primera región o regiones,
que contiene polímero insoluble en agua e hinchable en agua, a
menudo contendrá sales coadyuvantes de la detergencia, y puede
contener al menos algo de tensioactivo.
Por ejemplo, para el lavado de tejidos, una
composición de prelavado, usada para formar una región discreta de
un comprimido, puede contener enzima o enzimas, 5 hasta 90% en peso
de coadyuvante de la detergencia y de 0 hasta 2% de tensioactivo,
junto con al menos 5% en peso de partículas de polímero hinchable
en agua.
La disgregación de la dicha primera región es
promovida por la incorporación de un polímero insoluble en agua e
hinchable en agua. La dicha primera región también puede contener
materiales solubles en agua, más específicamente partículas que
contienen al menos 40% (en peso de estas partículas (ii)) de uno o
más materiales seleccionados de:
- \bullet
- compuestos con una solubilidad en agua que supera los 50 gramos por 100 gramos de agua
- \bullet
- tripolifosfato de sodio fase I, o
- \bullet
- tripolifosfato de sodio que está parcialmente hidratado de forma que contenga agua de hidratación en una cantidad que es al menos 0,5% en peso del tripolifosfato de sodio en las partículas.
Los comprimidos muy adecuados comprenden una
primera región, que contiene 0,5-50% en peso de
tensioactivo, 5 a 80% de coadyuvante de la detergencia y 0,
1-8% en peso de dichas partículas que contienen
material polimérico insoluble en agua e hinchable en agua. En
comprimidos particulares, en los que la primera región contiene
5-25% en peso de partículas adicionales que
promueven la disgregación como se definen anteriormente.
Puede haber una diferencia sustancial en los
tiempos para la disgregación de la dicha primera región o regiones
y la dicha otra región o regiones. En una adición de un comprimido
a agua a 20ºC, la dicha otra región o regiones pueden permanecer
intactas durante al menos 5 o incluso al menos 10 minutos tras la
disgregación de la dicha primera región o regiones.
Los materiales que se pueden usar en los
comprimidos de esta invención se expondrán ahora con más
detalle.
Los materiales poliméricos hinchables en agua son
insolubles en agua. Preferiblemente, tienen una capacidad de
absorción de agua suficiente tal que pueden absorber al menos
cuatro veces su propio peso de agua, es decir, una captación de
agua de al menos 4 g por g.
Se conoce un número de tales materiales, y
generalmente se basan en celulosa, la cual se puede modificar
químicamente para potenciar su capacidad de captación de agua.
Algunas veces tales celulosas modificadas tienen sustituyentes
iónicos pero, para esta invención, se prefiere que cualquiera de
los sustituyentes sea no iónico.
Sorprendentemente, se ha encontrado que tal
material es mucho más efectivo si tiene un tamaño de partículas
relativamente grande. Por lo tanto, se prefiere que el material
polimérico tenga un tamaño de partículas de al menos 400, mejor al
menos 500, micrómetros. Tal material polimérico, con un tamaño de
partículas de al menos 400 micrómetros, es preferiblemente un
aglomerado de partículas más pequeñas cuyo tamaño más grande no es
mayor que 200 micrómetros, preferentemente no mayor que 150
micrómetros. Esto hace posible que al menos parte de las partículas
del polímero se rompan durante el ciclo de lavado.
El material puede existir como partículas
relativamente redondas, o como partículas relativamente planas
tales como copos o discos. En el último caso, el tamaño (diámetro)
de los copos será mayor, quizás sustancialmente mayor, que el
diámetro de una esfera con el mismo volumen.
El tamaño más grande de partículas del material
polimérico se puede determinar mediante análisis por tamiz; y la
forma de las partículas se puede observar con el microscopio.
Es habitual usar carboximetilcelulosa sódica
(SCMC) en composiciones detergentes, habitualmente como no más de 3%
en peso de la composición. Se ha encontrado que tales cantidades de
SCMC son generalmente ineficaces para promover la disgregación del
comprimido.
Se ha encontrado deseable usar materiales
poliméricos, hinchables, con poco o ningún carácter iónico. Tales
materiales pueden ser polisacáridos con poca o ninguna sustitución
iónica.
La ausencia o casi ausencia de sustitución iónica
se puede expresar afirmando que la densidad de carga del material
polimérico es baja, tal como menor que 10^{-3}, mejor menor que 6
x 10^{-4} o incluso cero. La expresión "densidad de carga"
representa el número de cargas en una molécula de polímero,
dividido entre el peso molecular del polímero. Esencialmente es lo
mismo que el número medio de cargas en una unidad que se repite del
polímero, dividido entre el peso molecular medio de una unidad que
se repite.
El material insoluble en agua e hinchable en agua
se añade preferiblemente como partículas que contienen tal material
como al menos 75% del peso anhidro de estas partículas (es decir,
ignorando su contenido de humedad), y habitualmente contendrá poco
o nada, excepto el polímero y cualquier humedad que le acompañe.
