Matriz de solidificación.

Una composición de limpieza sólida que comprende:

(a) metacrilato,

en la que el metacrilato constituye entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 10 % en peso de metacrilato de la composición de limpieza sólida y en la que el metacrilato se selecciona del grupo que consiste en: polimetacrilato de sodio, polimetacrilato de litio, polimetacrilato de potasio, polimetacrilato de amonio y polimetacrilato de alcanolamina;

(b) agua, en la que el agua constituye menos de aproximadamente el 5 % en peso de agua de la composición de limpieza sólida;

(c) antiespumante, en la que el antiespumante constituye entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 5 % en peso de antiespumante de la composición de limpieza sólida;

(d) carboxilato, en la que el carboxilato constituye entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente el 30 % en peso de carboxilato de la composición de limpieza sólida;

(e) carbonato de sodio, en la que el carbonato de sodio constituye entre aproximadamente el 15 % y aproximadamente el 80 % en peso de carbonato de sodio de la composición de limpieza sólida;

(f) metasilicato, en la que el metasilicato constituye entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 5 % en peso de metasilicato de la composición de limpieza sólida; y

(g) tensioactivo, en la que el tensioactivo constituye entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 10 % en peso de tensioactivo de la composición de limpieza sólida.

Matriz de solidificación Antecedentes

La presente invención se refiere en general al campo de los agentes aglutinantes y de solidificación. En particular, la presente invención se refiere un agente aglutinante y de solidificación de metacrilato.

La tecnología de marca SOLID POWER®, reivindicada en las patentes de EE.UU. reeditadas N.5: 32.762 y 32.818 de Femholz et al., fue pionera en el uso de tecnología de solidificación y detergentes en bloque sólidos en operaciones institucionales e industriales. Adicionalmente, en las patentes de EE.UU. N.°s: 4.595.52 y 4.68.134 de Heile et al., se divulgaron productos sólidos moldeados de carbonato de sodio hidratado con el uso de materiales de carbonato de sodio sustancialmente hidratados.

En años más recientes, se ha dirigido la atención a la producción de materiales detergentes de alta eficacia a partir de materiales menos cáusticos tales como la ceniza de sosa, también conocida como carbonato de sodio. En los primeros trabajos para el desarrollo de detergentes a base de carbonato de sodio se descubrió que frecuentemente los materiales a base de carbonato de sodio hidratado se hinchaban (es decir, eran dimensionalmente inestables) después de la solidificación. Tal hinchamiento puede interferir con el envasado, el dispensado y el uso. La inestabilidad dimensional de los materiales sólidos se refiere a la naturaleza inestable de diversas formas hidratas preparadas en la fabricación de los materiales sólidos de carbonato de sodio. Típicamente los primeros productos preparados con carbonato de sodio hidratado comprendían un anhidro, un hidrato de un mol, un hidrato de siete moles, un hidrato de diez moles o más mezclas de los mismos. Sin embargo, después de fabricar el producto y almacenarlo a temperaturas ambiente, se descubrió que el estado de hidratación del producto inicial variaba entre las formas hidratadas, p. ej., hidratos de uno, siete y diez moles, lo que daba lugar a la inestabilidad dimensional de los productos químicos en bloque. En estas composiciones en forma sólida convencionales, los cambios en el contenido en agua y la temperatura conducen a cambios estructurales y dimensionales, lo que puede dar lugar a un fallo en la forma sólida, provocando problemas tales como recipientes que se rompen y la incapacidad de la forma sólida para adaptarse a los dispensadores para su uso.

Adicionalmente por lo general los detergentes alcalinos sólidos convencionales, en particular los destinados a un uso institucional y comercial, requieren fosfatos en su composición. Típicamente los fosfatos sirven para múltiples fines en las composiciones, por ejemplo, para controlar la velocidad de solidificación, para eliminar y suspender la suciedad y como secuestrante de dureza eficaz. En las patentes de EE.UU. N.5: 6.258.765, 6.156.715, 6.15.324 y 6.177.392 se descubrió, divulgó y reivindicó que se podía preparar un material funcional en bloque sólido usando un agente aglutinante que incluye una sal de carbonato, un acetato orgánico, tal como un aminocaxboxilato, o un componente de fosfonato y agua. Debido a la preocupación por el medio ambiente, recientemente se ha dedicado más trabajo a reemplazar el fósforo de los detergentes. Además, se cree que los componentes de aminocarboxilato con contenido en ácido nitrilotriacético (NTA) que se usan en lugar del fósforo en algunos casos como agentes aglutinantes y secuestrantes de dureza son carcinógenos. En consecuencia, también se ha restringido su uso.

