PT663439E - Processo para a preparacao de granulos de detergente - Google Patents

Description

6G3Q3°1

DESCRIÇÃO

PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE GRÂNULOS DE DETERGENTE A presente invenção relaciona-se com um processo para fazer um componente de detergente como uma elevada densidade em massa pela formação de uma pasta tensioactiva estruturada e pela subsequente granulação da pasta para formar partículas de escoamento livre com uma densidade em massa de pelo menos 650 g/l.

Em anos recentes, verificou-se uma tendência para fazer detergentes granulares com uma densidade em massa superior à anterior. Têm sido descritas várias técnicas para fazer detergentes granulares densos e para processar detergentes granulares de baixa densidade de maneira a aumentar a densidade em massa. Um exemplo de uma técnica adequada para fazer detergentes granulares densos é conhecido por «aglomeração». Este termo descreve qualquer processo em que pequenas partículas dos componentes são processadas de tal maneira que são acumuladas (ou «aglomeradas») para formar componentes granulares adequados. O aglomerado de detergente ideal deve ter uma elevada densidade em massa e um elevado conteúdo de tensioactivo e ainda boas propriedades de solubilidade e dispersão. Deve também ser possível usar um processo de fabrico que seja simultaneamente eficiente e versátil.

Na técnica anterior foram feitas abordagens diferentes a estes objectivos. O documento US4970017, concedido em 13 de Novembro de 1990, descreve um processo para preparar uma composição de detergente contendo silicato numa amassadeira. A composição resultante é um sólido a que é dada a forma de esferas e que passa depois por uma fase de trituração para reduzir o tamanho das partículas para um pó adequado. O documento EPA402111, publicado em 12 de Dezembro de 1990, descreve um processo para preparar uma massa que compreende um tensioactivo, a que se segue uma fase de 1 granulação. A massa pode compreender um agente «desaglomerador», mas não se descrevem os benefícios específicos da combinação de certos tensioactivos com silicato. A massa tensioactiva é preparada por um processo de mistura mas, de preferência, evita-se a extrusão. Na parte da reivindicação 1 referente à técnica anterior descreve-se um processo deste tipo. O documento EPA508543, publicado em 14 de Outubro de 1992, descreve um processo para preparar uma composição de uma pasta tensioactiva altamente activa numa extrusadora. Embora seja mencionado um certo número de estruturantes e tensioactivos químicos possíveis, não se descreve a estruturação particularmente eficiente por uma combinação de silicato e sulfonato linear de alquil-benzeno a pressões elevadas.

Embora a técnica anterior sugira a utilização de silicato em vários processos de granulação, mantêm-se os problemas de definir um processo que seja económico à escala industrial e que proporcione detergentes granulares com uma elevada actividade tensioactiva. É um objectivo da presente invenção proporcionar um processo para converter uma pasta tensioactiva num detergente granular de escoamento livre com uma alta actividade tensioactiva e boas propriedades de manuseamento e desempenho. Para alcançar os benefícios especiais do processo da invenção, apresenta-se uma pasta tensioactiva específica que compreende silicato e sulfonato linear de alquil-benzeno, tendo a pasta uma estrutura de cristais líquidos particular que é altamente desejável no processo da presente invenção.

De modo surpreendente, verificou-se agora que é vantajoso incorporar um sal de silicato hidrossolúvel na pasta tensioactiva que compreende sulfonato linear de alquil-benzeno. A combinação destes dois ingredientes específicos, em condições de pressão elevada como as que podem ser criadas atrás de uma placa de fieira de uma extrusadora, resulta numa surpreendente melhoria da eficácia da estruturação da pasta. A pasta estruturada que foi forçada a passar sob pressão pela fieira da extrusadora já não tem as propriedades de um líquido viscoso, mas tem, pelo contrário, as propriedades de um sólido deformável. Este pode ser finamente disperso e aglomerado com pós estruturantes, resultando numa composição 2 granular de escoamento livre que tem uma actívidade de pelo menos 35%, de preferência pelo menos 50%.

Sumário da Invenção A presente invenção refere-se a um processo para fazer um componente de detergente com uma densidade em massa de pelo menos 650 g/l, que compreende as fases de: 1) formação de uma pasta estruturada que compreende uma mistura uniforme de, por peso: a. de 5% a 40% de água; b. de 30% a 90% de um ingrediente seleccionado no grupo constituído por tensioactivo aniónico, incluindo pelo menòs 30% de sulfonato linear de alquil-benzeno, zwitteriónico, catiónico, anfolítico e não iónico; polímero orgânico hidrossolúvel; e suas misturas; c. de 1 % a 20% de sal de silicato hidrossolúvel; num processo contínuo; em que a pressão máxima atingida na fase (i) não é inferior a 10 bar; e 2) subsequente dispersão da referida pasta estruturada com um ou mais estruturantes em forma de pó; numa misturadora-trituradora de alta velocidade a uma velocidade de ponta superior a 10 metros por segundo; em que o rácio entre a pasta estruturada e o pó estruturante é de 9:1 a 1:5. A fase (i) do processo pode ser executada extrusando a pasta estruturada através de uma fieira; sendo de 20 a 60 bar a pressão a montante da fieira e sendo a temperatura da pasta estruturada na fieira superior a 402 C, mais preferivelmente 609 C a 100s C. Além disso, a fase (i) tem normalmente um tempo de permanência de 10 segundos a 300 segundos (de preferência de 30 a 90 segundos) e é normalmente executada sob o efeito do fornecimento específico de energia mecânica de 5 a 50 Whr/kg de extrusado. 3 A pasta estruturada que se forma na fase (i) do processo tem de preferência uma viscosidade de pelo menos 20 mPas, medida a 709 C e a 25 sec'1, mais preferivelmente de 30 a 100 mPas. A pasta estruturada compreende de preferência de 40% a 85% por peso de tensioactivo aniónico que pode ser uma mistura de sulfato de alquilo C10-18 e sulfonato linear de alquil-benzeno C10-18 num rácio de 2:1 a 1:4. Mais preferivelmente, a pasta estruturada compreende pelo menos 40% por peso de sulfonato linear de alquil-benzeno, sendo o rácio entre o sulfonato linear de alquil-benzeno e o sal de silicato hidrossolúvel de 100:1 a 2:1. O sal de silicato hidrossolúvel que actua como estruturante da pasta é de preferência silicato de sódio com um rácio entre Si02 e Na20 de 0.5 para 3.3, de preferência de 1.0 para 2.4.

Embora se possa usar tanto a solução como o pó de silicato de sódio, prefere-se que este seja adicionado sob a forma de um pó. Especificamente, obtêm-se benefícios se o pó de silicato de sódio for micronizado, tendo normalmente uma dimensão média das partículas inferior a 100 micras. A fase (ii) do processo é aquela em que a temperatura da mistura da pasta estruturada e dos pós estruturantes dentro da misturadora-trituradora de alta velocidade se situa entre 35s C e 100a C. Podem escolher-se pós estruturantes adequados entre uma vasta gama de estruturantes conhecidos, incluindo aluminosilicato, carbonato, citrato, sulfato e suas misturas.

Descrição Pormenorizada da Invenção

De acordo com a presente invenção, uma fase essencial do processo é a formação de uma pasta estruturada que compreende tensioactivos e silicato hidrossolúvel. Descrevem-se abaixo mais em pormenor pastas tensioactivas adequadas.

Pasta Tensioactiva 4

Preferem-se uma ou várias pastas aquosas dos sais de tensioactivos aniónicos para serem utilizadas na presente invenção, de preferência o sal de sódio do tensioactivo aniónico. Embora seja conhecida a granulação que utiliza vários tensioactivos puros ou em mistura, para que a presente invenção tenha utilidade prática na indústria e para que resulte em partículas com propriedades físicas adequadas para serem incorporadas em detergentes granulares, o tensioactivo (incluindo sulfonato linear de alquil-benzeno) tem de fazer parte da pasta numa concentração de 30 a 90% por peso. A actividade da pré-mistura da pasta tensioactiva aquosa é de preferência pelo menos 40%: as suas actividades preferidas são: de 50% a 85% e, mais preferivelmente, de 65% a 80%. A parte restante da pasta é fundamentalmente água e silicato hidrossolúvel, mas pode incluir vários outros componentes de detergente, alguns dos quais se descrevem abaixo mais em pormenor. Componentes particularmente adequados da pasta incluem também policarboxilatos, fosfonatos, succinatos, avivador, e tintas, tal como se descreve abaixo mais em pormenor. A pré-mistura da pasta tensioactiva aquosa contém pelo menos 30% de sulfonato linear de alqui-benzeno e, opcionalmente, um tensioactivo orgânico seleccionado no grupo constituído por tensioactivos aniónicos, zwitteriónicos, anfolíticos e catiónicos e suas misturas. Preferem-se os tensioactivos aniónicos. Os tensioactivos úteis no presente caso são referenciados na Patente US ηδ 3.664.961, Norris, concedida em 23 de Maio de 1972, e na Patente US n9 3.919.678, Laughlin et al., concedida em 30 de Dezembro de 1975. Os tensioactivos catiónicos úteis incluem também os descritos na Patente US n9 4.222.905, Cockrell, concedida em 16 de Setembro de 1980, e na Patente US n9 4.239.659, Murphy, concedida em 16 de Dezembro de 1980. Contudo, os tensioactivos catiónicos são geralmente menos compatíveis com os materiais de aluminosilicato aqui referidos, e são, por isso, usados de preferência em níveis reduzidos, no caso de serem sequer usados, nas presentes composições. Os exemplos que se seguem são representativos de tensioactivos úteis nas presentes composições.