Estas partículas no proporcionan preferiblemente
más de 5 u 8% en peso del comprimido como un todo. Sin embargo, una
región discreta de un comprimido puede contener una concentración
más elevada de tales partículas, por ejemplo de 3% en peso hasta 10
ó 15% en peso de la región.
El polímero hinchable en agua puede estar
acompañado en la dicha primera región o regiones del comprimido por
partículas adicionales que contienen al menos 40% de su propio
peso, mejor al menos 50%, de un material que tiene una solubilidad
en agua desionizada a 20ºC de al menos 50 gramos por 100 gramos de
agua.
Las mencionadas partículas pueden proporcionar
material de esta solubilidad específica en una cantidad que es de 5
a 40% en peso de la dicha primera región o regiones del
comprimido.
Una solubilidad de al menos 50 gramos por 100
gramos de agua a 20ºC es una solubilidad excepcionalmente elevada:
muchos materiales que se clasifican como solubles en agua son menos
solubles que esto.
A continuación se enumeran algunos de los
materiales muy solubles en agua que se pueden usar, con sus
solubilidades expresadas como gramos de sólido para formar una
disolución saturada en 100 gramos de agua a 20ºC.
| Material | Solubilidad en agua (g/100 g) |
| Citrato de sodio dihidratado | 72 |
| Carbonato de potasio | 112 |
| Urea | >100 |
| Acetato de sodio | 119 |
| Acetato de sodio trihidratado | 76 |
| Sulfato de magnesio 7H_{2}O | 71 |
Por el contrario, las solubilidades de algunos
otros materiales habituales a 20ºC son:
| Material | Solubilidad en agua (g/100 g) |
| Cloruro de sodio | 36 |
| Sulfato de sodio decahidratado | 21,5 |
| Carbonato de sodio anhidro | 8,0 |
| Percarbonato de sodio anhidro | 12 |
| Perborato de sodio anhidro | 3,7 |
| Tripolifosfato de sodio anhidro | 15 |
Preferiblemente, este material altamente soluble
en agua se incorpora como partículas del material en una forma
sustancialmente pura (es decir, cada una de tales partículas
contiene alrededor de 95% en peso del material). Sin embargo, las
mencionadas partículas pueden contener material de tal solubilidad
en una mezcla con otro material, con la condición de que el
material de la solubilidad especificada proporcione al menos 40% en
peso de estas partículas.
Puede ser preferido que el material altamente
soluble en agua sea una sal que se disuelva en agua en una forma
ionizada. A medida que tal sal se disuelve, conduce a un aumento
local transitorio en la fuerza iónica, lo que ayuda a la
disgregación del comprimido, evitando que el tensioactivo no iónico
se hinche, e inhibiendo la disolución de otros materiales.
Otra posibilidad es que el polímero hinchable en
agua esté acompañado de partículas adicionales para promover la
disgregación, que contienen tripolifosfato de sodio con al menos
40% (en peso de las partículas adicionales) de la forma de fase I
anhidra.
El tripolifosfato de sodio es muy bien conocido
como coadyuvante secuestrador en composiciones detergentes. Existe
en una forma hidratada y dos formas anhidras cristalinas. Éstas
son: la forma anhidra cristalina normal, conocida como fase II, que
es la forma a baja temperatura; y la fase I, que es estable a alta
temperatura. La conversión de fase II a fase I transcurre bastante
rápidamente al calentar por encima de la temperatura de transición,
que es alrededor de 420ºC, pero la reacción inversa es lenta. En
consecuencia, el tripolifosfato de sodio de fase I es metaestable a
temperatura ambiente.
En el documento
US-A-4536377 se da un procedimiento
para la fabricación de partículas que contienen una elevada
proporción de la forma de fase I de tripolifosfato de sodio,
mediante secado por pulverización por debajo de 420ºC.
Las partículas que contienen esta forma de fase I
contendrán a menudo la forma de fase I de tripolifosfato de sodio
como al menos 50% o 55% en peso del tripolifosfato en las
partículas.
El material adecuado está comercialmente
disponible. Los proveedores incluyen Rhone-Poulenc,
Francia, y Albright & Wilson, Reino Unido.
Otra posibilidad es que las partículas
adicionales que promueven la disgregación contengan al menos 40%
(de su propio peso) de tripolifosfato de sodio que está
parcialmente hidratado. El grado de hidratación puede estar en un
intervalo de 0,5 a 4% en peso del tripolifosfato de sodio en las
partículas, o puede ser superior. De hecho, se puede usar
tripolifosfato de sodio completamente hidratado para proporcionar
estas partículas.