Existe una necesidad permanente de proporcionar tecnologías de solidificación alternativas que no tengan fósforo ni NTA. Sin embargo, la falta de previsibilidad en el procedimiento de solidificación y la falta de previsibilidad de la estabilidad dimensional en las composiciones en forma sólida han obstaculizado los esfuerzos para reemplazar con éxito el fósforo y/o los componentes con contenido en NTA con sustitutos respetuosos con el medio ambiente.

El documento US 5.496.376 describe una composición de detergente de colada mejorado con carbonato que contiene un polímero de liberación retardada.

Sumario

La invención se refiere a una composición de limpieza sólida de acuerdo con la reivindicación 1, a una matriz de solidificación de acuerdo con la reivindicación 8 y a un procedimiento de solidificación de una composición de acuerdo con la reivindicación 13.

Descripción detallada

La matriz de solidificación de la presente invención se puede emplear en cualquiera de una amplia variedad de situaciones en las que se desee un bloque sólido dimensionalmente estable. La matriz de solidificación es dimensionalmente estable y tiene una velocidad de solidificación apropiada. Además, la matriz de solidificación puede no tener sustancialmente fósforo ni NTA, lo que hace que la matriz de solidificación sea particularmente útil en aplicaciones de limpieza donde se desea usar un detergente respetuoso con el medio ambiente. Las aplicaciones de este tipo incluyen, pero sin limitación: lavado de la vajilla a mano y con máquina, prelavados, lavado y eliminación de manchas de ropa de colada y textiles, limpieza y eliminación de manchas de alfombras, aplicaciones de limpieza y cuidado de vehículos, limpieza y eliminación de manchas de superficies, limpieza y eliminación de manchas de cocinas y baños, limpieza y eliminación de manchas de suelos, operaciones de limpieza in situ, limpieza y eliminación de manchas de uso general, limpiadores industriales o domésticos y agentes de control de plagas.

También se proporcionan procedimientos adecuados para preparar una composición de detergente sólida usando la matriz de solidificación.

En general la matriz de solidificación, o el agente aglutinante, incluyen metacrilato, carbonato de sodio (ceniza de sosa) y agua para formar composiciones sólidas. Las concentraciones de componentes adecuadas para la matriz de solidificación varían entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 1% en peso de metacrilato, entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 4% en peso de agua y entre aproximadamente el 15% y aproximadamente el 8 % en peso de carbonato de sodio. Las concentraciones de componentes particularmente adecuadas para la matriz de solidificación varían entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 7 % de metacrilato, entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 1 % en peso de agua y entre aproximadamente el 2 % y aproximadamente el 7 % en peso de carbonato de sodio. Los expertos en la técnica apreciarán otros intervalos de concentraciones de componentes adecuadas para obtener propiedades comparables de la matriz de solidificación.

El mecanismo real de solidificación de la matriz de solidificación se produce a través de la hidratación de la ceniza o de la interacción del carbonato de sodio con agua. El metacrilato sirve para controlar la cinética y la termodinámica del proceso de solidificación y proporciona un agente aglutinante sólido en el que se pueden unir otros materiales funcionales para formar una composición sólida funcional. El metacrilato estabiliza los hidratos de carbonato y la composición sólida funcional al actuar como donador y/o aceptor de agua libre. Al controlar la velocidad de migración del agua para la hidratación de la ceniza, el metacrilato controla la velocidad de solidificación para proporcionar estabilidad del proceso y dimensional al producto resultante. La velocidad de solidificación es significativa porque si la matriz de solidificación solidifica demasiado rápido, se puede solidificar la composición durante el mezclado y detener el procesamiento. Si la matriz de solidificación solidifica demasiado despacio, se pierde un tiempo de procedimiento valioso. El metacrilato también proporciona estabilidad dimensional al producto final al garantizar que el bloque sólido no se hincha. Si el bloque sólido se hincha después de la solidificación, se pueden producir diversos problemas, incluidos, pero sin limitación: disminución de la densidad, la integridad y el aspecto; y la imposibilidad de dispensar o envasar el bloque sólido.