Os sais hidrossolúveis dos ácidos gordos superiores, isto é, «sabões», são tensioactivos aniónicos úteis nas composições aqui descritas. Isto inclui sabões de metal álcali como os sais de sódio, potássio, amónio e alquilamónio de ácidos gordos superiores contendo entre cerca de 8 e cerca de 24 átomos de carbono e de preferência entre cerca de 12 e cerca de 5 18 átomos de carbono. Os sabões podem ser feitos por saponificação directa de gorduras e óleos ou pela neutralização de ácidos gordos livres. São particularmente úteis os sais de sódio e potássio das misturas de ácidos gordos derivados de óleo de coco e sebo, isto é, sebo de sódio ou potássio e sabão de coco.

Os tensioactivos aniónicos úteis incluem também os sais hidrossolúveis, de preferência os sais de metal álcali, amónio e alquilolamónio, de produtos de reacção sulfúrica orgânica que têm na sua estrutura molecular um grupo de alquilo contendo entre cerca de 10 e cerca de 20 átomos de carbono e um grupo de ésteres de ácido sulfónico ou ácido sulfúrico. (No termo «alquilo» inclui-se a porção alquilo dos grupos de acilo.) Exemplos deste grupo de tensioactivos naturais ou sintéticos são os sulfatos de sódio e potássio de alquilo, lineares ou ramificados, primários ou secundários, especialmente os obtidos por sulfatação dos álcoois superiores (átomos de carbono C8-Ci8) como os produzidos pela redução dos glicéridos de sebo ou óleo de coco. Exemplos de sulfonato linear de alquil-benzeno que são usados na presente invenção incluem os sulfonatos de sódio e potássio de alquil-benzeno em que o grupo alquilo contém entre cerca de 9 e cerca de 15 átomos de carbono, em configuração de cadeia linear ou ramificada, por exemplo os do tipo descrito nas Patentes US nos 2.220.099 e 2.477.383. São particularmente valiosos os sulfonatos lineares de alquil-benzeno de cadeia linear em que o número médio de átomos de carbono no grupo alquilo é de cerca de 11 a 13, abreviado como C11-C13 LAS.

Outros tensioactivos aniónicos aqui incluídos são os sulfonatos de éter de sódio de alquil-gliceril, especialmente os éteres de álcoois superiores derivados de sebo e óleo de coco; sulfonatos e sulfatos de monoglicéridos de sódio de ácidos gordos de óleo de coco; sais de sódio ou potássio de sulfatos de éter de óxido de alquil-fenol-etileno contendo entre cerca de 1 e cerca de 10 unidades de óxido de etileno por molécula e em que os grupos de alquilo contêm entre cerca de 8 e cerca de 12 átomos de carbono; e sais de sódio ou potássio de sulfatos de éter de óxido de alquil-etileno contendo entre cerca de 1 e cerca de 10 unidades de óxido de etileno por molécula e em que o grupo de alquilo contém entre cerca de 10 e cerca de 20 átomos de carbono. 6

Outros tensioactivos aniónicos úteis neste caso incluem os sais hidrossolúveis de ésteres de ácidos gordos alfa-sufonados contendo entre cerca de 6 e 20 átomos de carbono no grupo do ácido gordo e entre cerca de 1 e 10 átomos de carbono no grupos de éster, incluindo sulfonato de éster de metilo; sais hidrossolúveis de 2-aciloxi-alcano-1-ácidos sulfónicos contendo entre cerca de 2 e 9 átomos de carbono no grupo de acilo e entre cerca de 9 e 23 átomos de carbono na meação de alcano; sais hidrossolúveis de sulfonatos de olefina contendo entre cerca de 12 e 24 átomos de carbono; e sulfonatos de beta-alquiloxi-alcano contendo entre cerca de 1 e 3 átomos de carbono no grupo de alquilo e entre cerca de 8 e cerca de 20 átomos de carbono na meação de alcano. Embora sais de ácidos sejam normalmente analisados e usados, a neutralização dos ácidos pode ser executada inserida na fase de mistura da dispersão fina.

As pastas tensioactivas aniónicas preferidas compreendem misturas de sulfonatos de alquil-benzeno lineares ou ramificados com um alquilo de 10-18 átomos de carbono e sulfatos de alquilo com um alquilo de 10-18 átomos de carbono. De modo absolutamente preferido, o rácio entre sulfonato de alquil-benzeno e sulfato de alquilo é de 4:1 a 1:4. Estas pastas são normalmente produzidas pela reacção de um material orgânico líquido com trióxido de enxofre, produzindo um ácido sulfónico ou sulfúrico, e depois pela neutralização do ácido, produzindo um sal desse ácido. O sal é a pasta tensioactiva analisada ao longo deste documento. Prefere-se o sal de sódio devido aos benefícios decorrentes do desempenho final e do custo de NaOH em comparação com outros agentes neutralizantes, mas não é necessário quando se usam outros agentes como KOH.

Os tensioactivos não iónicos hidrossolúveis também são úteis como tensioactivos nas composições da invenção. Uma pasta adequada compreende uma mistura de tensioactivos não iónicos e aniónicos com um rácio de cerca de 0.01:1 a cerca de 1:1, mais preferivelmente cerca de 0.05:1. Podem usar-se não iónicos até uma quantidade igual à quantidade do tensioactivo orgânico primário. Estes materiais não iónicos incluem compostos produzidos pela condensação de grupos óxidos de alquileno (de natureza hidrófila) com um composto hidrófobo orgânico, que pode ser de natureza alifática ou aromática de alquilo. O comprimento do grupo de poli-oxi-alquileno que é condensado com qualquer grupo hidrófobo 7 específico pode ser facilmente ajustado de maneira a produzir um composto hidrossolúvel com o grau pretendido de equilíbrio entre elementos hidrófilos e hidrófobos.

Os tensioactivos não iónicos adequados incluem os condensados de óxidos de polietileno de fenóis de alquilo, por exemplo os produtos da condensação de fenóis de alquilo com um grupo de alquilo contendo entre cerca de 6 e 16 átomos de carbono, em configuração quer de cadeia linear quer de cadeia ramificada, tendo entre cerca de 4 e 25 moles de óxido de etileno por mole de fenol de alquilo.

Estão incluídos os produtos hidrossolúveis de condensação de álcoois alifáticos contendo entre 8 e 22 átomos de carbono, em configuração quer de cadeia linear quer de cadeia ramificada, tendo de 4 a 25 moles de óxido de etileno por mole de álcool e, particularmente, os produtos da condensação de álcoois com um grupo de alquilo contendo entre cerca de 9 e 15 átomos de carbono com cerca de 4 a 11 moles de óxido de etileno por mole de álcool; e produtos da condensação de propileno-glicol com óxido de etileno.

Os tensioactivos não iónicos semi-polares incluem óxidos hidrossolúveis de amina contendo uma meação de alquilo de cerca de 10 a 18 átomos de carbono e 2 meações seleccionadas no grupo constituído por grupos de alquilo e grupos de hidroxi-alquilo contendo de 1 a cerca de 3 átomos de carbono; óxidos hidrossolúveis de fosfina contendo uma meação de alquilo de cerca de 10 a 18 átomos de carbono e 2 meações seleccionadas no grupo constituído por grupos de alquilo e grupos de hidroxi-alquilo contendo entre cerca de 1 e 3 átomos de carbono; e sulfóxidos hidrossolúveis contendo uma meações de alquilo de cerca de 10 a 18 átomos de carbono e uma meação seleccionada no grupo constituído por meações de alquilo e hidroxi-alquilo de cerca de 1 a 3 átomos de carbono.

