ES2331230T3 - Composiciones de limpieza. - Google Patents

Abstract

Una pastilla de composición detergente particulada compactada que comprende tensioactivo no jabonoso y adyuvante de detergencia, en la que la pastilla o una región discreta de la misma comprende: a) partículas que promueven la disgregación que comprenden desde el 0,1 hasta el 10% en peso de las partículas de material disgregante insoluble en agua, hinchable en agua que puede hincharse hasta al menos dos veces su volumen en contacto con agua, mezcladas con al menos el 75% en peso de las partículas de un material de vehículo absorbente de agua que no se hincha hasta tanto como dos veces su volumen en contacto con agua, y aglutinante polimérico soluble en agua que es sólido a 25ºC, siendo el aglutinante polimérico soluble en agua que es sólido a 25ºC polietilenglicol; y b) del 2 al 40% en peso de partículas que promueven la disgregación solubles en agua que comprenden al menos el 40% (en peso de las partículas) de uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en: compuestos con una solubilidad en agua en agua desionizada a 20ºC de al menos 50 gramos por 100 gramos de agua, tripolifosfato de sodio en fase I, tripolifosfato de sodio que está parcialmente hidratado de modo que contiene agua de hidratación en una cantidad que es al menos el 0,5% en peso del tripolifosfato de sodio en las partículas.

Description

Composiciones de limpieza.

Esta invención se refiere a partículas destinadas para su uso como adyuvantes para la disgregación en pastillas de composiciones de limpieza. Estas pastillas están destinadas a disgregarse completamente cuando se ponen en agua y por tanto a consumirse en un único uso. Las pastillas pueden ser adecuadas para su uso en el lavado de vajilla a máquina, el lavado de materiales textiles u otras tareas de limpieza.

Se han descrito composiciones detergentes en forma de pastilla y destinadas para el lavado de materiales textiles en numerosos documentos de patente incluyendo, por ejemplo, los documentos EP-A-711827, WO-98/42817 y WO-99/20730 (Unilever) y se venden ahora comercialmente. Se venden comercialmente pastillas que contienen un agente de ablandamiento del agua, para su uso como aditivo en la limpieza, y son una forma de pastilla dada a conocer en el documento EP-A-838519 (Unilever). Se han dado a conocer pastillas de composición adecuada para el lavado de vajilla a máquina en los documentos EP-A-318204 y US-A-5691293 y se venden comercialmente. Las pastillas tienen varias ventajas con respecto a los productos en polvo: no requieren medición y por tanto son más fáciles de manejar y dispensar en la carga de lavado, y son más compactas, facilitando por tanto un almacenamiento más económico.

Las pastillas de una composición de limpieza se preparan generalmente comprimiendo o compactando una composición en forma particulada. Aunque es deseable que las pastillas tengan una resistencia adecuada cuando estén secas, y que sin embargo se dispersen y disuelvan rápidamente cuando se ponen en contacto con agua, puede ser difícil obtener ambas propiedades juntas. Las pastillas formadas usando una presión de compactación baja tienden a desmenuzarse y disgregarse en el manejo y el envasado; mientras que las pastillas compactadas más fuertemente pueden ser suficientemente cohesivas pero entonces no pueden disgregarse o dispersarse en un grado adecuado en el lavado. La preparación de las pastillas se llevará a cabo a menudo con presión suficiente para lograr un equilibrio entre estas propiedades deseables pero antagónicas.

Sin embargo, sigue siendo deseable mejorar una u otra de estas propiedades sin detrimento de la otra de modo que se mejore el equilibrio global entre ellas. Por tanto, si la velocidad de disgregación puede mejorarse sin reducir la resistencia, el fabricante puede elegir compactar la composición particulada más fuertemente y de ese modo preparar pastillas más resistentes que se disgregan a la misma velocidad de antes.

Si una pastilla contiene tensioactivo orgánico, éste funciona como aglutinante, plastificando la pastilla. Sin embargo, también puede retardar la disgregación de la pastilla formando un gel viscoso cuando la pastilla entra en contacto con agua. Por tanto, la presencia de tensioactivo puede hacer más difícil lograr tanto una resistencia como una velocidad de disgregación buenas: el problema ha mostrado ser especialmente grave con pastillas formadas mediante la compresión de polvos que contienen tensioactivo y adyuvados con adyuvante de detergencia insoluble tal como aluminosilicato de sodio (zeolita).

Se sabe cómo incluir materiales cuya función es aumentar la velocidad de disgregación de las pastillas cuando se ponen en agua de lavado. Por ejemplo, el documento EP-A-838519 de los autores mencionado anteriormente enseña el uso de acetato de sodio trihidratado para este fin.

Varios documentos han enseñado que la disgregación de pastillas de composición de limpieza puede acelerarse incorporando en la pastilla una cantidad de material insoluble en agua pero hinchable en agua que sirve para promover la disgregación de la pastilla cuando se pone en agua en el momento de su uso. Ejemplos son los documentos WO-98/40463 (Henkel) y WO-00/44870 y WO-A-98/55582 (ambos de Unilever). El documento EP-A-0-896 053 (Procter and Gamble Company) enseña que es beneficioso incluir materiales disgregantes en el recubrimiento de una pastilla. El documento WO 01/38478 (Unilever, estado de la técnica según el art. 54(3) del CPE) da a conocer pastillas de detergente que comprenden tripolifosfato de sodio del que más del 40% está en forma en fase I, y en el que la pastilla también comprende sales hidratables como por ejemplo carbonato, percarbonato o citrato.

El documento GB-2 339 575 A1 (Procter and Gamble Company) da a conocer pastillas de detergente que comprenden gránulos disgregantes que comprenden una celulosa reticulada y opcionalmente un agente con efecto de
mecha.

La presente invención proporciona una pastilla de composición detergente particulada compactada que comprende tensioactivo no jabonoso y adyuvante de detergencia, en la que la pastilla o una región discreta de la misma
comprende:

a) partículas que promueven la disgregación que comprenden desde el 0,1 hasta el 10% en peso de las partículas de material disgregante insoluble en agua, hinchable en agua que puede hincharse hasta al menos dos veces su volumen en contacto con agua, mezcladas con al menos el 75% en peso de las partículas de un material de vehículo absorbente de agua que no se hincha hasta tanto como dos veces su volumen en contacto con agua, y aglutinante polimérico soluble en agua que es sólido a 25ºC, siendo el aglutinante polimérico soluble en agua que es sólido a 25ºC polietilen-
glicol; y

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b) del 2 al 40% en peso de partículas que promueven la disgregación solubles en agua que comprenden al menos el 40% (en peso de las partículas) de uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en:

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compuestos con solubilidad en agua en agua desionizada a 20ºC de al menos 50 gramos por 100 gramos de agua,

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tripolifosfato de sodio en fase I,

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tripolifosfato de sodio que está parcialmente hidratado de modo que contiene agua de hidratación en una cantidad que es al menos el 0,5% en peso del tripolifosfato de sodio en las partículas.

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Se ha encontrado que tales partículas disgregantes de hinchamiento (a) son eficaces para ocasionar la disgregación de las pastillas en el momento de su uso, especialmente cuando se usan con las partículas que promueven la disgregación solubles en agua.

Sin embargo, se ha observado que tales partículas pueden ser algo elásticas, incluso mientras están secas, y esto puede conducir a un hinchamiento lento y posiblemente a la rotura de las pastillas antes de su uso. Además, también puede necesitarse el uso de una fuerza de compactación muy alta para preparar las pastillas a partir de la composición particulada. Una fuerza excesiva puede crear una costra superficial impermeable en las pastillas, lo que impide su disgregación en el momento de su uso.

La adición del aglutinante polimérico permite que se preparen pastillas que son dimensionalmente estables en almacenamiento, y que pueden compactarse sin que se requiera una fuerza excesiva. El aglutinante polimérico se incluye en las partículas disgregantes.

Por tanto, el aglutinante polimérico puede contribuir sólo indirectamente a la velocidad de disgregación, facilitando el uso de las partículas disgregantes que potencian directamente la disgregación de las pastillas en el momento de su uso.

Se ha observado un fenómeno similar con otras partículas disgregantes de hinchamiento. Estas pueden ser también elásticas mientras están secas y conducen al hinchamiento de las pastillas antes de su uso. La dificultad se hace más significativa cuando se preparan pastillas con resistencia sustancial, porque se requieren fuerzas de compactación muy altas.