Es posible que las partículas contengan al menos
40% en peso de tripolifosfato de sodio que tiene un contenido
elevado de fase I, pero que también esté suficientemente hidratado
para que contenga al menos 0,5% en peso de agua de tripolifosfato
de sodio.
Las partículas como las anteriores pueden
proporcionar tripolifosfato de sodio en una cantidad que es al
menos 8%, por ejemplo 8 a 30%, en peso de la composición de la
dicha primera región o regiones del comprimido.
El resto de la composición del comprimido, usada
para formar la dicha primera región o regiones del comprimido,
puede incluir tripolifosfato de sodio adicional. Éste puede estar
en cualquier forma, incluyendo tripolifosfato de sodio con un alto
contenido de la forma de fase II anhidra.
Está dentro del alcance del segundo aspecto de
esta invención que la dicha primera región incluya partículas que
contengan un compuesto altamente soluble en agua, o partículas que
contengan tripolifosfato de fase I o tripolifosfato hidratado, todo
como se expuso anteriormente, sin ningún polímero hinchable en
agua.
Las composiciones que se compactan para formar
algunas regiones de los comprimidos contendrán uno o más
tensioactivos detergentes. En una composición para lavar tejidos,
éstos proporcionan preferiblemente de 5 a 50% en peso de la
composición global del comprimido, más preferiblemente de 8 ó 9% en
peso de la composición global hasta 40% o 50% en peso. El
tensioactivo puede ser aniónico (jabonoso o no jabonoso),
catiónico, bipolar, anfótero, no iónico, o una combinación de
estos.
El tensioactivo aniónico puede estar presente en
una cantidad de 0,5 hasta 50% en peso, preferiblemente de 2% o 4%
hasta 30% o 40% en peso de la composición del comprimido.
Los tensioactivos aniónicos sintéticos (es decir,
no jabones) son bien conocidos por los expertos en la técnica. Los
ejemplos incluyen alquilbencenosulfonatos, particularmente
alquilbencenosulfonatos lineales de sodio que tienen una longitud
de cadena alquílica de C_{8}-C_{15};
olefinsulfonatos; alcanosulfonatos; dialquilsulfosuccinatos; y
sulfonatos de ésteres de ácidos grasos.
El sulfato de alquilo primario, que tiene la
fórmula
ROSO_{3}{}^{-}M^{+}
en la que R es una cadena alquílica o alquenílica
de 8 a 18 átomos de carbono, especialmente 10 a 14 átomos de
carbono, y M^{+} es un catión solubilizante, es comercialmente
significativo como un tensioactivo aniónico. El
alquilbencenosulfonato lineal de la
fórmula
en la que R es alquilo lineal de 8 a 15 átomos de
carbono, y M^{+} es un catión solubilizante, especialmente sodio,
también es comercialmente significativo como tensioactivo
aniónico.
Frecuentemente, tal alquilbencenosulfonato
lineal, o sulfato de alquilo primario, de las fórmulas anteriores,
o una mezcla de los mismos, será el tensioactivo aniónico deseado,
y puede proporcionar 75 a 100% en peso de cualquier tensioactivo
aniónico no jabonoso en la composición.
En algunas formas de esta invención, la cantidad
de tensioactivo aniónico no jabonoso está en un intervalo de 5
hasta 20% en peso de la composición del comprimido.
También puede ser deseable incluir uno o más
jabones de ácidos grasos. Estos son preferiblemente jabones de
sodio obtenidos de los ácidos grasos de origen natural, por
ejemplo, los ácidos grasos de aceite de coco, sebo de vacuno,
aceite de girasol o de semilla de colza endurecida.
Los compuestos tensioactivos no iónicos
adecuados, que se pueden usar, incluyen en particular los productos
de reacción de compuestos que tienen un grupo hidrófobo y un átomo
de hidrógeno reactivo, por ejemplo, alcoholes alifáticos, ácidos,
amidas, o alquilfenoles, con óxidos de alquileno, especialmente
óxido de etileno.
Los compuestos tensioactivos no iónicos
específicos son condensados de
alquil(C_{8-22})-fenoles
con óxido de etileno, los productos de condensación de alcoholes
primarios o secundarios C_{8-20} alifáticos
lineales o ramificados con óxido de etileno, y productos obtenidos
por condensación de óxido de etileno con los productos de reacción
de óxido de propileno y etilendiamina.
Se prefieren especialmente los etoxilatos de
alcoholes primarios y secundarios, especialmente los etoxilatos de
alcoholes primarios y secundarios C_{9-11} y
C_{12-15} con una media de 5 a 20 moles de óxido
de etileno por mol de alcohol.
En ciertos comprimidos de esta invención, para el
lavado de tejidos, la cantidad de tensioactivo no iónico está en un
intervalo de 4 a 40%, mejor 4 ó 5 a 30% en peso de, comprimido
total.
Muchos tensioactivos no iónicos son líquidos.