Os tensioactivos catiónicos úteis incluem compostos de amónio quaternário hidrossolúvel da fórmula F^RsReFWX, em que R4 é alquilo tendo de 10 a 20, de preferência 12-18 átomos de carbono, e em que R5, R6 e R7 são respectivamente alquilo C1 a C7, de preferência metilo; X' é um anião, por exemplo cloreto. Exemplos destes compostos de trimetil-amónio incluem cloreto de trimetil amónio de alquilo C12-14 e meto-sulfato de trimetil-amónio de coco-alquilo. 8

Os tensioactivos anfolíticos incluem derivados de derivados alifáticos ou derivados alifáticos de aminas heterocíclicas secundárias e terciárias em que a meação alifática pode ser uma cadeia linear ou ramificada e em que um dos substituintes alifáticos contém entre cerca de 8 e 18 átomos de carbono e pelo menos um substituinte alifático contém um grupo aniónico hidrossolubilizante.

Os tensioactivos zwitteriónicos incluem derivados de fosfónio de amónio quaternário alifático e compostos de sulfónio em que um dos substituintes alifáticos contém de cerca de 8 a 18 átomos de carbono. A pasta tensioactiva é estruturada misturando-a intimamente com um silicato hidrossolúvel. Abaixo definem-se mais em pormenor silicatos hidrossolúveis particularmente adequados. O termo «estruturação» é aqui usado no sentido de modificação da química de fase (estruturas de cristais líquidos) da pasta tensioactiva para alcançar uma fase em que se aumenta a viscosidade da pasta tensioactiva. São conhecidas várias maneiras de caracterizar a química de fase de uma pasta, incluindo Calorimetria de Exploração Diferencial e Difracção de Raios X. A temperatura e a pressão da pasta são parâmetros importantes das pastas tensioactivas que podem afectar a eficácia da estruturação. A eficácia da estruturação da pasta determina a sua viscosidade que, por sua vez, influencia a fase de mistura e granulação. A viscosidade é função, entre outros factores, da concentração e da temperatura, apresentando, nesta aplicação, uma gama de 10 mPas a 10 000 mPas. De preferência, a viscosidade da pasta estruturada é de 20 a 200 mPas e mais preferivelmente de 50 a 150 mPas. A viscosidade da pasta desta invenção é medida a uma temperatura de 70s C, medida a 25s'1. Para os presentes objectivos, foi utilizado um Physica Viscotherm VT100 para medir a viscosidade.

Os silicatos hidrossolúveis que são adequados para serem utilizados na presente invenção podem ser amorfos ou em camadas. 9

Taís silicatos podem caracterizar-se pelo rácio entre Si02 e Na20 na sua estrutura. Na presente invenção, este rácio pode ser normalmente inferior a 3.3:1, de preferência inferior a 2.8:1, mais preferivelmente inferior a 2.4:1, de modo absolutamente preferível cerca de 2.0:1.

Em termos da presente invenção, preferem-se os silicatos amorfos aos silicatos cristalinos. Contudo, podem incluir-se silicatos cristalinos nas composições das pastas da invenção.

Os silicatos de sódio cristalinos em camadas têm a fórmula geral

NaMSixOat+i . yH20 em que m é sódio ou hidrogénio, x é um número de 1,9 a 4 e y é um número de 0 a 20. No documento EP-A 164 514 descrevem-se silicatos de sódio cristalinos em camadas deste tipo e nos documentos DE-A 34 17 649 e DE-A 37 42 043 descrevem-se métodos para a sua preparação. Para o objectivo da presente invenção, x na fórmula geral acima tem um valor de 2, 3 ou 4 e é de preferência 2. Mais preferivelmente, M é sódio e y é 1 e os exemplos preferidos desta fórmula compreendem as formas α-, β-, γ-, δ- de Na2Si205. Estes materiais são comercializados pela Hoechst AG, Alemanha, respectivamente com os nomes NaSKS-5, NaSKS-7, NaSKS-11 e NaSKS-6. O material absolutamente preferido é de õ-Na2Si205, NaSKS-6.

As pastas tensioactivas estruturadas da presente invenção compreendem de preferência silicato amorfo ou silicato cristalino em camadas numa percentagem de 1% a 20% por peso, de preferência de 3% a 8%.

Verificou-se agora que o tamanho das partículas de silicato da presente invenção pode contribuir para a eficácia da estruturação da pasta. É preferível que se utilizem partículas finas de silicato. De preferência, o tamanho médio das partículas do silicato é inferior a 100 micras, mais preferivelmente inferior a 50 micras. 10 A mistura uniforme da pasta tensioactiva e do estruturante de silicato necessária na fase (i) da presente invenção pode ser executada recorrendo a qualquer equipamento de mistura adequado. Um equipamento particularmente adequado é uma extrusadora de sem-fim duplo.

Extrusadora de Sem-fim Duplo A extrusadora desempenha as funções de bombear e misturar a pasta tensioactiva viscosa e o estruturante de silicato de modo contínuo. Uma extrusadora básica consiste num corpo com uma superfície interna cilíndrica lisa. Montado no interior deste corpo encontra-se o sem-fim da extrusadora. Existe uma abertura de entrada para a pasta altamente activa que, quando o sem-fim roda, faz com que a pasta se desloque ao longo do comprimento do corpo. A concepção pormenorizada da extrusadora permite a execução de várias funções. Em primeiro lugar, aberturas adicionais no corpo podem permitir que se adicionem directamente no corpo outros ingredientes, incluindo o estruturante de silicato. Em segundo lugar, uma bomba de vácuo e um vedante em torno do eixo do sem-fim permitem a formação de vácuo que permite a redução do nível de humidade. Em terceiro lugar, pode instalar-se na parede do corpo um dispositivo de aquecimento ou arrefecimento, para controlo da temperatura. Em quarto lugar, a concepção cuidadosa do sem-fim da extrusadora promove a mistura da pasta tanto consigo mesma como com o estruturante e outros aditivos. Por exemplo, podem incluir-se secções de amassadura na concepção do sem-fim.

Uma extrusadora preferida é a extrusadora de sem-fim duplo. Este tipo de extrusadora tem dois sem-fins montados em paralelo dentro do mesmo corpo, que estão preparados para rodar quer na mesma direcção (co-rotação) quer em direcções opostas (contra-rotação). A extrusadora de sem-fim duplo em co-rotação é o equipamento preferido a todos os outros para ser utilizado nesta invenção.

Extrusadoras de sem-fim duplo adequadas para serem utilizadas na presente invenção incluem as fornecidas por: APV Baker (Série CP); Werner & Pfleiderer (Série Continua); Wenger (Série TF); Leistritz (Série ZSE); e Buss (Série LR). 11 0 tempo de permanência da pasta tensioactiva na extrusadora de sem-fim duplo é normalmente de 10 segundos a 300 segundos, de preferência de 30 a 90 segundos.

Prefere-se a todas as outras soluções que a placa de fieira da extrusadora tenha entre 1 e 10 orifícios de extrusão, dependendo o seu número exacto do ritmo pretendido de passagem do produto extrusado. Além disso, preferem-se orifícios de extrusão com uma secção transversal rectangular aos que apresentam outras formas, por exemplo orifícios com uma secção transversal circular. Uma forma característica de orifício preferida tem cerca de 25 mm de comprimento e entre 1,5 e 2,5 mm de largura.

Na segunda fase do processo da presente invenção, a pasta estruturada é granulada na presença de pós estruturantes. Normalmente a fase de granulação implica a realização de uma dispersão fina da pasta estruturada com os pós estruturantes em condições que fazem com que a pasta dispersa e os estruturantes se aglomerem formando grânulos. Esta fase do processo é aqui referida como «mistura por dispersão fina e granulação».

Para o objectivo da presente invenção, é importante distinguir as diferenças entre um processo de trituração e um processo de mistura por dispersão fina e granulação. Um processo de trituração do tipo descrito na técnica anterior é um processo de redução da dimensão em que uma esfera sólida é desintegrada de modo a formar um pó. Um equipamento adequado para um processo de trituração é um moinho de alta velocidade. Contudo, um processo de mistura por dispersão fina e granulação é um processo em que se misturam pós finamente divididos e líquidos ou pastas finamente dispersos, normalmente em condições de trituração a alta velocidade, levando-os a aglomerarem-se, o que é um processo de aumento de tamanho. Descrevem-se abaixo equipamentos adequados para realizar a mistura por dispersão fina e granulação.