La tensión de fractura diametral de una pastilla cilíndrica se determina mientras que la pastilla está seca usando una máquina de prueba para aplicar fuerza compresiva a un diámetro de la pastilla (es decir, perpendicular al eje de una pastilla cilíndrica). Se observa la fuerza en la fractura. Se calcula entonces la tensión de fractura diametral en pascales a partir de la ecuación:

DFS = \frac{2F_{máx.}}{\pi Dt}

en la que F_{máx} es la fuerza en Newtons que ocasiona la fractura, D el diámetro de la pastilla en metros y t es el espesor de la pastilla en metros. La DFS es preferiblemente al menos de 14 kPa. La DFS es más preferiblemente al menos de 20 kPa. Puede ser de 25 kPa o más.

Si una pastilla no es cilíndrica, la tensión de fractura diametral se determina sometiendo a prueba una pastilla cilíndrica de composición idéntica compactada a la misma densidad (y por tanto la misma porosidad).

Las pastillas de esta invención pueden incluir partículas de sal soluble en agua. Se ha encontrado que cuando se incluyen partículas hinchables en agua en una composición de pastilla, la presencia de sal soluble en agua puede proporcionar un aumento adicional en la velocidad de disgregación de las pastillas. Las pastillas en producción comercial han utilizado tales sales en porcentajes sustanciales, normalmente del 18% en peso o más. Se ha encontrado que pueden lograrse buenas velocidades de disgregación incluyendo un porcentaje moderado de partículas disgregantes como anteriormente y reduciendo el contenido en sales que promueven la disgregación solubles en agua a un nivel mucho más bajo, normalmente del 8% en peso o menos. También se incluye aglutinante polimérico, según esta invención, para facilitar la incorporación de las partículas disgregantes.

Se prefiere que una composición que va a compactarse para dar pastillas contenga partículas base aglomeradas o secadas por pulverización que incorporan tanto tensioactivo como adyuvante de detergencia, y partículas adicionales que se mezclan con estas partículas base aglomeradas o secadas por pulverización. Estas partículas mezcladas incluyen las partículas disgregantes y pueden incluir partículas separadas de polímero orgánico.

Una pastilla de esta invención puede ser o bien homogénea o bien heterogénea. En la presente memoria descriptiva, el término "homogénea" se usa significando una pastilla producida mediante compactación de una única composición particulada, pero no implica que todas las partículas de esa composición sean necesariamente de composición idéntica. El término "heterogénea" se usa significando una pastilla que consiste en una pluralidad de regiones discretas, por ejemplo capas, insertos o recubrimientos, cada una derivada mediante compactación de una composición particulada. En una pastilla heterogénea según la presente invención, cada región discreta de la pastilla tendrá preferiblemente una masa de al menos 5 gramos.

En una pastilla heterogénea, al menos una y posiblemente más de una de las regiones discretas contienen las partículas disgregantes requeridas por esta invención, junto con polímero soluble en agua.

Esta invención es aplicable particularmente a pastillas para el lavado de materiales textiles, que contienen al menos el 5% en peso de tensioactivo orgánico no jabonoso.

Un procedimiento preferido para preparar una pastilla según la invención incluye las etapas de mezclar partículas disgregantes con otros constituyentes de una composición de limpieza que incluye tensioactivo orgánico y adyuvante de detergencia, con polímero orgánico soluble en agua presente entre dichas partículas u otros constituyentes y poner luego una cantidad de la mezcla particulada resultante dentro de un molde y compactarla dentro del molde.

Para pastillas homogéneas, la mezcla proporcionará todo el contenido del molde. Para pastillas heterogéneas, puede ponerse otra mezcla en el molde antes o después de la primera mezcla mencionada.

Es deseable que la fuerza de compactación aplicada no cree una presión que supere 35 MPa (que está ligeramente por encima de 40 kN aplicados a una pastilla de 40 mm de diámetro) tanto para evitar una tensión excesiva en la máquina de preparación de pastillas como porque una presión de compactación excesiva proporciona demasiada compactación de la capa superficial de la pastilla.

Existen varios materiales que pueden incorporarse en las pastillas, tal como se mostrarán a modo de ejemplo y se describirán en más detalle ahora.

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Partículas hinchables en agua que promueven la disgregación

Estas partículas contienen un material que es hinchable en agua, pero insoluble en agua.

Se sabe que varios materiales hinchables en agua, insolubles en agua son útiles como disgregantes de pastillas, en particular para comprimidos farmacéuticos. Una discusión de tales materiales se encuentra en "Drug Development and Industrial Pharmacy", volumen 6, páginas 511-536 (1980).

Los proveedores de materiales disgregantes hinchables en agua incluyen J Rettenmaier & Söhne en Alemania y FMC Corporation en EE.UU.

Tales materiales de hinchamiento son en su mayor parte de naturaleza polimérica y muchos de ellos son de origen natural. Materiales que se hinchan fuertemente son a menudo formas químicamente modificadas de materiales naturales tales como Primojel® o Explotab®, ambos de los cuales son glicolato sódico de almidón (también conocido como carboximetilalmidón sódico); derivados de celulosa, por ejemplo carboximetilcelulosa de sodio Courlose® y Nymcel®, celulosa modificada reticulada Ac-di-Sol® y celulosa reticulada. Diversos polímeros orgánicos sintéticos también pueden hincharse fuertemente en contacto con agua.

En esta invención, las partículas disgregantes también contienen un material de vehículo que puede absorber agua. El material de vehículo puede hincharse en contacto con agua.

El material de vehículo no se hincha tanto como dos veces su volumen en contacto con agua. En cambio, el material disgregante hinchable en agua puede hincharse hasta más de dos veces su volumen, posiblemente hasta más de 2,5 ó 3 veces su volumen, en contacto con agua. El material disgregante hinchable en agua puede ser una única sustancia o una mezcla. Si está presente un material de vehículo, el disgregante será generalmente uno o más materiales que se hinchan más que el material de vehículo en contacto con agua. Estará presente generalmente en una cantidad más pequeña que el material de vehículo.

Se ha encontrado que las partículas disgregantes que contienen una alta proporción de material que puede hincharse hasta varias veces su volumen son excesivamente elásticas. En cambio, las partículas disgregantes que contienen una minoría de tal material mezclado con una mayoría de vehículo que no se hincha tanto, pueden proporcionar una disgregación eficaz y más estabilidad de la pastilla entre la fabricación y su uso. Las partículas disgregantes preferidas contienen desde el 75% o el 90% hasta el 99,9% en peso de un material de vehículo que no se hincha hasta más del doble de su volumen en contacto con agua, junto con desde el 0,1% o el 2% hasta el 10% en peso de material insoluble en agua que se hincha en contacto con agua hasta más de dos veces, posiblemente más de tres o cuatro veces su volumen. Están presentes otros materiales según sea necesario para constituir el resto de la masa del gránulo.

Se ilustra un aparato para medir el aumento en volumen en "The Mechanisms of Disintegrant Action", Kanic & Rudnic, Pharmaceutical Technology, abril de 1984, páginas 50-63. Este artículo también se refiere a documentos que describen otros aparatos.

Otro parámetro que caracteriza a los materiales hinchables es la fuerza que ejercen si se permite que capten agua mientras están confinados en un recinto.

Se ha encontrado que los materiales y partículas que se hinchan en contacto con agua son eficaces como disgregantes si existe un desarrollo rápido de la fuerza cuando entran en contacto con agua.

Se han llevado a cabo mediciones usando un aparato relativamente sencillo mostrado en el dibujo adjunto y una máquina de pruebas de materiales Instron tipo 5566 de Instron, RU (denominada en lo sucesivo en el presente documento "la máquina Instron").

El aparato consiste en un cilindro (10) con un diámetro interno de 25 mm y una longitud de 20 mm. Este cilindro está perforado mediante un anillo de orificios (12) adyacente a un extremo. Hay 36 de estos orificios, de 1 mm de diámetro, con los centros a 2,5 mm desde el extremo del cilindro.

Este extremo del cilindro está pegado a la base de un recipiente (14) de vidrio de diámetro interno de 73 mm.

Para someter a prueba una muestra de disgregante en polvo, se ponen 1,5 gramos del disgregante en el cilindro y se golpea suavemente de modo que se forme un lecho (16) de nivel que tiene habitualmente de 6 mm a 10 mm de profundidad dependiendo de la densidad aparente del polvo. Se mueve un émbolo (18) de la máquina Instron en el conjunto superior del cilindro, sobre este lecho de polvo.

Bajo control informático de la máquina Instron, se aplica el émbolo a la parte superior del lecho (16) de polvo con una fuerza de 1 Newton.

Se vierten 50 ml de agua destilada a 22ºC al espacio (20) anular alrededor del cilindro. Esta agua pasa a través de los orificios (12) hacia el lecho de polvo. La máquina Instron está programada para mantener el émbolo en posición contra el lecho de polvo en hinchamiento, y se registra la fuerza requerida para esto.