Estos se pueden absorber sobre partículas de la composición.
En un comprimido para lavavajillas, el
tensioactivo puede ser totalmente no iónico, en una cantidad por
debajo de 5% en peso del comprimido total, aunque es conocida la
inclusión de algo de tensioactivo aniónico y usar hasta 10% en peso
de tensioactivo en total.
Una composición que se compacta para formar
ciertas regiones de los comprimidos contendrá de 5 hasta 80%, más
habitualmente 15 hasta 60% en peso de un coadyuvante de la
detergencia. Éste se puede proporcionar totalmente mediante
materiales solubles en agua, o se puede proporcionar en gran parte o
incluso completamente mediante un material insoluble en agua con
propiedades suavizantes del agua. El coadyuvante de la detergencia
insoluble en agua puede estar presente como 5 hasta 80% en peso,
mejor 5 hasta 60% en peso, o 10 hasta 80% en peso, de la
composición.
Los aluminosilicatos de metales alcalinos están
muy favorecidos como coadyuvantes insolubles en agua, aceptables
para el medioambiente, para el lavado de tejidos. Los
aluminosilicatos de metales alcalinos (preferiblemente de sodio)
pueden ser cristalinos o amorfos, o mezclas de los mismos, y tienen
la fórmula general:
0,8-1,5
Na_{2}O \cdot Al_{2}O_{3} \cdot 0,8-6
SiO_{2} \cdot
xH_{2}O
Estos materiales contienen algo de agua enlazada
(indicada como "xH_{2}O"), y se requiere que tengan una
capacidad de intercambio de ión calcio de al menos 50 mg CaO/g. Los
aluminosilicatos de sodio preferidos contienen
1,5-3,5 unidades de SiO_{2} (en la fórmula
anterior). Tanto los materiales amorfos como los cristalinos se
pueden preparar fácilmente por reacción entre silicato de sodio y
aluminato de sodio, como se describe ampliamente en la
bibliografía.
En el documento GB 1429143 (Procter &
Gamble), por ejemplo, se describen coadyuvantes de la detergencia de
intercambio iónico de aluminosilicatos de sodio cristalinos
adecuados. Los aluminosilicatos de sodio preferidos de este tipo
son las zeolitas A y X bien conocidas y comercialmente disponibles,
la nueva zeolita P descrita y reivindicada en el documento EP
384070 (Unilever), y sus mezclas.
De modo plausible, el coadyuvante de la
detergencia insoluble en agua podría ser un silicato de sodio
estratificado, como se describe en el documento US 4664839.
El NaSKS-6 es la marca de un
silicato estratificado cristalino comercializado por Hoechst
(abreviado habitualmente como "SKS-6"). El
NaSKS-6 tiene la forma morfológica
\delta-Na_{2}SiO_{5} de silicato
estratificado. Se puede preparar por métodos tales como los
descritos en los documentos
DE-A-3.417.649 y
DE-A-3.742.043. Se pueden usar otros
silicatos estratificados, tales como los que tienen la fórmula
general NaMSi_{x}O_{2x+1}\cdotyH_{2}O, en la que M es sodio
o hidrógeno, x es un número de 1,9 a 4, preferiblemente 2, e y es
un número de 0 a 20, preferiblemente 0.
Los coadyuvantes de la detergencia inorgánicos,
solubles en agua, que contienen fósforo, incluyen los ortofosfatos,
metafosfatos, pirofosfatos y polifosfatos de metales alcalinos.
Ejemplos específicos de coadyuvantes inorgánicos de tipo fosfato
incluyen tripolifosfatos, ortofosfatos y hexametafosfatos de sodio
y de potasio.
Los coadyuvantes solubles en agua, sin fósforo,
pueden ser orgánicos o inorgánicos. Los coadyuvantes inorgánicos
que pueden estar presentes incluyen carbonato de metal alcalino
(generalmente sodio), mientras que los coadyuvantes orgánicos
incluyen polímeros de policarboxilatos, tales como poliacrilatos,
copolímeros acrílico/maleico, y fosfonatos acrílicos,
policarboxilatos monómeros tales como citratos, gluconatos,
oxidisuccinatos, mono-, di- y trisuccinatos de glicerol,
carboximetiloxisuccinatos, carboximetiloximalonatos, dipicolinatos e
iminodiacetatos de hidroxietilo.
Al menos una región de un comprimido para el
lavado de tejidos incluye preferiblemente polímeros de
policarboxilatos, más especialmente poliacrilatos y copolímeros
acrílicos/maleicos, que pueden funcionar como coadyuvantes y también
inhibir la deposición no deseada sobre los tejidos desde el licor
del lavado.