Mistura por Dispersão Fina e Granulação

Quaisquer aparelhos, instalações ou unidades adequados para o processamento de tensioactivos podem ser usados para executar o processo de acordo com a invenção. Para a 12 mistura por dispersão fina e granulação, pode utilizar-se qualquer um de uma variedade de misturadoras/aglomeradoras. Numa forma de realização preferida, o processo da invenção é executado de modo contínuo. São especialmente preferidas as misturadoras Fukae® da série FS-G, fabricadas pela Fukae Powtech Kogyo Co., Japão; este aparelho assume essencial mente a forma de um recipiente em forma de taça acessível através de uma abertura superior, dotado, próximo da sua base, de um agitador com um eixo substancialmente vertical, e uma lâmina cortante posicionada numa parede lateral. O agitador e a lâmina cortante podem ser accionados independentemente um do outro e com velocidades separadamente variáveis. O recipiente pode ser dotado de uma dupla parede de arrefecimento ou, se necessário, de uma unidade criogénica.

Outras misturadoras semelhantes que se verificou serem adequadas para serem utilizadas no processo da invenção incluem a Diosna® série V fabricada pela Dierks & Sõhne, Alemanha; e a Pharma Matrix® fabricada pela T. K. Fielder Ltd., Inglaterra. Outras misturadoras consideradas adequadas para serem utilizadas no processo da invenção são a Fuji® série VG-C, fabricada pela Fuji Sangyo Co., Japão; e a Roto® fabricada pela Zanchetta & Co srl, Itália.

Outros equipamentos adequados preferidos podem incluir a Eirich® série RV, fabricada por Gustav Eirich Hardheim, Alemanha; Lõdige®, série FM, para mistura em cargas, série CB e KM para mistura/aglomeração contínua, fabricadas por Lõdige Machinenbau GmbH, Paderborn, Alemanha; Drais® série T160, fabricada por Drais Werke GmbH, Manheim, Alemanha; e Winkworth® série RT 25, fabricado por Winkworth Machinery Ltd., Berkshire, Inglaterra. A Misturador Littleford, Modelo # FM-130-D-12, com lâminas cortantes internas, e o Processador de Alimentos Cuisinart, Modelo # DCX-Plus, com lâminas de 7,75 polegadas (19,7 cm) são dois exemplos de misturadoras adequadas. Pode usar-se qualquer outra misturadora com capacidade de mistura por dispersão fina e granulação e com um tempo de permanência na ordem de 0,1 a 10 minutos. Prefere-se a misturadora de rotor «tipo turbina» com várias lâminas num eixo de rotação. A invenção pode ser praticada sob a forma de cargas ou de um processo contínuo. 13 A pasta pode ser introduzida na misturadora a uma temperatura inicial entre o seu ponto de amolecimento (geralmente da ordem de 40-609 C) e o seu ponto de degradação (dependente da natureza química da pasta, por exemplo as pastas de sulfato de alquilo têm tendência para se degradar acima dos 75-859 C). As temperaturas elevadas reduzem a viscosidade, simplificando o bombeamento da pasta, mas resultam em grânulos.com actividade inferior. Por estas razões, prefere-se que, durante a fase de mistura por dispersão fina e granulação, a temperatura se situe entre 35s C e 1009 C, de preferência entre 40s C e 809 C e mais preferivelmente entre 509 C e 709 C.

Outros Componentes

Os pós estruturantes adequados para serem utilizados na fase de mistura por dispersão fina e granulação podem ser escolhidos entre uma vasta gama de pós adequados. Preferem-se aluminosilicato, carbonato, citrato, sulfato e suas misturas. O material adequado de permuta de iões de aluminosilicato cristalino tem a fórmula

Naz[(AI02)z . (Si02)y]. xH20) em que z e y são pelo menos cerca de 6, sendo o rácio molar entre z e y de cerca de 1.0 a cerca de 0.4, e z é de cerca de 10 a cerca de 264. Os materiais de aluminosilicato amorfo hidratado úteis neste caso têm a fórmula empírica

Mz(zAI02 . ySi02) em que M é sódio, potássio, amónio ou amónio substituído, z é de cerca de 0.5 a cerca de 2 e y é 1, tendo o referido material uma capacidade de permuta de iões de magnésio de pelo menos cerca de 50 miligramas de equivalentes de dureza de CaC03 por grama de aluminosilicato anidro. Prefere-se o sódio hidratado Zeólito A com uma dimensão de partículas entre cerca de 1 e 10 micras. 14

Os materiais estruturantes da permuta de iões de aluminosilicato aqui descritos apresentam forma hidratada e contêm èntre cerca de 10% e cerca de 28% de água por peso, no caso de serem cristalinos, e quantidades de água potencial mente ainda maiores no caso de serem amorfos. Materiais de permuta de iões de aluminosilicato cristalino altamente preferidos contêm entre cerca de 18% e cerca de 22% de água na matriz do seu cristal. Os materiais de permuta de iões de aluminosilicato cristalino caracterizam-se ainda por terem um diâmetro de partículas de cerca de 0,1 micra a cerca de 10 micras. Os materiais amorfos são frequentemente mais pequenos, podendo por exemplo chegar a ter menos de cerca de 0,01 micra. Os materiais de permuta de iões preferidos têm um diâmetro de partículas de cerca de 0,2 micra a cerca de 4 micras. A expressão «diâmetro de partículas» aqui utilizada representa o diâmetro médio das partículas por peso de um determinado material de permuta de iões, determinado por técnicas analíticas convencionais como por exemplo determinação microscópica utilizando um microscópio electrónico. Normalmente, os materiais de permuta de iões de aluminosilicato cristalino aqui descritos caracterizam-se ainda pela sua capacidade de permuta de iões de cálcio, que é equivalente a pelo menos cerca de 200 mg de dureza de água de CaC03 / g de aluminosilicato, calculado numa base anidra, e que se situa geralmente na gama de cerca de 300 mg eq./g a cerca de 352 mg eq./g. Os materiais de permuta de iões de aluminosilicato aqui descritos caracterizam-se ainda pela sua taxa de permuta de iões de cálcio que é pelo menos de cerca de 2 grãos de Ca+7galão/minuto/grama/galão de aluminosilicato (base anidra), e que se situa geralmente na gama de cerca de 2 grãos/galão/minuto/grama/galão a cerca de 6 grãos/galão/minuto/grama/galão, com base na dureza dos iões de cálcio. O aluminosilicato óptimo com estruturante apresenta uma taxa de permuta de iões de cálcio de pelo menos cerca de 4 grãos/galão/minuto/grama/galão.

Os materiais de permuta de iões de aluminosilicato amorfo têm geralmente uma permuta de Mg++ de pelo menos cerca de 50 mg eq. CaCOs/g (12 mg de Mg+7g) e uma taxa de permuta de Mg++ de pelo menos cerca de 1 grão/galão/minuto/grama/galão. Os materiais amorfos não apresentam um padrão de difracção observável quando examinados por radiação de Cu (1.54 Unidades Angstrom). 15

Os materiais de permuta de iões de aluminosilicato úteis na prática desta invenção são comercializados. Os aluminosilicatos úteis nesta invenção podem ser de estrutura cristalina ou amorfa e podem ser aluminosilicatos de ocorrência natural ou sinteticamente derivados. Um método para produzir materiais de permuta de iões de aluminosilicato é analisado na Patente US ns 3.985.669, Krummel et ai., concedida em 12 de Outubro de 1976, aqui incorporada por referência. Os materiais preferidos de permuta de iões de aluminosilicato cristalino sintético úteis neste caso são comercializados com as designações de Zeólito A, Zeólito B, Zeólito P e Zeólito X. Numa forma de realização especialmente preferida, o material de permuta de iões de aluminoslicato cristalino tem a fórmula

Na12[(AI02)i2(Si02)12]. xH20 em que x é de cerca de 20 a cerca de 30, especialmente cerca de 27, e tem uma dimensão de partículas geral mente inferior a cerca de 5 micras.

Os detergentes granulares da presente invenção podem conter sais neutros ou alcalinos que têm um pH em solução de sete ou superior, e podem ser de natureza quer orgânica quer inorgânica. O sal estruturante ajuda a proporcionar a densidade pretendida aos grânulos de detergente aqui analisados. Embora alguns dos sais sejam inertes, muitos deles funcionam também como materiais estruturantes de detergência na solução para lavagem de roupas. O ácido cítrico e, de modo geral, qualquer outros ácido orgânico ou inorgânico pode ser incorporado nos detergentes granulares da presente invenção desde que seja quimicamente compatível com a restante composição dos grânulos.

Outros sais estruturantes hidrossolúveis úteis incluem os compostos de vários fosfatos, polifosfatos, fosfonatos, polifosfonatos, carbonatos, silicatos, boratos e poli-hidroxi-sulfonatos hidrossolúveis, de metal álcali, de amónio ou de amónio substituído. Preferem-se os sais de metais álcali, especialmente sódio, dos acima referidos.