Se prefiere que un material que se hincha fuertemente, si se somete a prueba, por sí mismo, tenga la capacidad de absorber al menos dos veces su propio volumen de agua y tenga un desarrollo de la fuerza de expansión que supere 1,5 Newtons/segundo.

Se ha medido el desarrollo de la fuerza de hinchamiento para varios materiales, tal como se expone en la siguiente tabla.

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El parámetro significativo es la pendiente máxima de una gráfica de la fuerza de expansión frente al tiempo.

La medición del hinchamiento puede registrarse con el mismo aparato. Se aplica de nuevo el émbolo a la parte superior de un lecho del polvo seco, y se presiona contra él con una fuerza de 1 Newton. Se vierten 50 ml de agua como anteriormente. Se programa la máquina Instron para permitir la expansión del lecho de polvo, mientras que se mantiene una fuerza sobre él de 1 Newton. Se registra el desplazamiento del émbolo.

Un material que se hincha fuertemente puede provenir de una categoría denominada superdisgregante. Tal superdisgregante tiende a ser polímeros naturales o sintéticos reticulados e incluyen formas reticuladas de carboximetilcelulosa, celulosa, almidón, polivinilpirrolidona y poliacrilato.

Un material de vehículo se selecciona preferiblemente de compuestos que contienen grupos hidroxilo.

Un material de vehículo puede ser por sí mismo un material insoluble en agua, y un tanto hinchable en agua. Tales materiales incluyen almidones, por ejemplo, almidones de maíz, arroz y patata, celulosas, por ejemplo, Arbocel®-B y Arbocel®-BC (celulosa de haya), Arbocel®-BE (celulosa de haya-sulfito), Arbocel®-B-SCH (celulosa de algodón), Arbocel®-FIC (celulosa de pino) así como tipos de Arbocel® adicionales de Rettenmaier, fibras celulósicas microcristalinas y algunos polímeros orgánicos sintéticos.

Los materiales fibrosos que contienen celulosa que se originan a partir de madera pueden ser pastas de madera compactadas. Las denominadas pastas mecánicas incorporan generalmente lignina así como celulosa mientras que las pastas químicas contienen generalmente celulosa pero queda poco de la lignina original. La pasta obtenida mediante una mezcla de métodos químicos y mecánicos puede conservar algo pero no toda de la lignina original. Los materiales a base de celulosa incluyen Nylin LX-16 que es un disgregante a base de celulosa compactada insoluble en agua, comercialmente disponible de FMC Corporation.

Las partículas disgregantes pueden prepararse mezclando el disgregante hinchable con el material de vehículo, compactando luego la mezcla, y si es necesario triturando la mezcla compactada en partículas disgregantes. Preferiblemente, estas tienen un tamaño de partícula en un intervalo de desde 250 hasta 1000 ó 1500 micras.

El mezclado de estos materiales puede llevarse a cabo mediante un aparato convencional para mezclar sólidos particulados. Pueden incorporarse otros componentes en esta fase. El aglutinante polimérico puede añadirse en forma particulada durante esta operación de mezclado. Alternativamente, si puede fundirse, el polímero fundido puede pulverizarse sobre la mezcla o sobre un componente particulado de la mezcla.

La compactación de la mezcla puede producirse forzándola entre un par de rodillos. Un aparato adecuado, un compactador de rodillos, tiene un tornillo de alimentación que suministra la mezcla a la línea de contacto de los rodillos. La velocidad del tornillo de alimentación, y por tanto la cantidad de material suministrado a la línea de contacto de los rodillos debe ser suficientemente alta para forzar una corriente ininterrumpida de material a través de los rodillos, pero no tan alta que el material se convierta en una masa.

A continuación, la lámina de material que sale de los rodillos se rompe y se muele hasta el tamaño de partícula requerido.

Los fabricantes tanto de compactadores de rodillos como de maquinaria de molienda incluyen Hosokawa Beper ubicado en Heilbromn, Alemania, Alexanderwerk ubicado en Remschied, Alemania y Fitzpatrick ubicado en Elmhurst, USA.

La cantidad global de partículas disgregantes hinchables en agua en la pastilla es preferiblemente de entre el 0,1 y el 20% en peso de la pastilla.

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Aglutinante polimérico orgánico soluble en agua

El aglutinante polimérico orgánico soluble en agua es sólido a 25ºC.

Se prefiere que el material polimérico deba fundirse a una temperatura de al menos 35ºC, mejor 40ºC o superior, lo que está por encima del intervalo de temperaturas ambientales en muchos países de clima templado. Para su uso en países más cálidos, será preferible que la temperatura de fusión esté un tanto por encima de 40ºC, de modo que esté por encima de la temperatura ambiental.

Algunos polímeros que pueden usarse son sólidos a temperaturas de hasta 100ºC, es decir, conservan un aspecto sólido aún cuando están en un estado amorfo. Pueden ablandarse y fundirse para dar un líquido móvil con calentamiento adicional, o pueden descomponerse sin fundirse con calentamiento suficiente en exceso de 100ºC. Tales polímeros se añadirán generalmente como un polvo durante el transcurso de la granulación. Otra posibilidad sería la adición como una disolución en un disolvente orgánico volátil, pero eso no se prefiere.

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Otros polímeros que pueden usarse se funden para dar una forma líquida a temperaturas que no superan los 80ºC y pueden pulverizarse como un líquido fundido sobre la mezcla de tensioactivo y adyuvante durante el transcurso de la granulación.

Los polímeros orgánicos son en general sólidos amorfos. Un parámetro significativo que caracteriza a los sólidos amorfos es su temperatura de transición vítrea. Cuando un polímero hidrófilo amorfo absorbe humedad, la humedad actúa como un plastificante y disminuye la temperatura de transición vítrea del polímero. Los polímeros adecuados pueden tener una temperatura de transición vítrea, cuando están en estado anhidro, que es de desde 300 hasta 500 K (es decir, de aproximadamente 25ºC a 225ºC) pero pueden incorporarse en un estado que contiene humedad de modo que su temperatura de transición vítrea es inferior.

El aglutinante polimérico soluble en agua es polietilenglicol. El polietilenglicol de peso molecular promedio de 1500 (PEG 1500) se funde a 45ºC y se ha demostrado que es adecuado. También puede usarse polietilenglicol de peso molecular superior (el PEG 4000 se funde a 56ºC y el PEG 6000 a 58ºC).

La cantidad de polímero soluble en agua incluida en la composición de la pastilla o región de la misma es deseablemente de entre el 0,2% o el 1% y el 10% o el 15% en peso, más preferiblemente al menos el 0,5 o el 2% en peso. Posiblemente, la cantidad de polímero no supera el 7% en peso de toda la composición.

El polímero orgánico se incorpora en las partículas disgregantes, y puede ser posible usar el polímero en una cantidad que es un pequeño porcentaje de toda la composición de la pastilla o región de la misma, por ejemplo, del 0,1 al 1%.

Si se incorpora polímero soluble en agua adicional en la composición como componente separado, es decir, no en partículas con tensioactivo orgánico y adyuvante de detergencia, la cantidad total presente debe estar deseablemente dentro de los límites expresados anteriormente para toda la composición de la pastilla o región de la misma.

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Compuestos tensioactivos

Las composiciones que se compactan para formar pastillas o regiones de pastillas pueden contener uno o más tensioactivos detergentes orgánicos. En una composición para el lavado de materiales textiles, estos proporcionan preferiblemente desde el 5 hasta el 50% en peso de la composición de pastilla global, más preferiblemente desde el 8 o el 9% en peso de la composición global hasta el 40%, el 49% o el 50% en peso. El tensioactivo puede ser aniónico (jabonoso o no jabonoso), catiónico, zwitteriónico, anfótero, no iónico o una combinación de estos.

Puede estar presente tensioactivo aniónico en una cantidad de desde el 0,5 hasta el 50% en peso, preferiblemente desde el 2% o el 4% hasta el 30% o el 40% en peso de la composición de pastilla.

En una composición para el lavado de vajilla a máquina, es probable que el tensioactivo orgánico constituya desde el 0,5% o el 1% hasta el 8% en peso, más probablemente desde el 0,5 hasta el 4,5% en peso de la composición global y es probable que consista en tensioactivo no iónico, o bien solo o bien en una mezcla con tensioactivo aniónico.

Los expertos en la técnica conocen bien tensioactivos aniónicos sintéticos (es decir, no jabonosos). Los ejemplos incluyen alquilbencenosulfonatos, particularmente alquilbencenosulfonatos lineales de sodio que tienen una longitud de la cadena de alquilo de C_{8}-C_{15}; olefinsulfonatos; alcanosulfonatos; dialquilsulfosuccinatos; y sulfonatos de éster de ácidos grasos.