Los comprimidos según la invención pueden
contener un sistema de blanqueo en al menos una región de un
comprimido. Éste comprende preferiblemente uno o más compuestos
peroxi de blanqueo de tipo peroxi, por ejemplo, persales
inorgánicas o peroxiácidos orgánicos, que se pueden emplear en
conjunción con activadores para mejorar la acción blanqueante a
bajas temperaturas de lavado. Si hay algún compuesto peroxigenado,
es adecuado que la cantidad esté en un intervalo de 10 a 25% en
peso de la composición.
Las persales inorgánicas preferidas son perborato
de sodio monohidratado y tetrahidratado, y percarbonato de sodio,
empleadas ventajosamente junto con un activador. Los activadores
del blanqueo, también denominados precursores del blanqueo, se han
descrito ampliamente en la técnica. Los ejemplos preferidos
incluyen precursores de tipo ácido peracético, por ejemplo,
tetraacetiletilendiamina (TAED), ahora en amplio uso comercial en
conjunción con perborato de sodio; y precursores de tipo ácido
perbenzoico. También son de interés los activadores del blanqueo de
tipo amonio y fosfonio cuaternario, descritos en los documentos US
4751015 y US 4818426 (Lever Brothers Company). Otro tipo de
activador del blanqueo que se puede usar, pero que no es un
precursor del blanqueo, es un catalizador de metal de transición
como se describe en los documentos
EP-A-458397,
EP-A-458398 y
EP-A-549272. Un sistema de blanqueo
también puede incluir un estabilizador del blanqueo (secuestrador de
metales pesados), tal como
etilendiaminotetrametilen-fosfonato y
dietilentriaminopentametilenfosfonato.
Como se ha indicado anteriormente, si hay un
agente de blanqueo, y es un agente de blanqueo de tipo peroxigenado
inorgánico soluble en agua, la cantidad puede ser perfectamente 10%
hasta 25% en peso de la composición.
Los comprimidos detergentes de la invención
también pueden contener una de las enzimas de detergencia bien
conocidas en la técnica por su capacidad para degradar y ayudar a
la eliminación de diversas suciedades y manchas. Las enzimas
adecuadas incluyen las diversas proteasas, celulasas, lipasas,
amilasas, y sus mezclas, que se diseñan para eliminar una variedad
de suciedades y manchas de los tejidos. Ejemplos de proteasas
adecuadas son Maxatase (Marca Registrada), suministrada por
Gist-Brocades N.V., Delft, Holanda, y Alcalase
(Marca Registrada) y Savinase (Marca Registrada), suministradas por
Novo Industri A/S, Copenhague, Dinamarca. Las enzimas de la
detergencia se emplean habitualmente en forma de gránulos o
marumes, opcionalmente con un revestimiento protector, en una
cantidad de alrededor de 0,1% hasta alrededor de 3,0% en peso de la
composición; y estos gránulos o marumes no presentan problemas con
respecto a la compactación para formar un comprimido.
Los comprimidos detergentes de la invención
pueden contener también un agente fluorescente (abrillantador
óptico), por ejemplo, Tinopal DMS (Marca Registrada) o Tinopal CBS,
disponibles de Ciba-Geigy AG, Basilea, Suiza.
Tinopal DMS es
4,4'-bis-(2-morfolino-4-anilino-s-triazin-6-ilamino)estilbendisulfonato
de disodio; y Tinopal CBS es
2,2'-bis-(fenilestiril)disulfonato de
disodio.
Ventajosamente se incluye un material
antiespumante, especialmente si el comprimido detergente está
destinado principalmente para uso en lavadoras automáticas del tipo
de tambor de carga frontal. Los materiales antiespumantes adecuados
están habitualmente en forma granular, tales como los descritos en
el documento EP 266863A (Unilever). Tales gránulos antiespumantes
comprenden típicamente una mezcla de aceite de silicona, jalea de
petróleo, sílice hidrófoba y alquilfosfato, como material activo
antiespumante, absorbido sobre un material soporte inorgánico, a
base de carbonato, soluble en agua, absorbido, poroso. Los gránulos
antiespumantes pueden estar presentes en una cantidad hasta 5% en
peso de la composición.
También puede ser deseable que un comprimido
detergente de la invención incluya una cantidad de un silicato de
metal alcalino, particularmente orto-, meta- o disilicato de sodio.
La presencia de tales silicatos de metales alcalinos en cantidades,
por ejemplo, de 0,1 a 10% en peso, puede ser ventajosa para
proporcionar protección contra la corrosión de partes metálicas en
las lavadoras, además de proporcionar cierta medida de coadyuvancia
y de dar beneficios de procesamiento en la fabricación del material
en partículas que se compacta en comprimidos.
Un comprimido para lavar tejidos generalmente no
contendrá más de 15% en peso de silicato. Un comprimido para un
lavavajillas contendrá a menudo más de 20% en peso de silicato.
