專利名稱：洗滌劑粉組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有優(yōu)越的溶解速度、流動(dòng)性和粒度測定值的，并具有低至中等堆積密度的粒狀洗滌劑產(chǎn)品，以及制備該產(chǎn)品的干燥中和方法。
一般情況下，通過噴霧干燥制備的洗滌劑粉具有低的堆積密度，例如在350-500克/升的范圍內(nèi)，可是常規(guī)的非塔路線中將粉末干燥混合，并任選地進(jìn)行凝塊，制得的粉末具有高的堆積密度，例如至少700克/升。將噴霧干燥和干燥混合路線制備的粉末以適當(dāng)?shù)慕M合進(jìn)行混合，獲得的是具有中等堆積密度的粉末，例如在450-800克/升的范圍內(nèi)。然而，因?yàn)閲婌F干燥法是資本集約化的所以該方法的投資費(fèi)用很高。
現(xiàn)有技術(shù)中干燥中和方法制備洗滌劑粉是公知的，但是該方法通常導(dǎo)致具有高的堆積密度的粉末。WO96/04359(Unilever)公開了一種干燥中和制備具有所需堆積密度的洗滌劑粉的方法，其中優(yōu)選選擇原料的粒徑分布或加入助流劑。印度專利No.166307(HindustanLever)公開了一種內(nèi)部再循環(huán)的流化床的特殊用途，并且提及了常規(guī)流化床的使用將會(huì)導(dǎo)致多塊狀的和粘性的產(chǎn)品。
通常在液態(tài)洗滌劑組合物中，使用水溶助長劑有助于相穩(wěn)定。US3926827(Colgate-Palmolive)記載了作為成分的水溶助長劑能保持氧氣起泡，以使洗滌劑體積更大。
WO95/23206(Procter & Gamble)公開了一種通過制備一種包括表面活性劑體系、特殊的水溶助長劑或混合物和去污增效劑的糊劑以及使其凝結(jié)來制備洗滌劑組合物的方法。該配方具有大于650克/升的堆積密度。
WO98/44084(Procter & Gamble)公開了一種包括陰離子表面活性劑和水溶助長劑的洗滌劑顆粒，將該水溶助長劑用在洗滌劑組合物中以提供改進(jìn)的組合物配方。通過將包括陰離子硫酸鹽表面活性劑的糊劑或料漿噴霧干燥，形成這些顆粒。
本發(fā)明首要的目的是提供一種制備具有好的粉末特性以及具有小于800，優(yōu)選小于700克/升，更優(yōu)選小于650克/升的堆積密度的粒狀洗滌劑組合物的非噴霧干燥方法。特別地，該洗滌劑組合物應(yīng)該具有好的溶解速度、流動(dòng)性以及粒度測定值。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種制備具有中等堆積密度的洗滌劑組合物的方法，并且該方法同其它的常規(guī)方法相比較其成本合算。本申請人發(fā)現(xiàn)可以通過在水溶助長劑如對甲苯磺酸的存在下，用堿性固體將陰離子表面活性劑的酸性前體干燥中和來達(dá)到前述的目的。
根據(jù)第二個(gè)方面，本發(fā)明提供一種根據(jù)本發(fā)明的方法所獲得的堆積密度在450-800克/升范圍內(nèi)的粒狀洗滌劑產(chǎn)品。發(fā)明詳述定義以下，在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“粒狀洗滌劑產(chǎn)品”包括銷售的粒狀成品，也包括形成成品的粒狀成分或添加劑，例如通過后配藥或同更多成分或添加劑的任何其它形式的混合。
在這里所定義的粒狀洗滌劑產(chǎn)品含有至少5重量％，優(yōu)選至少10重量％的合成的陰離子表面活性劑。