El sulfato de alquilo primario que tiene la fórmula:

ROSO_{3}^{-} M^{+}

en la que R es una cadena de alquilo o alquenilo de 8 a 18 átomos de carbono, especialmente de 10 a 14 átomos de carbono y M^{+} es un catión de solubilización, es significativo comercialmente como tensioactivo aniónico.

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El alquilbencenosulfonato lineal de fórmula:

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en la que R es alquilo lineal de 8 a 15 átomos de carbono y M^{+} es un catión de solubilización, especialmente sodio, es también un tensioactivo aniónico significativo comercialmente.

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Frecuentemente, tal alquilbencenosulfonato lineal o sulfato de alquilo primario de la fórmula anterior, o una mezcla de los mismos, será el tensioactivo aniónico deseado y puede proporcionar del 75 al 100% en peso de cualquier tensioactivo no jabonoso aniónico en la composición.

En algunas formas de esta invención, la cantidad de tensioactivo aniónico no jabonoso se encuentra en un intervalo de desde el 5 hasta el 20 o el 25% en peso de la composición de pastilla.

También puede ser deseable incluir uno o más jabones de ácidos grasos. Estos son preferiblemente jabones de sodio derivados de ácidos grasos que se producen de manera natural, por ejemplo, los ácidos grasos del aceite de coco, sebo de res, aceite de colza endurecido o de girasol.

Los compuestos tensioactivos no iónicos adecuados que pueden usarse 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.

Compuestos tensioactivos no iónicos específicos son condensados de alquilfenol (C_{8-22})-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 preparados mediante condensación de óxido de etileno con los productos de reacción de óxido de propileno y etilendiamina.

Se prefieren especialmente los etoxilatos de alcohol primario y secundario, especialmente los alcoholes primarios y secundarios C_{9-11} y C_{12-15} etoxilados con un promedio de desde 5 hasta 20 moles de óxido de etileno por mol de alcohol. Es deseable que la alcoxilación se lleve a cabo con óxido de etileno sólo, de modo que la mezcla resultante de compuestos cumpla con una fórmula general:

R_{p}O(C_{2}H_{4}O)_{q}H

en la que p tiene un valor medio de 6 a 15 y q tiene un valor medio de 5 a 20, preferiblemente de 5 a 9.

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En ciertas formas de esta invención, la cantidad de tensioactivo no iónico se encuentra en un intervalo de desde el 4 hasta el 40%, mejor del 4 o el 5 al 30% en peso de la composición. Muchos tensioactivos no iónicos son líquidos. Estos pueden absorberse sobre partículas de la composición, antes de su compactación en pastillas.

Los tensioactivos anfóteros que pueden usarse conjuntamente con tensioactivos aniónicos o no iónicos o ambos incluyen anfopropionatos de fórmula:

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en la que RCO es un grupo acilo de 8 a 18 átomos de carbono, especialmente acilo de coco.

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La categoría de tensioactivos anfóteros también incluye óxidos de amina y también tensioactivos zwitteriónicos, en particular betaínas de fórmula general:

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en la que R_{4} es una cadena hidrocarbonada alifática que contiene de 7 a 17 átomos de carbono, R_{2} y R_{3} son independientemente hidrógeno, alquilo de 1 a 4 átomos de carbono o hidroxialquilo de 1 a 4 átomos de carbono tal como CH_{2}OH, Y es CH_{2} o de la forma CONHCH_{2}CH_{2}CH_{2} (amidopropilbetaína); Z es o bien un COO^{-} (carboxibetaína) o bien de la forma CHOHCH_{2}SO_{3} - (sulfobetaína o hidroxisultaína).

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Otro ejemplo de tensioactivo anfótero es óxido de amina de fórmula:

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en la que R_{1} es alquilo o alquenilo de C_{10} a C_{20}; R_{2}, R_{3} y R_{4} son cada uno hidrógeno o alquilo de C_{1} a C_{4}, mientras que n es desde 1 hasta 5.

Posiblemente, pueden usarse tensioactivos catiónicos. Estos tienen frecuentemente un átomo de nitrógeno cuaternizado en un grupo de cabeza polar y un grupo hidrocarbonado unido de longitud suficiente para ser hidrófobo.

Una fórmula general para una categoría de tensioactivos catiónicos es:

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en la que cada R indica independientemente un grupo alquilo o grupo hidroxialquilo de 1 a 3 átomos de carbono y R_{h} indica un grupo aromático, alifático o aromático y alifático mixto de 6 a 24 átomos de carbono, preferiblemente un grupo alquilo o alquenilo de 8 a 22 átomos de carbono y X^{-} es un contraión.

La cantidad de tensioactivo anfótero, si hay alguna, puede ser posiblemente de desde el 3% hasta el 20 o el 30% en peso de la pastilla o región de una pastilla; la cantidad de tensioactico catiónico, si hay alguna, puede ser posiblemente de desde el 1% hasta el 10 o el 20% en peso de la pastilla o región de una pastilla.

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Agente de ablandamiento del agua

Una composición que se compacta para formar pastillas o regiones de pastillas puede contener un denominado agente de ablandamiento del agua que sirve para eliminar o secuestrar iones calcio y/o magnesio en el agua. En el contexto de una composición detergente que contiene tensioactivo orgánico, un agente de ablandamiento del agua se denomina más habitualmente adyuvante de detergencia.

Cuando está presente un agente de ablandamiento del agua, la cantidad del mismo se encuentra probablemente en un amplio intervalo de desde el 5, mejor el 15% en peso hasta el 98% de la composición de pastilla. En pastillas de detergente, es probable que la cantidad sea de desde el 15 hasta el 80%, más habitualmente del 15 al 60% en peso de la pastilla. Se prefieren cantidades del 5 al 98% en peso de adyuvante de detergencia insoluble en agua o del 10 al 80% en peso de adyuvante de detergencia soluble en agua.

Los agentes de ablandamiento del agua pueden proporcionarse completamente mediante materiales solubles en agua, o pueden proporcionarse en gran parte o incluso totalmente mediante material insoluble en agua con propiedades de ablandamiento del agua.

Los aluminosilicatos de metal alcalino están fuertemente favorecidos como agentes de ablandamiento insolubles en agua medioambientalmente aceptables (adyuvantes de detergencia) para el lavado de materiales textiles. Los aluminosilicatos de metal alcalino (preferiblemente sodio) pueden ser o bien cristalinos o bien amorfos o mezclas de los mismos, que tienen la fórmula general:

0,8-1,5 Na_{2}O . Al_{2}O_{3} . 0,8-6 SiO_{2} . xH_{2}O

Estos materiales contienen algo de agua unida (indicada como xH_{2}O) y se requiere que tengan una capacidad de intercambio de ión calcio de al menos 50 mg de 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 pueden prepararse fácilmente mediante reacción entre silicato de sodio y aluminato de sodio, tal como se describe ampliamente en la bibliografía.

Se describen materiales de intercambio iónico de aluminosilicato de sodio cristalino adecuados, por ejemplo, en el documento GB 1429143 (Procter & Gamble). Los aluminosilicatos de sodio preferidos de este tipo son las zeolitas A y X comercialmente disponibles bien conocidas, la zeolita P más nueva descrita y reivindicada en el documento EP 384070 (Unilever) y mezclas de las mismas. Esta forma de zeolita P de denomina también "zeolita MAP". Una forma comercial de esta se indica "zeolita A24".

Cabe la posibilidad de que un ablandador de agua insoluble en agua (adyuvante de detergencia) pueda ser un silicato de sodio estratificado tal como se describe en el documento US 4664839. NaSKS-6 es la marca comercial de un silicato estratificado cristalino comercializado por Hoechst (abreviado comúnmente como "SKS-6"). NaSKS-6 tiene la forma de morfología delta-Na_{2}SiO_{5} del silicato estratificado. Puede prepararse mediante métodos tales como los descritos en los documentos DE-A-3.417.649 y DE-A-3.742.043. Pueden usarse otros silicatos estratificados de este tipo, tales como los que tienen la fórmula general NaMSi_{x}O_{2x+1}.yH_{2}O en la que M es sodio o hidrógeno, x es un número desde 1,9 hasta 4, preferiblemente 2, e y es un número desde 0 hasta 20, preferiblemente 0.

La categoría de ablandadores inorgánicos que contienen fósforo solubles en agua incluye los ortofosfatos, metafosfatos, pirofosfatos y polifosfatos de metal alcalino. Los ejemplos específicos de adyuvantes de detergencia de fosfato inorgánico incluyen tripolifosfatos, ortofosfatos y hexametafosfatos de sodio y potasio.