Otros ingredientes que se pueden emplear
opcionalmente en una región de un comprimido detergente de la
invención, para lavar tejidos, incluyen agentes antirredeposición
tales como carboximetilcelulosa sódica, polivinilpirrolidona de
cadena lineal, y los éteres de celulosa tales como metilcelulosa y
etilhidroxietilcelulosa; agentes suavizantes de tejidos;
secuestradores de metales pesados, tales como EDTA; perfumes; y
colorantes o motas coloreadas.
Cada región discreta de un comprimido detergente
de esta invención es una matriz de partículas compactas.
Preferiblemente, la composición en partículas
tiene un tamaño medio de partículas en el intervalo de 200 a 2000
\mum, más preferiblemente de 250 a 1400 \mum. Las partículas
finas, más pequeñas que 180 \mum o 200 \mum, se pueden eliminar
tamizando antes de formar el comprimido, si se desea; aunque se ha
observado que esto no siempre es esencial.
Aunque la composición en partículas de partida
puede tener, en principio, cualquier densidad aparente, la presente
invención es especialmente aplicable a comprimidos obtenidos
compactando polvos de densidad aparente relativamente alta, debido
a su mayor tendencia a exhibir problemas de disgregación y
dispersión. Tales comprimidos tienen la ventaja de que, comparados
con un comprimido obtenido de un polvo de densidad aparente baja,
una dosis dada de composición se puede presentar como un comprimido
más pequeño.
De este modo, la composición en partículas de
partida puede tener adecuadamente una densidad aparente de al menos
400 g/litro, preferiblemente al menos 500 g/litro, y quizás al
menos 600 g/litro.
Las composiciones detergentes granulares de
densidad aparente elevada, preparadas por granulación y
densificación en una mezcladora/granuladora de alta velocidad, como
se describe y reivindica en los documentos EP 340013A (Unilever),
EP 352135A (Unilever) y EP 425277A (Unilever), o mediante los
procesos de granulación/densificación continuos descritos y
reivindicados en los documentos EP 367339A (Unilever) y EP 390251A
(Unilever), se pueden usar para producir al menos algunas regiones
del comprimido.
Cuando un comprimido incorpora partículas de un
material polimérico insoluble en agua, u otras partículas para
promover la disgregación, preferiblemente se mezclan con el resto
de la composición en partículas, antes de la compactación en
comprimidos.
La invención también se refiere a un
procedimiento para obtener los comprimidos como se describen. Por
tanto, se puede usar el proceso según las reivindicaciones 13 y
14.
La fabricación de un comprimido con dos capas de
composición diferente se puede llevar a cabo colocando una cantidad
predeterminada de una composición en un molde, añadiendo después
una segunda composición encima, y poniendo en marcha a continuación
una troqueladora en el molde para provocar la compactación.
Como alternativa, se puede colocar una cantidad
predeterminada de una composición en un molde y se puede compactar
accionando una troqueladora en el molde, seguido de la retirada de
la troqueladora, añadiendo una segunda composición y compactando
nuevamente.
Por esta vía se pueden obtener comprimidos con
incluso más capas, pero con etapas adicionales de carga del
material en partículas en la troqueladora, y posiblemente
compactando después de cada etapa.
Se conoce una variedad de maquinaria formadora de
comprimidos para llevar a cabo tales operaciones, por ejemplo,
Fette y Korch tienen prensas adecuadas para formar comprimidos.
La formación de comprimidos se puede llevar a
cabo a temperatura ambiente o a una temperatura por encima de la
temperatura ambiente, lo que puede permitir que se logre una
resistencia adecuada con menos presión aplicada durante la
compactación. A fin de llevar a cabo la formación de comprimidos a
una temperatura que es superior a la temperatura ambiente, la
composición en partículas se suministra preferiblemente a la
maquinaria formadora de comprimidos a una temperatura elevada. Por
supuesto, esto suministrará calor a la maquinaria formadora de
comprimidos, pero la maquinaria también se puede calentar de alguna
otra forma.
Si se suministra cualquier calor, se prevé que se
suministre convencionalmente, tal como haciendo pasar a la
composición en partículas a través de un horno, en vez de mediante
cualquier aplicación de energía de microondas.
El tamaño de un comprimido oscilará adecuadamente
de 10 a 160 gramos, preferiblemente de 15 a 60 g, dependiendo de las
condiciones del uso que se pretende, y de si representa una dosis
para una carga media en una lavadora o lavavajillas, o un
submúltiplo de tal dosis. Los comprimidos pueden tener cualquier
conformación. Sin embargo, por facilidad de envasado,
preferiblemente son bloques de sección transversal sustancialmente
uniforme, tal como cilindros o cuboides. La densidad global de un
comprimido está preferiblemente en un intervalo de 1040 ó 1050
g/litro hasta 1300 g/litro. La densidad del comprimido puede estar
bastante bien en un intervalo de hasta no más de 1250 o incluso 1200
g/litro.