El metacrilato se combina con agua antes de su incorporación en la composición de detergente y se puede proporcionar como un hidrato sólido o como metacrilato sólido solvatado en una solución acuosa, p. ej., en una premezcla líquida. Sin embargo, el metacrilato debe estar en una matriz de agua cuando se añade a la composición de detergente para que la composición de detergente solidifique de forma eficaz. En general, se considera una cantidad de metacrilato eficaz una cantidad que controla de forma eficaz la cinética y la termodinámica del sistema de solidificación al controlar la velocidad y el movimiento del agua. El metacrilato es un polimetacrilato de sodio, polimetacrilato... [Seguir leyendo]

1. Una composición de limpieza sólida que comprende:

(a) metacrilato, en la que el metacrllato constituye entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 1 % en peso de metacrllato de la composición de limpieza sólida y en la que el metacrilato se selecciona del grupo que consiste en: polimetacrilato de sodio, pollmetacrilato de litio, polimetacrilato de potasio, polimetacrilato de amonio y polimetacrilato de alcanolamina;

(b) agua, en la que el agua constituye menos de aproximadamente el 5 % en peso de agua de la composición de limpieza sólida;

(c) antiespumante, en la que el antiespumante constituye entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 5 % en peso de antiespumante de la composición de limpieza sólida;

(d) carboxilato, en la que el carboxilato constituye entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 3 % en peso de carboxilato de la composición de limpieza sólida;

(e) carbonato de sodio, en la que el carbonato de sodio constituye entre aproximadamente el 15% y aproximadamente el 8 % en peso de carbonato de sodio de la composición de limpieza sólida;

(f) metasilicato, en la que el metasilicato constituye entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 5 % en peso de metasilicato de la composición de limpieza sólida; y

(g) tensioactivo, en la que el tensioactivo constituye entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 1 % en peso de tensioactivo de la composición de limpieza sólida.

2. La composición de limpieza sólida de la reivindicación 1, en la que el metacrilato constituye entre

aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 7 % en peso de la composición de limpieza sólida.

3. La composición de limpieza sólida de la reivindicación 1, en la que el antiespumante constituye entre

aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 3 % en peso de la composición de limpieza sólida.

4. La composición de limpieza sólida de la reivindicación 1, en la que el carboxilato constituye entre

aproximadamente el 15 % y aproximadamente el 25 % en peso de la composición de limpieza sólida.

5. La composición de limpieza sólida de la reivindicación 1, en la que el carbonato de sodio constituye entre aproximadamente el 2 % y aproximadamente el 7 % en peso de la composición de limpieza sólida.

6. La composición de limpieza sólida de la reivindicación 1, en la que el metasilicato constituye entre

aproximadamente el 2 % y aproximadamente el 4 % en peso de la composición de limpieza sólida.

7. La composición de limpieza sólida de la reivindicación 1, en la que el tensioactivo constituye entre

aproximadamente el 2 % y aproximadamente el 4 % en peso de la composición de limpieza sólida.

8. Una matriz de solidificación que comprende:

(a) metacrilato, en la que el metacrilato constituye entre el 1 % y el 1 % en peso de la matriz de solidificación;

(b) carbonato de sodio; y

(c) agua;

(d) en la que el metacrilato, el carbonato de sodio y el agua interaccionan para formar un sólido hidratado,

(e) y en la que el metacrilato se selecciona del grupo que consiste en: polimetacrilato de sodio, polimetacrilato de litio, polimetacrilato de potasio, polimetacrilato de amonio y polimetacrilatos de alcanolamina.

9. La matriz de solidificación de la reivindicación 8, en la que el carbonato de sodio constituye entre aproximadamente el 15 % y aproximadamente el 8 % en peso de la matriz de solidificación.

1. La matriz de solidificación de la reivindicación 8, en la que la matriz de solidificación comprende menos de aproximadamente el ,5 % de fósforo.

11. La matriz de solidificación de la reivindicación 8, en la que la matriz de solidificación comprende menos de aproximadamente el ,5 % de ácido nitriloacético.

12. La matriz de solidificación de la reivindicación 8 y que comprende además al menos un ingrediente funcional seleccionado del grupo que consiste en: agentes quelantes, agentes secuestrantes, detergentes inorgánicos, detergentes orgánicos, fuentes alcalinas, tensioactivos, agentes de limpieza, ayudas de aclarado, agentes

blanqueadores, higienizantes, agentes antimicrobianos, activadores, mejoradores de la detergencia de detergentes, cargas, agentes antiespumantes, agentes anti-redeposición, abrillantadores ópticos, colorantes, sustancias olorosas, agentes endurecedores secundarios y modificadores de la solubilidad.

13. Un procedimiento de solidificación de una composición, procedimiento que comprende:

(a) mezclar una matriz de solidificación de una de las reivindicaciones 8 a 12 que comprende metacrilato,

carbonato de sodio y agua; y

(b) añadir la matriz de solidificación a la composición para formar un material solidificado.