Los agentes de ablandamiento del agua solubles en agua sin fósforo pueden ser orgánicos o inorgánicos. Los inorgánicos que pueden estar presentes incluyen carbonato de metal alcalino (generalmente sodio); mientras que los orgánicos incluyen polímeros de policarboxilato, tales como poliacrilatos, copolímeros acrílicos/maleicos, y fosfonatos acrílicos, policarboxilatos monoméricos tales como citratos, gluconatos, oxidisuccinatos, mono, di y trisuccinatos de glicerol, carboximetiloxisuccinatos, carboximetiloximalonatos, dipicolinatos e hidroxietiliminodiacetatos.

Las composiciones de pastillas incluyen preferiblemente polímeros de policarboxilato, más especialmente poliacrilatos y copolímeros acrílicos/maleicos que tienen alguna función como agentes de ablandamiento del agua y que también inhiben la deposición no deseada sobre el material textil del agua madre de lavado.

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Sistema blanqueador

Las composiciones en pastillas según la invención pueden contener un sistema blanqueador. Este comprende preferiblemente uno o más compuestos blanqueadores de peróxido, por ejemplo, persales inorgánicas o peroxiácidos orgánicos, que pueden emplearse junto con activadores para mejorar la acción de blanqueo a bajas temperaturas de lavado. Si está presente cualquier compuesto de peroxígeno, es probable que la cantidad se encuentre en un intervalo de desde el 10 hasta el 85% en peso de la composición. Si la pastilla contiene tensioactivo y adyuvante de detergencia, la cantidad de compuesto blanqueador de peroxígeno no es probable que supere el 25% de la composición.

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 ácido peracético, por ejemplo, tetraacetiletilendiamina (TAED), ahora en uso comercial extendido junto con perborato de sodio; y precursores de ácido perbenzoico. Los activadores del blanqueo de fosfonio y amonio cuaternario dados a conocer en los documentos US 4751015 y US 4818426 (Lever Brothers Company) son también de interés. Otro tipo de activador del blanqueo que puede usarse, pero que no es un precursor del blanqueo, es un catalizador de metal de transición tal como se da a conocer en los documentos EP-A-458397, EP-A-458398 y EP-A-549272. Un sistema blanqueador también puede incluir un estabilizador del blanqueo (secuestrante de metales pesados), tal como tetrametilenfosfonato de etilendiamina y pentametilenfosfonato de dietilentriamina.

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Partículas que promueven la disgregación solubles en agua

Una pastilla o una región de una pastilla contiene partículas solubles en agua para promover la disgregación. Estas son además de las partículas disgregantes, hinchables en agua, insolubles en agua requeridas por esta invención.

Tales partículas solubles comprenden normalmente al menos el 40% (de su propio peso) de uno o más materiales seleccionados de:

\bullet compuestos con una solubilidad en agua de al menos 50 gramos por 100 gramos de agua,

\bullet tripolifosfato de sodio en fase I,

\bullet tripolifosfato de sodio que está parcialmente hidratado de modo que contiene agua de hidratación en una cantidad que es al menos el 0,5% en peso del tripolifosfato de sodio en las partículas.

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Tal como se explicará adicionalmente a continuación, estas partículas que promueven la disgregación también pueden contener otras formas de tripolifosfato u otras sales dentro del equilibrio de su composición.

Si el material en tales partículas que promueven la disgregación solubles en agua puede funcionar como adyuvante de detergencia (como en el caso de tripolifosfato de sodio), entonces por supuesto contribuye a la cantidad total de adyuvante de detergencia en la composición de pastilla.

La cantidad de partículas que promueven la disgregación solubles en agua puede ser de desde el 2, el 3 o el 5% hasta el 28, el 30 o el 40% en peso de la pastilla o región de la misma. La cantidad puede ser posiblemente de desde el 8% hasta el 25 o el 30% o más. Sin embargo, está dentro de esta invención que la cantidad de tales partículas que promueven la disgregación solubles en agua sea baja, por debajo del 5% en peso de la pastilla o región, depositándose la confianza en las partículas hinchables en agua, insolubles en agua.

Una posibilidad es que estas partículas contengan al menos el 40% de su propio peso, mejor al menos el 50%, de un material que tiene una solubilidad en agua desionizada a 20ºC de al menos 50 gramos por 100 gramos de agua.

Estas partículas pueden proporcionar material de tal solubilidad en una cantidad que es al menos el 7% en peso o el 12% en peso de la composición de la pastilla o región discreta de la misma.

Una solubilidad de al menos 50 gramos por 100 gramos de agua a 20ºC es una solubilidad excepcionalmente alta: muchos materiales que se clasifican como solubles en agua son menos solubles que esto.

Algunos materiales sumamente solubles en agua que pueden usarse se enumeran a continuación, con sus solubilidades expresadas como gramos de sólido para formar una disolución saturada en 100 gramos de agua a 20ºC:

8

En cambio, las solubilidades de algunos otros materiales comunes a 20ºC son:

9

Preferiblemente, este material sumamente soluble en agua se incorpora como partículas del material en una forma sustancialmente pura (es decir, cada partícula de este tipo contiene más del 95% en peso del material). Sin embargo, dichas partículas pueden contener material de tal solubilidad en una mezcla con otro material, siempre que el material de la solubilidad especificada proporcione al menos el 40% en peso de estas partículas.

Un material preferido es acetato de sodio en forma parcial o totalmente hidratada.

Puede preferirse que el material sumamente soluble en agua sea una sal que se disuelve en agua en forma ionizada. A medida que una sal de este tipo se disuelve, conduce a un aumento local transitorio en la fuerza iónica que puede ayudar a la disgregación de la pastilla previniendo que el tensioactivo no iónico se hinche e inhiba la disolución de otros materiales.

Otra posibilidad es que dichas partículas que promueven la disgregación sean partículas que contienen tripolifosfato de sodio con más del 40% (en peso de las partículas) de la forma en fase I anhidra.

Se conoce muy bien el tripolifosfato de sodio como adyuvante secuestrante en composiciones detergentes. Existe en una forma hidratada y en dos formas anhidras cristalinas. Éstas son las formas anhidras cristalinas normales, conocidas 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 con calentamiento por encima de la temperatura de transición, que es de 420ºC aproximadamente, pero la reacción inversa es lenta. En consecuencia, el tripolifosfato de sodio en fase I es metaestable a temperatura ambiente.

Un procedimiento para la fabricación de partículas que contienen una alta proporción de la forma en fase I del tripolifosfato de sodio mediante secado por pulverización por debajo de 420ºC se facilita en el documento US-A-4536377.

Partículas que contienen esta forma en fase I contendrán a menudo la forma en fase I de tripolifosfato de sodio como al menos el 50% o el 55% en peso del tripolifosfato en las partículas.

Está comercialmente disponible material adecuado. Los proveedores incluyen Rhone-Poulenc, Francia y Albright & Wilson, RU.

Las partículas que promueven la disgregación solubles en agua pueden contener al menos el 40% en peso (en peso de las partículas) de tripolifosfato de sodio que está parcialmente hidratado. El grado de hidratación debería ser de al menos el 0,5% en peso del tripolifosfato de sodio en las partículas. Puede encontrarse en un intervalo de desde el 0,5 hasta el 4% en peso, o puede ser superior. De hecho, puede usarse tripolifosfato de sodio completamente hidratado para proporcionar estas partículas.

Es posible que las partículas contengan al menos el 40% en peso de tripolifosfato de sodio que tiene un alto contenido en fase I pero que también estén lo suficientemente hidratadas de modo que contengan al menos el 0,5% de agua en peso del tripolifosfato de sodio.

El resto de la composición de pastilla usada para formar la pastilla o región de la misma puede incluir tripolifosfato de sodio adicional. Éste puede estar en cualquier forma, incluyendo tripolifosfato de sodio con un alto contenido en la forma en fase II anhidra.

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Otros componentes

Las pastillas también pueden contener una de las enzimas de detergencia bien conocidas en la técnica por su capacidad de degradar y ayudar en la eliminación de diversas suciedades y manchas. Las enzimas adecuadas incluyen las diversas proteasas, celulasas, lipasas, amilasas y mezclas de las mismas, que están diseñadas para eliminar una variedad de suciedades y manchas de materiales textiles. Ejemplos de proteasas adecuadas son Maxatase (marca comercial), suministrada por Gist-Brocades N.V., Delft, Holanda, y Alcalase (marca comercial) y Savinase (marca comercial), suministradas por Novo Industri A/S, Copenhague, Dinamarca. Se emplean comúnmente enzimas de detergencia en forma de gránulos o materiales granulados, opcionalmente con un recubrimiento protector, en una cantidad de desde aproximadamente el 0,1% hasta aproximadamente el 3,0% en peso de la composición; y estos gránulos o materiales granulados no presentan problemas con respecto a su compactación para formar una pastilla.