Se llevaron a cabo experimentos con un material
polimérico obtenido de celulosa y comercializado por Rettenmaier
GMBH como "Arbocel A1". Tal como se suministra, tiene
partículas con un intervalo de formas y tamaños de partículas
(según se determina mediante análisis por tamizado) con un diámetro
medio de 1 mm. Se encontró que tiene una captación de agua de 5,7
g/g.
El material se mezcló, a una concentración de 5%
en peso, con cada uno de los cuatro polvos detergentes. Estos
polvos se estamparon entonces en comprimidos detergentes. Los
comprimidos del control se obtuvieron a partir de los mismos polvos
sin Arbocel A1. En la tabla a continuación se dan los principales
constituyentes de estos polvos.
Algunos de los comprimidos obtenidos a partir de
cada uno de los cuatro polvos se sumergieron completamente en agua
a 20ºC. Se observó que los comprimidos que contienen Arbocel se
rompen en períodos de tiempo inferiores al minuto. Los comprimidos
del control permanecieron intactos durante el mismo período de
tiempo.
Para algunos de los comprimidos, se mide la
ruptura, la dispersión y la disolución de los comprimidos, mediante
un procedimiento de ensayo en el que se coloca un comprimido sobre
un tamiz de plástico con un tamaño de malla de 2 mm que está
sumergido en 9 litros de agua desmineralizada a temperatura ambiente
de 20ºC. La conductividad del agua se monitoriza hasta que alcanzó
un valor constante. Se toma el tiempo para la disolución de los
comprimidos como el tiempo (T_{90}) para que el cambio en la
conductividad del agua alcance el 90% de su magnitud final. Los
resultados se incluyen en la tabla a continuación.
En experimentos comparativos, se obtuvieron
comprimidos usando 5% de Arbocel A1 que se había molido suavemente
con una mano de almirez y un mortero para reducir el tamaño de las
partículas (hasta el tamaño principal de partículas de
aproximadamente 120 micrómetros). Este material molido fue mucho
menos efectivo promoviendo la disgregación del comprimido.
Se obtuvieron comprimidos para uso en el lavado
de tejidos, partiendo de un polvo base secado por pulverización de
la siguiente composición:
Se obtuvo un número de composiciones en
partículas mezclando este polvo con otros ingredientes según se
tabula a continuación. Estos incluyeron partículas de
tripolifosfato de sodio específico que contiene 70% de forma de fase
I y contiene 3,5% de agua de hidratación
(Rhodia-Phos HPA 3.5, disponible de
Rhone-Poulenc).
Los ingredientes añadidos también incluyeron
partículas de material polimérico insoluble en agua e hinchable en
agua. Este material fue "Arbocel A1" como en el Ejemplo 1.
Para algunas composiciones este material se tamizó para proporcionar
una fracción con un intervalo más estrecho de tamaño de
partículas.
Las composiciones se nivelaron hasta 100%
incluyendo cantidades variables de carbonato de sodio anhidro
denso.
Las diversas composiciones contenían los
siguientes porcentajes en peso:
Se obtuvieron porciones de 40 g de cada
composición en comprimidos cilíndricos de 44 mm de diámetro, usando
una prensa de planta piloto Fette, con un nivel fijo de presión
aplicada para producir comprimidos de densidad en un intervalo de
1100 a 1250 Kg/m^{3}.
La resistencia de estos comprimidos se midió
usando una máquina de ensayo universal Instron para comprimir a un
comprimido hasta la fractura. Entonces se calculó el valor de la
tensión de fractura diametral (DFS) usando la ecuación
\sigma= \frac{2P}{\pi
Dt}
en la que \sigma es la tensión de fractura
diametral en Pascales, P es la carga aplicada en Newtons para
provocar la fractura, D es el diámetro del comprimido, en metros, y
t es el grosor del comprimido, en
metros.
La ruptura, dispersión y disolución de los
comprimidos se midió mediante un procedimiento de ensayo como en el
Ejemplo 1.
En la siguiente tabla se exponen los porcentajes
de tripolifosfato HPA, y material polimérico, junto con los valores
de DFS y resultados de la conductividad.
(Que ilustra la
invención)
Se preparó una composición que contiene enzima
partiendo del polvo base usado en el Ejemplo 2, y se añadieron
ingredientes según lo siguiente:
Se usaron 15 g de esta composición para
proporcionar una capa de un comprimido de dos capas. La otra capa
del comprimido se proporcionó mediante 35 g de una composición que
contiene un agente de blanqueo, según lo siguiente:
Al añadir agua, la primera capa se disgregó, y
sus constituyentes solubles se disolvieron en menos de un minuto.
La segunda capa permaneció intacta durante alrededor de 9
minutos.