Exemplos específicos de estruturantes inorgânicos de fosfatos são o tripolifosfonato, o pirofosfato, o metafosfato polimérico com um grau de polimerização de cerca de 6 a 21 e o 16 ortofosfato de sódio e de potássio. Outros compostos estruturantes de fósforo são descritos nas Patentes US nos 3.159.581; 3.213.030; 3.422.021; 3.422.137; 3.400.176; e 3.400.148, aqui incorporadas por referência.

Exemplos de estruturantes inorgânicos não fosforosos são o carbonato, o bicarbonato, o sesquicarbonato, o deca-hidrato de tetracarbonato e o silicato de sódio e de potássio com um rácio molar entre Si02 e óxido de metal álcali de cerca de 0.5 a cerca de 4.0, de preferência de cerca de 1.0 a cerca de 2.4. As composições feitas pelo processo da presente invenção não requerem um excedente de carbonato para processamento e de preferência não contêm mais de 2% de carbonato de cálcio finamente dividido, como se descreve na Patente US ns 4.196.093, Clarke et al., concedida em 1 de Abril de 1980, e é de preferência livre deste último.

Exemplos de outros sais hidrossolúveis neutros incluem os cloretos, fluoretos e sulfatos de metal álcali, amónio ou amónio substituído. Entre os sais acima referidos, preferem-se os de metal álcali e, em particular, de sódio. Normalmente usa-se sulfato de sódio em grânulos de detergente, sendo este um sal particularmente preferido.

As composições detergentes da presente invenção podem, opcionalmente, incluir agentes anti-redeposição e de suspensão da sujidade, activadores de branqueamento, avivadores ópticos, agentes libertadores de sujidade, supressores de espuma, enzimas, agentes amaciadores dos tecidos, perfumes e cores, bem como outros ingredientes que se sabe serem úteis nos detergentes para roupa.

Os agentes anti-redeposição e de suspensão de sujidade adequados neste caso incluem os derivados de celulose como metilcelulose, carboximetilcelulose e hidroxietilcelulose e ácidos policarboxílicos homo- ou co-poliméricos ou os seus sais. Os polímeros deste tipo incluem copolímeros de anidrido maleico com etileno, metilvinil-éter ou ácido metacrílico, constituindo o anidrido maleico pelo menos 20 moles percentuais do copolímero. Estes materiais são normalmente usados em níveis de 0,5% a 10% por peso, mais preferivelmente de 0,75% a 8%, de modo absolutamente preferido de 1 % a 6% por peso da composição. 17

Outros materiais poliméricos úteis são os glicóis de polietileno, particularmente os que têm um peso molecular de 1000-10 000, mais particularmente de 2000 a 8000 e de modo absolutamente preferido cerca de 4000. Estes são usados em níveis de 0,20% a 5%, mais preferivelmente de 0,25% a 2,5% por peso. Estes polímeros e os anteriormente referidos sais de policarboxilato homo- ou co-poliméricos são importantes para reforçar a manutenção da brancura, a deposição de cinzas dos tecidos e a qualidade do desempenho na limpeza de argila, sujidades proteináceas e oxidáveis na presença de impurezas de metais de transição.

Numa forma de realização preferida da presente invenção, a composição compreende um precursor de branqueamento que é um peroxiácido. Os precursores sólidos de branqueamento de peroxiácido da presente invenção compreendem precursores contendo um ou mais grupo de N- ou O-acilo, precursores estes que podem ser seleccionados numa vasta gama de classes.

As ciasses adequadas incluem anidridos, ésteres, imidas e derivados acilados de imidazolas e oximas, e no documento GB-A-1586789 descrevem-se exemplos de materiais úteis contidos nestas classes. As classes preferidas a todas são ésteres tal como são descritos nos documentos GB-A-836988, 864.798, 1147871 e 2143231 e imidas como as descritas nos documentos GB-A-855735 e 1246338.

Compostos precursores particularmente preferidos são os compostos tetra-acetilados N-,N,N1N1 da fórmula

- CH3 - CH3 18 em que x pode ser 0 ou um número inteiro entre 1 e 6.

Os exemplos incluem diamina de tetra-acetil-metileno (TAMD) em que x = 1, diamida de tetra-acetil-etileno (TAED) em que x = 2 e diamida de tetra-acetil-hexileno (TAHD) em que x = 6. Estes e compostos análogos são descritos no documento GB-A-907356. O precursor de branqueamento de peroxiácido preferido a todos é o TAED.

Outros activadores são precursores de ácido perbenzóico como o sulfonato de benzoiloxibenzeno (BOBS) e benzoil-caprolactam. É absolutamente preferido que um precursor de branqueamento de ácido peróxido esteja presente numa percentagem de pelo menos 0,5% por peso da composição. As partículas de precursor de branqueamento de peroxiácido têm de preferência uma dimensão das partículas de 100 micras a 1500 micras.

Estes precursores de branqueamento de peroxiácido podem ser parcialmente substituídos por perácidos pré-formados como N,N ftaloilaminoperoxi-ácido (PAP), nonil-amida de ácido peroxi-adípico (NAPAA), ácido 1,2 diperoxidodecanedióico (DPDA) e ácido trimetil-amónio propenil imidoperoxi-melítico (TAPIMA). Outros precursores de branqueamento incluem ésteres de glicolato (descritos no documento EP 507475); 4h-3,1-benzoxazin-4 uns; precursores catiónicos (descritos nos documentos EP 458396 e EP 464880); activadores de éster-carbonato (descritos no documento EP 475511), NOBS, iso-NOBS.

Os avivadores ópticos preferidos têm carácter aniónico, exemplos dos quais são disulfonato de dissódio 4,41-bis -(2-dietanolamino-4-anilino-s-triazin-6-ilamino)estibeno-2:21, disulfonato de dissódio 4,41-bis-(2-morfolino-4-anilino-2-triazin-6-ilaminostilbeno-2;21, disulfonato de dissódio 4,41-bis-(2,4-dianilino-s-triazin-6-ilamino)estilbeno-2:21, sulfonato de monossódio 41411-bis-(2,4-dianilino-s-triazin-6-ilamino)estilbeno-2, disulfonato de dissódio 4,41-bis-(2-anilino-4-(N-metil-N-2-hidroxietilamino)-2-triazin-6-ilamino)estibeno-2,21, disulfonato de dissódio 4, 41-bis-(4-fenil-2, 1, 3-triazol-2-il)estilbeno-2, 21, disulfonato de dissódio 4,41bis (2-anilino-4-(1-metil-2- hidroxietilamino)-s-triazin-6-ilamino)estilbeno-2,21 e sulfonato de sódio 2 (estilbil-411-(nafto-11,21:4,5) - 1,2,3-triazole-211. 19

Os agentes libertadores de sujidade úteis nas composições da presente invenção são convencionalmente copolímeros ou terpolímeros de ácido tereftálico com unidades de etileno-glicol e/ou propileno-glicol em várias combinações. Nas Patentes US nos 4116885 e 4711730, actualmente concedidas, e no Pedido de Registo de Patente Europeia Publicado ns 0272033, descrevem-se exemplos destes polímeros. Um polímero particularmente preferido de acordo com o documento EP-A-0272033 tem a fórmula (CH3(PEG)43)o.75(POH)o.25(T-PO)2.e(T-PEG)o.4]T(PO-H)0.25 ((PEG) *£Η3)0.75 em que PEG is -(OC2H4) O-, PO é (0C3H60) e T é (pCOC6H4CO).

Certos materiais poliméricos como as pirrolidonas de polivinilo normalmente com um peso molecular de 5000-20 000, de preferência 10 000-15 000, constituem também agentes úteis para a prevenção da transferência de tintas instáveis entre tecidos durante o processo de lavagem.

Outro ingrediente opcional da composição de detergente é um supressor de espuma, exemplificado por silicones e misturas de sílica-silicone. Os silicones podem ser de modo geral representados por materiais de poli-siloxano alquilado enquanto a sílica é normalmente usada em formas finamente divididas, exemplificadas por aerogels e xerogels de sílica e sílicas hidrófobas de vários tipos. Estes materiais podem ser incorporados sob a forma de partículas em que o supressor de espuma é de preferência incorporado de maneira a libertar-se num suporte impermeável a detergentes hidrossolúvel ou passível de dispersão em água, substancialmente não activo à superfície. Em alternativa, o supressor de espuma pode ser dissolvido ou disperso num suporte líquido e aplicado por pulverização sobre um ou mais dos outros componentes.