Las pastillas también pueden contener un agente que fluoresce (abrillantador óptico), por ejemplo, Tinopal (marca comercial) DMS o Tinopal CBS disponible de Ciba-Geigy AG, Basilea, Suiza. Tinopal DMS es 4,4'bis-(2-morfolino-4-anilino-s-triazin-6-ilamino)estilbenodisulfonato de disodio; y Tinopal CBS es 2,2'-bis-(fenil-estiril)disulfonato de disodio.

Se incluye ventajosamente un material antiespumante si está presente un tensioactivo orgánico, especialmente si una pastilla de detergente está destinada principalmente para su uso en lavadoras automáticas de tipo de tambor de carga frontal. Materiales antiespumantes adecuados están habitualmente en forma granular, tales como los descritos en el documento EP 266863A (Unilever). Tales gránulos antiespumantes comprenden normalmente una mezcla de aceite de silicona, vaselina, sílice hidrófoba y fosfato de alquilo como material activo antiespumante, absorbido sobre un material de vehículo inorgánico a base de carbonato soluble en agua absorbido poroso. Pueden estar presentes gránulos antiespumantes en una cantidad de hasta el 5% en peso de la composición.

También puede ser deseable que una pastilla incluya una cantidad de un silicato de metal alcalino, particularmente orto, meta o disilicato de sodio. La presencia de tales silicatos de metal alcalino a niveles, por ejemplo, del 0,1 al 10% en peso, puede ser ventajosa para proporcionar protección frente a la corrosión de partes metálicas en lavadoras, además de proporcionar alguna medida de adyuvancia y proporcionar beneficios de procesamiento en la fabricación del material particulado que se compacta en pastillas. Una composición para el lavado de materiales textiles generalmente no contendrá más del 15% en peso de silicato. Una pastilla para el lavado de vajilla a máquina frecuentemente contendrá al menos el 20% en peso de silicato.

Los componentes adicionales que pueden emplearse opcionalmente en pastillas de detergente para el lavado de materiales textiles de la invención incluyen agentes antirredeposición tales como carboximetilcelulosa de sodio, polivinilpirrolidona de cadena lineal y los éteres de celulosa tales como metilcelulosa y etilhidroxietilcelulosa, agentes suavizantes de materiales textiles; secuestrantes de metales pesados tales como EDTA; perfumes; y colorantes o motas coloreadas.

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Distribución y tamaño de partícula

Una pastilla de esta invención, o una región discreta de una pastilla de este tipo, es una matriz de partículas compactadas.

Preferiblemente, la composición particulada tiene un tamaño de partícula promedio en el intervalo de desde 200 hasta 2000 \mum, más preferiblemente desde 250 hasta 1400 \mum. Pueden eliminarse partículas finas, menores de 180 \mum ó 200 \mum tamizando antes de la preparación de las pastillas, si se desea, aunque se ha observado que esto no siempre es esencial.

Aunque la composición particulada de partida en principio puede tener cualquier densidad aparente, la presente invención puede ser especialmente relevante para pastillas de composición detergente preparadas mediante compactación de polvos de densidad aparente relativamente alta, debido a su mayor tendencia a mostrar problemas de disgregación y dispersión. Tales pastillas tienen la ventaja de que, en comparación con una pastilla derivada de un polvo de densidad aparente baja, una dosis dada de la composición puede presentarse como una pastilla más pequeña.

Por tanto, la composición particulada de partida puede tener adecuadamente una densidad aparente de al menos 400 g/litro, preferiblemente al menos 500 g/litro y posiblemente al menos 600 g/litro.

Una composición que se compacta en una pastilla o región de pastilla puede contener partículas que se han preparado mediante liofilización o granulación y que contienen una mezcla de componentes. Tales partículas pueden contener tensioactivo detergente orgánico y algo o la totalidad del agente de ablandamiento del agua (adyuvante de detergencia) que también esta presente en una pastilla de detergente.

Pueden prepararse composiciones detergentes granulares de densidad aparente alta mediante granulación y densificación en un granuladora/mezcladora de alta velocidad, tal como se describe y reivindica en los documentos EP 340013A (Unilever), EP 352135A (Unilever) y EP 425277A (Unilever), o mediante los procedimientos de densificación/granulación continuos descritos y reivindicados en los documentos EP 367339A (Unilever) y EP 390251A (Unilever).

Otro procedimiento de granulación adecuado se describe en el documento WO 00/77147 (Unilever). Un aglutinante líquido se pone en contacto con un material de partida sólido en una mezcladora de alta velocidad y la mezcla resultante se trata en una mezcladora de velocidad baja o media y finalmente en una granuladora por fluidización a gas, en la que se añade más aglutinante líquido.

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Proporciones y formas del producto

Una pastilla de la presente invención puede realizarse especialmente como una pastilla para el lavado de materiales textiles. Una pastilla de este tipo generalmente contendrá, globalmente, desde el 5 hasta el 50% en peso de tensioactivo y desde el 5 hasta el 80% en peso de adyuvante de detergencia que es un agente de ablandamiento del agua. Pueden estar presentes partículas que promueven la disgregación solubles en agua en una cantidad de desde el 5% hasta el 25% en peso de la composición. Puede estar presente blanqueador de peroxígeno y si es así probablemente está en una cantidad que no excede del 25% en peso de la composición total.

La invención puede realizarse como pastillas cuya principal o única función es la de eliminar la dureza del agua. En tales pastillas los agentes de ablandamiento del agua, especialmente aluminosilicato insoluble en agua, pueden proporcionar desde el 50 hasta el 98% en peso de la composición de pastilla. Puede incluirse de manera conveniente un adyuvante complementario soluble en agua, por ejemplo en una cantidad de desde el 2% hasta el 30% en peso de la composición, o puede considerarse innecesario y no usarse.

Las pastillas según la invención pueden comprender desde el 1 hasta el 5% en peso de tensioactivo, desde el 0,1 hasta el 20% en peso de dichas partículas que promueven la disgregación hinchables en agua y desde el 50 hasta el 98% en peso de adyuvante de detergencia, especialmente si son para su uso como pastillas para el ablandamiento del agua o pastillas para el lavado de vajilla.

La invención puede realizarse como pastillas para el lavado de vajilla a máquina. Tales pastillas contienen normalmente una alta proporción de sales solubles en agua, tal como del 50 al 95% en peso, al menos algunas de las cuales, que se muestran como ejemplo mediante citrato de sodio y silicato de sodio, tienen propiedades de ablandamiento del agua.

Las pastillas tanto para el ablandamiento del agua como para el lavado de vajilla a máquina pueden incluir tensioactivo no iónico que pueden actuar como lubricante durante la fabricación de la pastilla y como detergente poco espumante durante su uso. La cantidad puede ser pequeña, por ejemplo de desde el 0,2 o el 0,5% en peso de la composición hasta el 3% o el 5% en peso.

Las pastillas para su uso como aditivo blanqueador contendrán normalmente una proporción alta de blanqueador de peroxígeno, tal como del 25 al 85% en peso de la composición. Éste puede mezclarse con otra sal soluble como diluente. La composición de una pastilla de este tipo puede incluir de manera adecuada un activador del blanqueo tal como tetraacetiletilendiamina (TAED). Una cantidad probable podría encontrarse en el intervalo de desde el 1 hasta el 20% en peso de la composición.

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Preparación de las pastillas

La preparación de las pastillas supone la compactación de una composición particulada. Se conoce y puede usarse una variedad de maquinaria de preparación de pastillas. Generalmente, funcionará troquelando una cantidad de la composición particulada que está confinada en un troquel.

El molde en el que se forma la pastilla puede proporcionarse mediante una abertura dentro de una estructura rígida (que es una estructura rígida que rodea a una cavidad) y un par de troqueles (punzones) que pueden moverse uno hacia el otro dentro de la cavidad, compactando de este modo el contenido de la abertura. Una máquina de preparación de pastillas puede tener una mesa rotatoria que define varias aberturas cada una con un par de troqueles asociados que pueden dirigirse al interior de las aberturas. Cada troquel puede proporcionarse con una capa elastomérica en su superficie que entra en contacto con el material de la pastilla, tal como se enseña en el documento WO 98/46719 o el documento WO 98/46720.

La preparación de las pastillas puede llevarse a cabo a temperatura ambiente o a una temperatura superior a la ambiente que puede permitir que se logre una resistencia adecuada con menor presión aplicada durante la compactación. Con el fin de llevar a cabo la preparación de las pastillas a una temperatura que es superior a la ambiente, la composición particulada se suministra preferiblemente a la maquinaria de preparación de pastillas a una temperatura elevada. Esto por supuesto suministrará calor a la maquinaria de preparación de pastillas, pero puede calentarse también la maquinaria de alguna otra manera.