在這以后所使用的術(shù)語“粉末”指的是主要由單個(gè)原料顆粒和這些顆粒的混合物組成的原料。在這以后所使用的術(shù)語“顆粒”指的是已凝聚了較小顆粒的小顆粒，例如已凝聚了的粉末顆粒。根據(jù)本發(fā)明方法的最終產(chǎn)品組成為或包括高百分率的顆粒。然而，附加的顆粒和/或粉末原料可以任選后配藥到該產(chǎn)品中。
為了本發(fā)明的目的，依照動(dòng)態(tài)流動(dòng)速率(DFR)，將粒狀產(chǎn)品的流動(dòng)特性定義為毫升/秒，通過下面的步驟測定。將內(nèi)徑為35毫米和長為600毫米的圓筒形玻璃管牢牢地夾住，其縱軸在垂直的位置上。其下半端用具有內(nèi)角15°和直徑為22.5毫米的下出口孔的聚氯乙烯錐形漏斗封住。將第一束傳感器安置在出口上面的150毫米處，將第二束傳感器安置在第一束傳感器上面的250毫米處。
為了測定動(dòng)態(tài)流動(dòng)速率，將出口孔臨時(shí)封閉，用粒狀洗滌劑產(chǎn)品將圓形筒填充至傳感器上方大約10厘米處。將出口打開，電子測量粉末平面從上面的傳感器落到下面的傳感器的流動(dòng)時(shí)間t(秒)。重復(fù)2或3次，計(jì)算平均時(shí)間。如果v是在上面和下面的傳感器之間的管子的體積(毫升)，那么DFR為v/t。
除非特別說明，否則，涉及粉末特性的值例如堆積密度，也涉及風(fēng)化的粒狀洗滌劑產(chǎn)品。方法該方法包括在水溶助長劑如對甲苯磺酸的存在下，用固體中和劑將陰離子表面活性劑的酸性前體干燥中和。低剪切混合機(jī)本發(fā)明的方法是在一個(gè)低剪切混合機(jī)中進(jìn)行的。在該方法中適合的低剪切混合機(jī)包括轉(zhuǎn)筒混合機(jī)、鼓式混合機(jī)或混凝土混合器。也可以使用含有流化區(qū)域的氣體流化型的低剪切混合機(jī)，在流化區(qū)域內(nèi)將液體粘合劑噴到固體原料上。
可以將液體粘合劑成分簡便地泵入低剪切混合機(jī)中或者以噴射的方式引入。優(yōu)選將液體粘合劑噴入低剪切混合機(jī)中。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，將陰離子表面活性劑的酸性前體和水溶助長劑送入混合機(jī)并且同固體起始原料接觸時(shí)，其溫度高于50℃，優(yōu)選高于55℃。如果在液體粘合劑中存在其它的成分，也優(yōu)選這些成分送入混合機(jī)時(shí)的溫度高于50℃，優(yōu)選高于55℃。
在高度優(yōu)選的實(shí)施方案中，將陰離子表面活性劑的酸性前體和水溶助長劑一起加熱到50℃以上的溫度，然后將其噴到固體起始原料上，優(yōu)選通過同一個(gè)噴嘴，使用泵將其泵入低剪切混合機(jī)中。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的益處，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)必須將陰離子表面活性劑的酸性前體和水溶助長劑基本上同時(shí)加入到低剪切混合機(jī)中。可以通過分開的物流將這兩個(gè)成分同時(shí)加入到混合機(jī)中。然而，高度優(yōu)選的是這兩個(gè)成分在向混合機(jī)中進(jìn)料之前就混合在一起，并且作為一個(gè)物流進(jìn)料。