Como se referiu acima, os agentes controladores de espuma de silicone úteis podem compreender uma mistura de um siloxano alquilado, do tipo acima referido, e sílica sólida. Estas misturas são preparadas fixando o silicone à superfície da sílica sólida. Um agente controlador de espuma de silicone preferido é representado por uma sílica hidrófoba silanada (de modo absolutamente preferido trimetil-silanada) com uma dimensão de partículas na 20 gama de 10 nanómetros a 20 nanómetros e uma área superficial específica acima de 50 m2/g, infimamente misturada com um fluido de dimetil-silicone com um peso molecular na gama de cerca de 500 a cerca de 200 000 com um rácio de peso entre o silicone e a sílica silanada de cerca de 1:1 a cerca de 1:2.

Um agente preferido controlador de espuma de silicone é descrito em Bartolotta et al., Patente US 3.933.672. Outros supressores de espuma particularmente úteis são os supressores de espuma de silicone auto-emulsionantes, descritos no Pedido de Registo de Patente alemã DTOS 2.646.126 publicado em 28 de Abril de 1977. Um exemplo de tal composto é o DC0544, comercializado pela Dow Corning, que é um copolímero de siloxano/glicol.

Os supressores de espuma acima descritos são normalmente utilizados em níveis entre 0,001% e 0,5% por peso da composição, de preferência entre 0,01% e 0,1% por peso.

Os métodos preferidos de incorporação compreendem quer a aplicação dos supressores de espuma em forma líquida por pulverização sobre um ou mais dos componentes principais da composição ou, em alternativa, a formação dos supressores de espuma em partículas separadas que podem depois ser misturadas com os outros componentes sólidos da composição. A incorporação dos modificadores de espuma sob a forma de partículas separadas permite também a inclusão neles de outros materiais controladores de espuma como ácidos gordos C20-C24, ceras microcristalinas e copolímeros com elevado peso molecular de óxido de etileno e óxido de propileno que de outro modo afectariam negativamente a capacidade de dispersão da matriz.

As técnicas para formação destas partículas modificadoras de espuma são descritas na Patente US ne 3.933.672, Bartolotta et al., anteriormente mencionada.

Outro ingrediente opcional útil na presente invenção é uma ou mais enzimas.

Os materiais enzimáticos preferidos incluem as amilases, proteases neutras e alcalinas, lipases, esterases e celulases todas comercializadas e convencionalmente incorporadas em 21 composições detergentes. Nas Patentes US 3.519.570 e 3.533.139 analisam-se enzimas adequadas.

Também podem incorporar-se agentes amaciadores de tecidos nas composições de detergentes de acordo com a presente invenção. Estes agentes podem ser de tipo inorgânico ou orgânico. Os agentes amaciadores inorgânicos são exemplificados pelas argilas de esmectite descritas no documento GB-A-1.400.898. Os agentes orgânicos amaciadores de tecidos incluem as aminas terciárias insolúveis em água descritas nos documentos GB-A-1514276 e EP-B-0011340. A sua combinação com sais de amónio quaternário mono C12-C14 é descrita nos documentos EP-B-0026527 e 528. Outros agentes orgânicos amaciadores de tecidos úteis são as amidas de cadeia di-longa descritas no documento EP-B-0242919. Outros ingredientes orgânicos de sistemas amaciadores de tecidos incluem materiais de óxido de polietileno de elevado peso molecular, descritos no documento EP-A-0299575 e 0313146.

Os níveis de argila de esmectite situam-se normalmente na gama de 5% a 15%, mais preferivelmente de 8% a 12% por peso, sendo o material adicionado à restante formulação sob a forma de um componente seco. Os agentes orgânicos amaciadores de tecidos como as aminas terciárias insolúveis em água os materiais de amida de cadeia di-longa são incorporados em níveis de 0,5% a 5% por peso, normalmente de 1% a 3% por peso, enquanto os materiais de óxido de polietileno de elevado peso molecular e os materiais catiónicos hidrossolúveis são adicionados em níveis de 0,1% a 2%, normalmente de 0,15% a 1,5% por peso. Sempre que uma parte da composição é pulverizada em seco, estes materiais podem ser adicionados à mistura aquosa fornecida à torre de secagem por pulverização embora, alguns casos, possa ser mais conveniente adicioná-los sob a forma de partículas secas misturadas, ou pulverizá-los sob a forma de um líquido fundido sobre outros componentes sólidos da composição.

Situa-se também no âmbito da presente invenção que os grânulos de detergente resultantes possam ser secos, arrefecidos e/ou reduzidos a pó com um agente de revestimento superficial adequado. 22

EXEMPLOS

Exemplo 1

Preparou-se uma pasta tensioactiva aquosa contendo os sais de sódio dos tensioactivos aniónicos de sulfonato de alquil-benzeno linear (LAS), sulfato de alquilo de sebo (TAS) e sulfato de alquil-éter com uma média de 3 grupos de etoxi por molécula (AE3S) com um rácio de 74:24:2. A pasta tinha uma actividade tensioactiva total de 77%, um conteúdo de água de 18% e uma viscosidade de 28 000 mPa.s medida a uma taxa de trituração de 25 sec1 e a uma temperatura de 709 C.

Misturou-se em contínuo um fluxo de pó contendo uma mistura de zeólito A, carbonato de sódio e carboximetilcelulose (CMC) com um rácio de 60:36:4. A pasta foi bombeada a 65s C por uma bomba de deslocação positiva para dentro do primeiro corpo de uma Extrusadora de Sem-fim Duplo («Twin Screw Extruder» - TSE) C170 Werner & Pfleiderer® de 5 corpos que alimenta directamente uma misturadora-trituradora de alta velocidade CB55 Loedige® e o fluxo de pó foi simultaneamente fornecido à misturadora.

Foram também fornecidos à misturadora dois fluxos contendo o resultado reciclado da classificação dos aglomerados, um contendo produtos húmidos e grosseiros e o outro partículas secas e finas. Um terceiro fluxo contendo o pó recolhido do secador de fluidos em camadas foi também fornecido à misturadora a uma velocidade muito baixa (<100 kg/hora). A misturadora CB55 Loedige® foi accionada a 1460 rpm e com um tempo médio de permanência de 10-15 segundos. O produto que sai da misturadora de alta velocidade é constituído por uma dispersão de pasta e pós tensioactivos aniónicos, substancialmente sob a forma de um pó fino.

Este produto foi depois transferido por um elevador de alcatruzes para uma misturadora de velocidade moderada KM 3000 Loedige®. O eixo que transporta a pá da misturadora de velocidade moderada foi posto a funcionar a 110 rpm. Além disso, foram instaladas quatro 23 lâminas de corte de alta velocidade em eixos montados radialmente na parede lateral da misturadora e accionadas a 3000 rpm. Depois de passados cerca de % do comprimento horizontal da misturadora, foi adicionado um fluxo de zeólito A a uma velocidade de 0,55 toneladas/hora. O tempo de permanência na misturadora de velocidade moderada pode ser controlado por meio de uma porta de saída. Quando se fecha esta porta, o peso do produto que está retido dentro da misturadora aumenta, o que, por sua vez, aumenta o tempo de permanência. Nestes exemplos, a porta de saída foi totalmente aberta, o que proporcionou um tempo de permanência inferior a 1 minuto. O produto saído da misturadora de velocidade moderada KM 3000 Loedige® era constituído por grânulos aglomerados bem definidos. Estes aglomerados húmidos foram classificados num peneiro vibrador para separar a fracção grosseira e devolvê-la à misturadora-trituradora de alta velocidade por meio de um transportador vibrador. Os aglomerados restantes foram secos e arrefecidos num secador de fluidos em camadas seguido de um arrefecedor de fluidos em camadas. O produto saído do arrefecedor foi peneirado para remover as partículas finas que também foram depois recicladas e devolvidas à misturadora-trituradora de alta velocidade. O tempo de permanência nas camadas fluidas foi de cerca de 15-30 minutos ao todo e o equilíbrio da humidade relativa do produto à saída, medida à temperatura ambiente, situou-se entre 5% e 15%.

Os grânulos aglomerados finais produzidos neste exemplo tinham um tamanho médio das partículas de cerca de 540 micras, a fracção que não passou através de uma peneira Tyler com rede 14 (mais grosseira que 1180 micras) foi inferior a 10% e a fracção que passou através de uma peneira Tyler com rede 60 (mais fina que 250 micras) foi inferior a 7%.

Estes aglomerados foram depois usados como componentes de uma composição de detergente acabada por mistura a seco com um pó soprado contendo polímero, zeólito e componentes menores (e, opcionalmente, TAS), e por mistura adicional com silicato granular, carbonato granular, perborato granular ou percarbonato granular, e aglomerados 24 contendo um activador de branqueamento. As composições finais são apresentadas mais abaixo.