Si se suministra cualquier calor, se prevé que éste se suministre de manera convencional, tal como haciendo pasar la composición particulada a través de un horno, en vez de mediante cualquier aplicación de energía de microondas.

La masa de una pastilla variará de manera adecuada desde 10 hasta 160 gramos, preferiblemente desde 15 hasta 60 g, dependiendo de las condiciones del uso pretendido, y de si representa una dosis para una carga promedio en una lavadora de materiales textiles o lavavajillas o una parte fraccionaria de una dosis de este tipo. Las pastillas pueden ser de cualquier forma. Sin embargo, para facilidad de envasado, preferiblemente son bloques de sección transversal sustancialmente uniforme, tales como cilindros o cuboides. La densidad global de una pastilla para el lavado de materiales textiles se encuentra preferiblemente en un intervalo de desde 1040 ó 1050 g/litro, preferiblemente al menos 1100 g/litro hasta 1400 g/litro. La densidad de la pastilla puede encontrarse de manera conveniente en un intervalo de hasta no más de 1350 o incluso 1250 g/litro. La densidad global de una pastilla de alguna otra composición de limpieza, tal como una pastilla para el lavado de vajilla a máquina o como aditivo de blanqueo, puede variar hasta 1700 g/litro y frecuentemente se encontrará en un intervalo de desde 1300 hasta 1550 g/litro.

La invención se ilustrará adicionalmente con referencia a los siguientes ejemplos. Los ejemplos 1-4 corresponden a ejemplos de referencia. Ejemplos adicionales dentro del alcance de la presente invención resultarán evidentes para el experto en la técnica.

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Ejemplo 1

Se preparó polvo base de detergente, que incorpora tensioactivos orgánicos y adyuvante de detergencia usando el procedimiento descrito en el documento WO-A-98/11193. El polvo tenía las siguientes composiciones. Las cantidades se muestran tanto como porcentajes en peso del polvo base como como partes en peso.

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La cantidad de zeolita MAP (zeolita A24) en la tabla anterior es la cantidad que estaría presente si fuera anhidra. Su pequeño contenido en humedad acompañante se incluye como parte de la humedad y los componentes minoritarios. La carboximetilcelulosa de sodio lineal es un polímero antirredeposición soluble en agua que se usa comúnmente.

Se proporcionaron las partículas disgregantes mediante un material celulósico natural (un subproducto obtenido tras la separación de fibras de coco de la cáscara del coco). Se observó que este material se hinchaba más de dos veces su volumen cuando se ponía en contacto con agua.

Se prepararon partículas disgregantes adicionales a partir de aproximadamente el 95% en peso de celulosa microcristalina como vehículo y el 5% en peso de carboximetilcelulosa reticulada como disgregante hinchable con un equilibrio de sal soluble. Cuando la celulosa microcristalina entra en contacto con agua, se expande hasta aproximadamente 1,5 veces su volumen en seco.

La carboximetilcelulosa reticulada se expande considerablemente cuando se pone en contacto con agua, hinchándose hasta aproximadamente 3 veces su volumen en seco original.

Se suministró esta combinación de materiales por FMC Corporation bajo la denominación "Nylin LX-16".

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Se prepararon composiciones particuladas usando polvo base tal como anteriormente, cualquier tipo de partículas disgregantes tal como anteriormente, PEG 1500 en forma de polvo de tamaño de partícula promedio de 150 micrómetros y diversos componentes particulados tal como sigue:

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Se compactaron las composiciones resultantes usando una prensa de pastillas rotatoria Fette de escala comercial que funcionaba con una presión suficiente para compactar porciones de 42,5 gramos de las composiciones en pastillas cilíndricas con un diámetro de 44 mm y un espesor de 20 a 21 mm.

La resistencia de las pastillas, en su estado seco tal como se prepararon en la prensa, se determinó como su tensión de fractura diametral DFS, que se calcula a partir de la ecuación proporcionada anteriormente:

DFS = \frac{2F_{máx}}{\pi Dt}

en la que DFS es la tensión de fractura diametral en Pascales, F_{máx} es la carga aplicada en Newtons para provocar la fractura, D es el diámetro de la pastilla en metros y t es el espesor de la pastilla en metros. Se lleva a cabo la prueba usando un instrumento de pruebas universal de tipo Instron para aplicar una fuerza compresiva que aumenta progresivamente sobre un diámetro de la pastilla (es decir, perpendicular al eje de una pastilla cilíndrica).

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La máquina de pruebas también registró el desplazamiento una hacia la otra de sus placas que soportan la pastilla, a medida que se aumenta la fuerza hasta que la pastilla se fractura.

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Se determinó la energía de rotura E_{b} de las pastillas como el área bajo una gráfica de la fuerza compresiva aplicada frente al desplazamiento, hasta el punto de rotura, tal como se describe en el documento WO-A-98/42817 de los autores. Los resultados se muestran a continuación.

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Para el cálculo de la DFS, se tomó el espesor como 20 mm. Estos resultados muestran que la presencia del polímero de PEG 1500 en las composiciones 1B a 1E permite una reducción drástica en la fuerza de compactación que se aplica. Podrían lograrse fácilmente valores más altos de DFS sin requerir que la fuerza de compactación supere 40 kN.

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Ejemplo 2

Se prepararon dos polvos base de detergente, que incorporan tensioactivos orgánicos y adyuvante de detergencia usando el procedimiento descrito en el documento WO-A-98/11193, con incorporación del PEG 1500 pulverizándolo como un líquido a aproximadamente 70ºC antes de la mezcladora de velocidad moderada. Los polvos tenían las siguientes composiciones. Las cantidades se muestran ambas como porcentajes en peso del polvo base.

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La cantidad de zeolita MAP (zeolita A24) en la tabla anterior es la cantidad que estaría presente si fuera anhidra. Su pequeño contenido en humedad acompañante se incluye como parte de la humedad y los componentes minoritarios. La carboximetilcelulosa de sodio lineal es un polímero antirredeposición soluble en agua comúnmente usado.

Se añadieron varios componentes adicionales a este polvo base mediante mezclado en seco (excepto el perfume, que se pulverizó sobre el mismo) dando como resultado las siguientes composiciones:

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La cantidad de PEG 1500 añadida a la opción 1 es ligeramente mayor que la cantidad de PEG incluida en la opción 2.

Se compactaron estas composiciones con varios niveles de fuerza aplicada en una prensa rotatoria Fette para producir pastillas cilíndricas con un peso de aproximadamente 42,5 gramos, con tensiones de fractura diametral diana de 25 y 35 kPa.

Se determinó la resistencia de las pastillas, en su estado seco tal como se prepararon en la prensa, tal como en el ejemplo 1.

Se sometió a prueba la disgregación de las pastillas (tal como en el ejemplo 1) poniendo una pastilla sobre una tela metálica de 1 cm por 1 cm en 1 litro de agua en reposo a 10ºC y midiendo el tiempo (t_{90}) que transcurre para que el 90% en peso de la pastilla caiga a través de la rejilla. Los resultados se muestran a continuación.

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La opción 2, que usaba el polvo base B, tenía una resistencia igual pero proporcionó una disolución más rápida de sus constituyentes solubles.

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Ejemplo 3

Se prepararon dos polvos base de detergente, que incorporaban tensioactivos orgánicos y adyuvante de detergencia tal como en los ejemplos 1 y 2. Tenían la siguiente composición, que se muestra como porcentajes en peso del polvo base.

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Se añadieron varios componentes adicionales a este polvo base mediante mezclado en seco (excepto el perfume, que se pulverizó sobre el mismo) dando como resultado la siguiente composición:

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Se compactaron las composiciones en una prensa rotatoria Fette para producir pastillas cilíndricas con un peso de aproximadamente 42,5 gramos (para las pastillas de 1a y 2a) y 38,5 gramos (para las pastillas de 1b y 2b). Se ajustó la fuerza aplicada para proporcionar una resistencia próxima a una tensión de fractura diametral diana de 25 kPa. Se eligieran las pastillas para proporcionar cantidades aproximadamente iguales del tensioactivo, adyuvante y blanqueador.

Todas estas pastillas contenían citrato y acetato de sodio hidratado y entre los materiales añadidos a las partículas granuladas. Se sabe que la incorporación de este material aumenta la velocidad de disolución de la pastilla, en comparación con pastillas de resistencia similar sin acetato de sodio trihidratado, tal como se enseña en el documento EP 838519 A (Unilever). Las cantidades usadas en las opciones 1b y 2b fueron menores que las cantidades usadas en las opciones 1a y 2a.