(Que ilustra la
invención)
Dos polvos base granulados tienen las siguientes
composiciones:
Se obtuvieron dos composiciones en partículas
mezclando estos polvos con otros ingredientes, como se expone en la
tabla a continuación. El polímero hinchable en agua fue "Arbocel
A1", usado tal como se suministra.
Los comprimidos se obtuvieron usando 20 g de
composición C para obtener una capa, y 20 g de la composición D
para obtener la otra capa. Al añadir agua, la capa de la
composición C se disgregó en menos de un minuto, liberando
coadyuvante para suavizar sustancialmente el agua antes de la
disgregación de la segunda capa, después de alrededor de seis
minutos, que libera la mayoría del tensioactivo aniónico,
incluyendo todo el jabón.
(Que ilustra la
invención)
Se obtuvieron dos composiciones en partículas
mezclando el polvo base B, procedente del ejemplo previo, con los
otros ingredientes como se exponen en la tabla a continuación. El
polímero hinchable en agua fue "Arbocel A1", usado tal como se
suministra. El polímero de suspensión de la suciedad fue un
copolímero de injerto como se describe en el documento
US-A-4746456.
Se obtuvieron comprimidos usando 30 g de
composición E para obtener una capa, y 15 g de la composición F
para obtener la otra capa. Al añadir agua, la capa de la
composición E se disgrega en un minuto. La capa de la composición F
se disgrega después de alrededor de 7 minutos, retrasando de este
modo la liberación de los dos polímeros.
Claims (14)
1. Un comprimido de una composición de limpieza
compacta, en partículas, que contiene tensioactivo y coadyuvante de
la detergencia, y que tiene una pluralidad de regiones discretas
con composiciones diferentes, cada una de cuyas regiones es una
matriz de partículas compactas, caracterizado porque al menos
dicha una región del comprimido contiene polímero insoluble en
agua, hinchable en agua, en una concentración mayor que en al menos
una otra región del comprimido, para promover la disgregación de la
dicha primera región o regiones antes que la citada otra región o
regiones.
2. Un comprimido según la reivindicación 1, en el
que la dicha primera región o regiones contiene enzima o enzimas, y
la dicha otra región o regiones contiene un agente de blanqueo o
un activador del blanqueo.
3. Un comprimido según la reivindicación 1 o
reivindicación 2, en el que el material polimérico tiene un tamaño
de partículas de al menos 400 micrómetros.
4. Un comprimido según la reivindicación 1 o
reivindicación 2, en el que el material polimérico tiene un tamaño
de partículas de al menos 500 micrómetros.
5. Un comprimido según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el material polimérico es
sustancialmente no iónico, de forma que la densidad de carga del
material polimérico no supera 10^{-3}.
6. Un comprimido según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el material polimérico es
un polisacárido.
7. Un comprimido según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la dicha primera región o
regiones también contiene partículas adicionales que comprenden al
menos 40% (en peso de las partículas) de uno o más materiales
seleccionados del grupo que consta de:
- \bullet
- compuestos con una solubilidad en agua que supera los 50 gramos por 100 gramos de agua,
- \bullet
- tripolifosfato de sodio de fase I,
- \bullet
- tripolifosfato de sodio que está parcialmente hidratado de forma que contenga agua de hidratación en una cantidad que es al menos 0,5% en peso del tripolifosfato de sodio en las partículas.
8. Un comprimido según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la dicha primera región o
regiones del comprimido contienen 0,5 a 50% en peso de
tensioactivo, 5 a 80% en peso de coadyuvante de la detergencia, y
0,1 a 8% en peso de dichas partículas que contienen material
polimérico insoluble en agua e hinchable en agua.
9. Un comprimido según la reivindicación 8, en el
que la dicha primera región o regiones del comprimido contiene 5 a
25% en peso de partículas adicionales como se especifica en la
reivindicación 7, para promover la disgregación.
10. Un comprimido según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que en conjunto contiene de 5 a 50%
en peso de tensioactivo y 5 a 80% en peso de coadyuvante de la
detergencia.
11. Un comprimido según la reivindicación 10, que
en conjunto contiene 5 a 60% en peso de coadyuvante de la
detergencia insoluble en agua.
12. Un comprimido según la reivindicación 10, que
en conjunto contiene de 10 a 80% en peso de coadyuvante de la
detergencia soluble en agua.
13. Procedimiento para obtener un comprimido
detergente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que
comprende colocar, en un molde, cantidades de al menos dos
composiciones en partículas, y compactar a éstas en el mismo,
caracterizado por añadir material polimérico hinchable en
agua a una de las composiciones antes de la compactación, para
establecer en ella una concentración del material polimérico
hinchable en agua mayor que en la otra composición o
composiciones.
\newpage
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en
el que el material polimérico hinchable se añade a la otra u otras
composiciones en partículas como partículas que contienen al menos
75% de su propio peso del material polimérico.
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