Na TSE, foram fornecidos ao corpo 1 tanto a pasta tensioactiva como um agente estruturante em pó. O agente estruturante foi fornecido um pouco a montante da pasta e foram ambos misturados, amassados, transportados e extrusados por uma fieira. A configuração do sem-fim usada neste exemplo consistiu numa secção transportadora, seguida por seis blocos de amassadura à direita (ângulo de 30s) em grupos de dois e alternados com secções de transporte, um bloco de amassadura à esquerda (ângulo de 30a) e uma secção de transporte final antes da placa de fieira.

Neste exemplo foram utilizados dois modelos de fieira,

Ns de fieiras Ns de ranhuras Dimensões das ranhuras (mm) Laraura Profundidade Altura 1 1 37 3,5 38 2 2 23 1,5 38 O agente estruturante utilizado nestas experiências e fornecido à TSE em conjunto com a pasta foi um silicato de sódio em pó (Si02 / Na20 2: 1) com uma dimensão média das partículas de 150 micras. O pó estava à temperatura ambiente.

Os seguintes ensaios experimentais foram realizados com o equipamento e as matérias-primas acima descritos, atingindo as actividades do aglomerado correspondente indicadas no quadro abaixo: 25 N8de Fieiras Velocidade da Pasta (Ton/h) Velocidade do Silicato (Kg/h) RPM Binário (%) Energia Mecânica Específica (Whr/ka) Pressão na fieira (bar) Temp. à Saída (SC) Actividade do Aglomerado (%) Nenhuma 15-2.5 - 0-200 <10 <20 <10 60-80 31-35 1 1.5 30 180 14 18 14 73 36 1 1.5 30 200 14 20 18 75 35 1 2.5 50 200 14 12 17 73 37 1 2.5 70 200 14 12 17 72 37 2 2.5 70 120 26 13 36 87 43 2 2.5 70 150 24 15 34 84 42 2 2.5 70 170 22 16 32 90 41 1 1.5 50 150 12 13 14 67 38 1 1.5 40 170 14 17 18 73 37 1 1.5 30 180 14 18 18 75 37 1 1.5 30 200 13 19 18 79 36 2 2.5 70 170 22 16 32 84 40 2 2.5 70 150 24 15 35 91 42 2 2.5 70 120 26 13 36 88 43 2 2.5 50 150 28 18 42 85 44 2 2.5 50 140 28 17 43 86 46 2 2.5 50 120 28 14 43 85 46 2 2.5 150 135 20 11 20 81 39 2 2.5 150 135 30 17 42 76 441

Pasta 1: LAS Água Vários 77 Pasta 2: 19 4 LAS 37 TAS 37 AE3S 3 Água 19 Vários 4 100 26 100 1

Foi aplicado arrefecimento aos corpos e aos eixos dos sem-fins da TSE com refrigerante a -20a C.

Exemplo 2

Duas pastas tensioactivas aquosas com as seguintes composições são misturadas segundo um rácío entre pasta 1/ pasta 2 de 53/47. São depois fornecidas simultaneamente à mesma TSE descrita no exemplo 1. A pasta 1 tinha uma viscosidade de 20 000 mPa.s, medida a uma taxa de trituração de 25 sec1 e a uma temperatura de 709 C, e a pasta 2 tinha uma viscosidade de 26 000 mPa.s nas mesmas condições de teste. A pasta 1 é guardada a 709 C e a pasta 2 a 67a C.

Um fluxo de pó de silicato de sódio 2.0 R (Si02/Na20 2:1) também entra na TSE. A dimensão média das partículas do pó é 150 micras. Tanto o fluxo de pasta como o de pó foram fornecidos ao corpo 1 da TSE tal como descrito no exemplo 1. A configuração do sem-fim usado neste exemplo consistia em elementos do sem-fim seguidos por uma combinação de elementos com 3 blocos de amassadura à direita.

Foi usada neste exemplo uma concepção da fieira em que esta fieira consiste em duas ranhuras rectangulares, cada uma delas com as mesmas dimensões: largura: 23 mm; altura: 1,5 mm; e profundidade: 38 mm. A saída da TSE é ligada directamente a uma misturadora-trituradora de alta velocidade CB55 Loedige®. Entra também na misturadora-trituradora de alta velocidade um fluxo de pó bem misturado que contém uma mistura de zeólito A, carbonato de sódio e carboximetilcelulose (CMC) com um rácio de 49:46:5.

Os fluxos de pasta e de pó são granulados num processo de granulação semelhante ao descrito no exemplo 1. Contudo, neste exemplo, foi adicionado mais zeólito A ao processo em 3 pontos, numa taxa total de 900 kg/h. Estes pontos adicionais situaram-se aproximadamente a 2/3 e 3/4 da extensão horizontal da misturadora de velocidade moderada e à saída do arrefecedor do produto. A divisão de zeólito por estes pontos apresenta o rácio de 8:1:1. (Também é possível adicionar zeólito ao fluxo de produto acabado.) O resto do processo e as condições materiais são as mesmas que no exemplo 1, excepto que os instrumentos de mistura na misturadora de velocidade moderada Loedige® KM3000 são uma combinação de pás e lâminas planas Becker®. O tempo de permanência com esta combinação de instrumentos misturadores foi inferior a 45 segundos. 27

Foram realizados os seguintes ensaios experimentais com o equipamento e as matérias-primas acima descritos, tendo-se obtido as actividades do aglomerado correspondente indicadas no quadro abaixo:

Ritmo da Pasta (Ton/h) Pasta de Silicato (Kg/h) RPM Binário (%) SME (Whr/Kg) Pressão na fieira (bar) Temp. de Saída (*C) Actividade do Aglomerado (%) 2.5 - 80 40 19 No die 55 33 2.5 140 150 22 14 30 90 39 2.5 140 150 26 16 35 a> 00 • 40 2.5 140 150 30 19 40 80· 42 • Foi aplicado arrefecimento aos corpos e aos eixos do sem-fim da TSE com refrigerante a -20SC.

As partículas produzidas por este processo apresentam excelentes características de manuseamento e dissolução.

Exemplo 3

Neste exemplo foi utilizada uma TSE C37 W&P® de oito corpos em modo contínuo para estruturar a mesma pasta descrita no exemplo 1. As experiências de aglomeração em diferentes condições de actuação sobre a pasta à saída da TSE foram realizadas numa misturadora-trituradora de alta velocidade de laboratório (Braun®)com uma mistura de Zeólito A / carbonato de sódio leve num rácio de peso de 1:1. Nestes testes, foram inicialmente colocados 200 gramas da mistura de pós na misturadora e a mistura de tensioactivo/silicato saída da TSE é fornecida continuamente à misturadora (enquanto esta está a funcionar) a um ritmo de cerca de 500 g/minuto. A misturadora foi accionada até serem produzidos aglomerados com uma dimensão média das partículas situada entre aproximadamente 400 e 600 micras. Estes aglomerados foram depois secos numa camada 28 fluidificada e foram analisados para determinar o seu conteúdo de tensioactivo aniónico (actividade do aglomerado).

Como agentes estruturantes para estes exemplos, foram usados quatro tipos de silicatos de sódio: 1) Um pó (dimensão média das partículas à volta de 150 micras) com Si02Na2 num rácio de 2:1, 2) Um pó muito fino (dimensão média das partículas à volta de 30 micras) com Si02Na2 num rácio de 2:1, 3) Um pó anidro (dimensão média das partículas à volta de 150 micras) com Si02Na2 num rácio de 1:1, e 4) Um pó cristalino (penta-hidrato) (dimensão média das partículas à volta de 150 micras) com Si02Na2 num rácio de 1:1. A configuração do sem-fim da TSE consiste numa secção inicial de alimentação com elementos de transporte com um passo longo, seguida por oito blocos de amassadura do lado direito (ângulo de 30s) em grupos de 2 com elementos de transporte com um passo médio entre os grupos, um bloco de amassadura à esquerda (ângulo de 30s) e uma secção final com elementos de transporte de passo curto antes da placa de fieira. A temperatura de entrada da pasta foi 60s C em todas as experiências, enquanto os silicatos de sódio usados para estruturar a pasta foram mantidos à temperatura ambiente. A fieira usada consistia numa ranhura rectangular com 8 mm de largura, 0,76 mm de altura e 20 mm de profundidade.