Se midió la tensión de fractura diametral de las pastillas tal como en el ejemplo 1. Se midió la disgregación de las pastillas poniendo dos pastillas de cada tipo en un dispensador de lavadora. El dispensador era de un tipo usado en lavadoras Philips (AWB 126/127). Se hizo pasar agua a 10ºC que fluía a una velocidad de 5 litros por minuto a través del dispensador hasta que las dos pastillas se eliminaron por lavado completamente del dispensador. Se anotó el tiempo como el tiempo de dispensación y se notifica en la tabla a continuación que también resume las distinciones entre las cuatro formulaciones de pastilla.

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La opción 1a y la opción 2a usaron concentraciones de acetato de sodio similares, bastante altas. Ambas proporcionaron una resistencia similar con un tiempo similar para que las pastillas se disgreguen y se eliminen por lavado del dispensador en la lavadora. Esto no pudo predecirse porque se incorporó el PEG dentro de las partículas granulares en la opción 2a en vez de añadirse por separado como en la opción 1a.

La opción 1b y la opción 2b tenían una concentración de acetato de sodio reducida. La opción 1b proporcionó un tiempo de disgregación más largo que la opción 1a. De manera inesperada, sin embargo, la opción 2b se disgregó tan rápidamente como las opciones 1a y 2a.

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Ejemplo 4

Se preparó un polvo base de detergente mediante un procedimiento de neutralización y granulación tal como se describe en el documento WO-A-98/11193. Se modificó una cantidad del mismo recubriendo las partículas con polietilenglicol (PEG 1500) en un lecho fluidizado. Se calentó el polvo hasta 50ºC en el lecho fluidizado y se pulverizó el PEG 1500 sobre el mismo a 80ºC.

Las formulaciones de los polvos base eran:

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Se añadieron un cierto número de componentes adicionales a estos polvos base mediante mezclado en seco (excepto el perfume, que se pulverizó sobre el mismo) dando como resultado las siguientes composiciones:

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Se compactaron las composiciones en una prensa de aire Specac de mesa para producir pastillas cilíndricas con un peso de 35,22 gramos (para las pastillas A) y 35,38 gramos (para las pastillas B). Se usaron diversas fuerzas de compactación. Se midió la resistencia de las pastillas tal como en los ejemplos 1 a 3. Se midió el residuo de dispensación usando un dispensador Philips tal como en el ejemplo 3. Se hicieron pasar 5 litros de agua a 10ºC a través del dispensador durante un periodo de 1 minuto. Entonces se recogió el residuo de las pastillas que quedaba en el dispensador, se secó durante 12 horas a 90ºC y se peso.

Los resultados determinados fueron:

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Puede observarse que el PEG pulverizado sobre el polvo base proporcionó una mejora considerable en las propiedades en comparación con el PEG añadido como polvo.

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Ejemplo 5

Se prepararon partículas disgregantes a partir de:

(i) Celulosa microcristalina con un tamaño de partícula de 50 micras (tipo 50D de Lattice NT); cuando este material entra en contacto con agua, se expande hasta aproximadamente 1,5 veces su volumen en seco.

(ii) Carboximetilcelulosa reticulada (Nylin XL-50D); esta carboximetilcelulosa reticulada se expande considerablemente cuando se pone en contacto con agua, hinchándose hasta aproximadamente 3 veces su volumen original.

(iii) Se usó polietilenglicol de peso molecular promedio de 1500 (PEG 1500) en forma de polvo.

Se mezclaron los materiales en una mezcladora V de escala de laboratorio y luego se compactaron en copos. Para el fin de este ejemplo, se llevó a cabo la compactación usando una compactadora de escala de laboratorio y luego se trituró hasta un tamaño de aproximadamente 1500 micras usando un instrumento "Siebmühle FC 200" de Hosokawa Bepex. Esta máquina tiene un rotor que corta el material a través de una malla que en este caso tiene un tamaño de malla de 1,5 mm (1500 micras). Las partículas resultantes tienen un tamaño y una distribución de tamaño que es dependiente del tamaño del tamiz a través del cual se fuerzan, pero también de la fragilidad y dureza del material y la velocidad del rotor. El tamiz determina un límite superior en el tamaño de partícula. Se generan algunas partículas finas durante el procedimiento de compactación. En este ejemplo se usaron las partículas resultantes sin tamizado o selección por tamaño adicional.

Se prepararon partículas disgregantes que contenían aproximadamente el 90% de celulosa microcristalina (tipo 50 de Lattice NT) mezclada con aproximadamente el 5% de cada uno de CMC reticulada (Nylin XL-50D) y PEG 1500.

Tras la compactación, trituración y tamizado tenían un tamaño de partícula medio en un intervalo de desde 1000 hasta 1500 micras.

Se preparó un polvo base de detergente mediante granulación de modo que tenía una composición tal como se expone en la siguiente tabla:

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Se añadieron un cierto número de componentes adicionales a este polvo base mediante mezclado en seco dando como resultado la siguiente composición:

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Se compactaron las composiciones en una prensa rotatoria Fette para producir pastillas cilíndricas con un peso de aproximadamente 41 gramos. Se sometieron a prueba éstas tal como en el ejemplo 4: la DFS fue superior a 30 kPa, y no hubo residuo de dispensación.

Claims (13)

1. Una pastilla de composición detergente particulada compactada que comprende tensioactivo no jabonoso y adyuvante de detergencia, en la que la pastilla o una región discreta de la misma comprende:

a) partículas que promueven la disgregación que comprenden desde el 0,1 hasta el 10% en peso de las partículas de material disgregante insoluble en agua, hinchable en agua que puede hincharse hasta al menos dos veces su volumen en contacto con agua, mezcladas con al menos el 75% en peso de las partículas de un material de vehículo absorbente de agua que no se hincha hasta tanto como dos veces su volumen en contacto con agua, y aglutinante polimérico soluble en agua que es sólido a 25ºC, siendo el aglutinante polimérico soluble en agua que es sólido a 25ºC polietilenglicol; y

b) del 2 al 40% en peso de partículas que promueven la disgregación solubles en agua que comprenden al menos el 40% (en peso de las partículas) de uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en:

\bullet

compuestos con una solubilidad en agua en agua desionizada a 20ºC de al menos 50 gramos por 100 gramos de agua,

\bullet

tripolifosfato de sodio en fase I,

\bullet

tripolifosfato de sodio que está parcialmente hidratado de modo que contiene agua de hidratación en una cantidad que es al menos el 0,5% en peso del tripolifosfato de sodio en las partículas.

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2. Una pastilla según la reivindicación 1, en la que las partículas que promueven la disgregación comprenden del 1 al 15% en peso de las partículas de polímero orgánico soluble en agua.

3. Una pastilla según o bien la reivindicación 1 o bien la reivindicación 2, con una tensión de fractura diametral de al menos 14 kPa.

4. Una pastilla según la reivindicación 3, con una tensión de fractura diametral de al menos 20 kPa.

5. Una pastilla según la reivindicación 1, en la que las partículas que promueven la disgregación solubles en agua comprenden al menos el 40% (en peso de las partículas) de uno o más compuestos con una solubilidad en agua en agua desionizada a 20ºC de al menos 50 gramos por 100 gramos de agua, y mezclas de los mismos.

6. Una pastilla según la reivindicación 1, en la que dichas partículas que promueven la disgregación solubles en agua en la pastilla o región de la misma contienen al menos el 40% (en peso de las partículas) de tripolifosfato de sodio en fase I que está parcialmente hidratado de modo que contiene agua de hidratación en un intervalo de desde el 0,5 hasta el 4% en peso de estas partículas.

7. Una pastilla según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende desde el 0,1 hasta el 15% en peso de polímero orgánico.

8. Una pastilla según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la cantidad global de partículas disgregantes hinchables en agua en la pastilla es de entre el 0,1 y el 20% en peso de la pastilla.

9. Una pastilla según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la pastilla comprende desde el 5 hasta el 50% en peso de tensioactivo y desde el 5 hasta el 80% en peso de agente de ablandamiento del agua.

10. Una pastilla según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que la pastilla comprende adyuvante de detergencia insoluble en agua en una cantidad de desde el 5 hasta el 98% en peso de la pastilla o dicha región de la misma.

11. Una pastilla según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende desde el 10 hasta el 80% en peso de adyuvante de detergencia soluble en agua.

12. Una pastilla según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende del 8 al 49% en peso de tensioactivo.

13. Una pastilla según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la pastilla comprende desde el 1 hasta el 5% en peso de tensioactivo, desde el 0,1 hasta el 20% en peso de dichas partículas que promueven la disgregación hinchables en agua, y desde el 50 hasta el 98% en peso de adyuvante de detergencia.