Foram realizados os seguintes ensaios experimentais com o equipamento e as matérias-primas acima descritos, tendo-se obtido as actividades do aglomerado indicadas no quadro: 29

Tipo de Silicato Ritmo da Pasta (Kg/h) Ritmo do Pó (Kg/h) RPM Binário (%) SME (Whr/kg) Pressão na fieira (bar) Temp. à Saída (C) Actividade do Aglomerado (%) Nenhum 40-70 ' 100- 400 <10 <20 <10 40-60 40-45 1 65 3.4 300 22 18 36 54 48~5 1 64 3.4 250 25 18 39 52 50 1 67 3.4 200 27 15 37 51 495 1 61 3.4 150 33 15 40 52 52 1 49 3.4 125 32 15 41 52 55 1 41 3.4 100 35 15 47 50 56 2 62 3.4 400 32 37 53 55 57 2 63 3.4 350 33 33 53 55 57 2 59 3.4 300 25 23 54 52 55.5 2 60 3-4 250 31 23 55 54 57 2 62 3.4 200 35 20 54 53 58 2 60 3,4 150 30 13 36 51 54 2 40 3.4 100 26 11 30 47 52 3 61 3.4 350 23 24 33 52 47.5 3 64 3.4 300 24 20 36 52 48.5 3 63 34 250 24 17 34 52 53 3 64 3.4 200 28 16 37 52 53 3 63 3.4 150 33 14 37 52 53 4 63 3.4 350 26 26 40 53 52 4 62 3.4 250 31 23 48 50 52 4 62 3,4 150 44 19 50 50 53

Exemplo 4

Neste exemplo, foi usada uma TSE C37 W&P® de 5 corpos em modo contínuo para estruturar a mesma pasta descrita no exemplo 1. As experiências de aglomeração foram realizadas da maneira descrita no exemplo 3.

Os agentes estruturantes usados foram o silicato de sódio SiOa/Na20 2:1 sob a forma de: 30 1) Um pó fino (dimensão média das partículas à volta de 150 micras) e 2) Um pó muito fino (dimensão média das partículas à volta de 30 micras). A temperatura da pasta à entrada da TSE foi mantida a 60a C, enquanto todos os pós usados nas experiências foram mantidos à temperatura ambiente. A configuração do sem-fim da TSE consiste numa secção inicial de alimentação com elementos de transporte de passo longo, seguida por seis blocos de amassadura do lado direito (ângulo de 30a) em grupos de dois com elementos de transporte de passo médio entre os grupos, um bloco de amassadura do lado esquerdo (ângulo de 30a) e uma secção final com elementos de transporte de passo curto antes da placa de fieira.

Nestas experiências foram usadas três placas de fieira diferentes com as seguintes dimensões:

Na de fieiras Ns de ranhuras Dimensões das ranhuras fmml

Laraura Altura Profundidade 3 2 8 0,76 20 4 1 8 0,76 20 5 2 4 0,508 20

Foram realizados os seguintes ensaios experimentais com o equipamento e as matérias-primas acima descritos, tendo-se obtido as actividades do aglomerado indicadas no quadro abaixo: 31

Tipo de Ne de Ritmo Ritmo RPM Binário SME Pressão Temp. Actividade Silicato Fieiras da do Pó na Fieira à do Pasta (Kg/h) (%) (Whr/ (bar) Saída Aglomerado (Kg/h) Kg) (QC) (%) Nenhum 3,4,5 40-70 - 100-400 <10 <20 <10 40-70 40-45 1 3 40 2 100 16 7 15 56 49.5 1 3 40 2 150 14 10 15 55 49.5 1 3 40 2 200 12 11 13 60 48 1 3 40 2 100 18 8 17 51 50.5 1 3 40 2 100 29 13 32 36 55 1 3 55 2.8 150 19 9 16 57 50.5 1 4 40 2 150 24 16 31 51 52 1 4 40 2 150 24 16 32 56 50.5 1 5 40 2 150 30 20 44 60 51 2 5 70 35 300 44 34 75 62 57 2 5 70 3,5 300 31 24 50 71 47 2 5 70 3.5 300 41 32 78 60 58

Lisboa, -5 OUT. 2000

Por THE PROCTER & GAMBLE COMPANY

Agente Oficia! da Propriedade Industria!

Arco da Conceição, 3C1? - 1100 LISBOA 32

Claims (13)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para fazer um componente de detergente com uma densidade em massa de pelo menos 650 g/l, o qual compreende as fases de: 2. formação de uma pasta estruturada que compreende uma mistura uniforme de, por peso: (a) de 5% a 40% de água; (b) de 30% a 90% de um ingrediente seleccionado no grupo constituído por um tensioactivo aniónico, zwitteriónico, catiónico, anfolítico e não iónico; um polímero orgânico hidrossolúvel; e suas misturas; (c) de 1% a 20% de um sal de silicato hidrossolúvel; num processo contínuo; e (ii) subsequente dispersão da referida pasta estruturada com um ou mais estruturantes sob a forma de pó; numa misturadora-trituradora de alta velocidade a uma velocidade de ponta superior a 10 metros por segundo; em que o rácio entre a pasta estruturara e o pó estruturante é de 9:1 a 1:5; caracterizado por a pasta estruturada compreender pelo menos 30% por peso de sulfonato linear de alquil-benzeno; e por o rácio entre o sulfonato linear de alquil-benzeno e o sal de silicato hidrossolúvel ser de 100:1 a 2:1, e em que a pressão máxima alcançada na fase (i) não é inferior a 10 bar.
2. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que a fase (i) é executada extrusando a referida pasta estruturada através de uma fieira; sendo a pressão a montante da fieira de 20 a 100 bar. 1
3. 4. Processo de acordo com a reivindicação 2, em que a referida fase (i) é executada com um tempo de permanência de 10 segundos a 300 segundos, de preferência de 30 a 90 segundos.
4. 5. Processo de acordo com a reivindicação 2, em que a temperatura da pasta estruturada na fieira é superior a 40s C, mais preferivelmente de 60δ C a 100s C.
5. 6. Processo de acordo com a reivindicação 2, em que a fase (i) é realizada sob o efeito da entrada de energia mecânica específica de 5 a 50 Whr/kg de produto extrusado.
6. 7. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que a referida pasta tem uma viscosidade de pelo menos 20 mPas, medida a 70s C e a 25 sec1.
7. 8. Processo de acordo com a reivindicação 6, em que a referida pasta estruturada compreende de 40% a 85% por peso de tensioactivo aniónico. Θ. Processo de acordo com a reivindicação 7, em que a referida pasta estruturada compreende uma mistura de sulfato de alquilo C10-18 e de sulfonato linear de alquil-benzeno C10-18 num rácio de 2:1 a 1:4.
8. 10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, em que a pasta estruturada compreende pelo menos 40% por peso de sulfonato linear de alquil-benzeno.
9. 11. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o sal de silicato hidrossolúvel é silicato de sódio com um rácio entre Si02 e Na20 de 0.5 a 3.3, de preferência de 1.0 a 2.4.
10. 12. Processo de acordo com a reivindicação 10, em que o silicato de sódio é adicionado sob a forma de um pó.
11. 13. Processo de acordo com a reivindicação 11, em que o tamanho médio das partículas do silicato de sódio em pó é inferior a 100 micras. 2
12. 14. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que a temperatura da mistura da pasta estruturada e pós estruturantes na misturadora-trituradora de alta velocidade é mantida entre 35s C e 1002 C.
13. 15. Processo de acordo com a reivindicação 13, em que o pó estruturante compreende estruturantes seleccionados no grupo constituído por aluminosilicato, carbonato, citrato, sulfato e suas misturas. Lisboa, - 6 OUT. 2000 Por THE PROCTER & GAMBLE COMPANY

    Agente Oficial da Propriedade Industrial Arco da Conceição, 3e 1?-1100 LISBOA 3 RESUMO PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE GRÂNULOS DE DETERGENTE A presente invenção abrange um processo para fazer um componente de detergente com uma densidade em massa de pelo menos 650 g/l, o qual compreende as fases de: (i) formação de uma pasta estruturada que compreende uma mistura uniforme de, por peso: (a) de 5% a 40% de água; (b) de 30% a 90% de um ingrediente seleccionado no grupo constituído por um tensioactivo aniónico, zwitteriónico, catiónico, anfolítico e não iónico; polímero orgânico hidrossolúvel; e suas misturas; (c) de 1% a 20% de sal de silicato hidrossolúvel; (d) pelo menos 30% de sulfonato linear de alquil-benzeno; num processo continuo; em que a pressão máxima alcançada na fase (i) não é inferior a 10 bar; e (ii) subsequente dispersão da referida pasta estruturada com um ou mais estruturantes em forma de pó; numa misturadora-trituradora de alta velocidade a uma velocidade de ponta superior a 10 metros por segundo; em que o rácio entre a pasta estruturada e o pó estruturante é de 9:1 a 1:5.