另一個(gè)重要的工藝參數(shù)是低剪切混合機(jī)中酸性前體和水溶助長劑的加入。優(yōu)選加入的速率和方式是酸性前體立即被消耗(中和)，以致于酸性前體在混合機(jī)中不會(huì)以未反應(yīng)的形式積聚。這也適用于是酸的水溶助長劑。液體粘合劑作為基本成分，液體粘合劑包括陰離子表面活性劑的酸性前體和水溶助長劑。
液態(tài)酸性前體可以選自直鏈烷基苯磺(LAS)酸、α烯烴磺酸、內(nèi)烯烴磺酸、脂肪酸酯磺酸、烷基硫酸、脂肪酸及其混合物。本發(fā)明的方法特別適用于制備包括通過相應(yīng)的烷基苯磺酸，例如Dobanoicacid(Shell出品)，反應(yīng)所得的烷基苯磺酸酯的組合物。也能使用具有10-15個(gè)碳原子的直鏈或支鏈伯烷基硫酸酯(PAS)。
適用于本發(fā)明方法的適合的水溶助長劑包括對甲苯磺酸、sulfyl丁二酸酯、二甲苯磺酸酯、異丙基苯磺酸酯以及本領(lǐng)域中公知的其它物質(zhì)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，水溶助長劑或者是對甲苯磺酸本身，或者是其同其它水溶助長劑的混合物。在這里提及的對甲苯磺酸也包括其任何一種鹽，特別是鈉鹽。
在液體粘合劑中，陰離子表面活性劑的酸性前體的含量可以盡可能的高，例如至少為液體粘合劑的98重量％，或者可以小于75重量％，小于50重量％或小于25重量％。優(yōu)選至少10重量％，更優(yōu)選至少25重量％，更優(yōu)選至少50重量％，然而更優(yōu)選至少75重量％，最優(yōu)選至少90重量％的液體粘合劑。
在液體粘合劑中，水溶助長劑的含量至少為液體粘合劑中存在的陰離子表面活性劑的酸性前體的量的1，優(yōu)選至少為2.5，更優(yōu)選至少5重量％。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，液體粘合劑主要由陰離子表面活性劑的酸性前體和水溶助長劑組成。
然而，除了陰離子表面活性劑的酸性前體和水溶助長劑以外，液體粘合劑可以包括粒狀洗滌劑產(chǎn)品的一種或多種其它的成分。適合的液體成分包括陰離子表面活性劑(即中和鹽)、非離子表面活性劑、脂肪酸、水和有機(jī)溶劑。液體粘合劑也可以包括溶解于或分散在液體成分中的固體成分。對于無論是否具有溶解的或分散的固體的液體粘合劑來說，唯一的限制是其可以泵抽并可以以液體包括糊狀的形式傳送到低剪切混合機(jī)中。適合的陰離子表面活性劑是為本領(lǐng)域所熟知的。適合的加入液體粘合劑中的例子包括烷基苯磺酸鹽，特別是具有C8-C15烷基鏈長度的直鏈烷基苯磺酸鹽；伯和仲烷基硫酸鹽，特別是C12-C15伯烷基硫酸鹽；烷基醚硫酸鹽；烯烴磺酸鹽；二烷基磺基丁二酸鹽；和脂肪酸酯磺酸鹽。通常優(yōu)選鈉鹽。
如果將中和的陰離子表面活性劑用在液體粘合劑中，非常優(yōu)選的是通過適合的酸性前體和堿原料如堿金屬氫氧化物，例如氫氧化鈉，在液體粘合劑中就地反應(yīng)形成一些或所有的任何陰離子表面活性劑。因?yàn)檎Ｇ闆r下后者必須作為水溶液配料，所以不可避免地引入了一些水。而且，堿金屬氫氧化物和酸性前體反應(yīng)，也產(chǎn)生一些作為副產(chǎn)品的水。
然而，原則上，任何一種堿性無機(jī)原料都能用于中和，但是優(yōu)選水溶性的堿性無機(jī)原料。另一個(gè)優(yōu)選的原料是碳酸鈉，可單獨(dú)使用或同一種或多種其它的水溶性無機(jī)原料，例如碳酸氫鈉或硅酸鹽混合使用。
適合作為液體粘合劑一種成分的非離子表面活性劑包括任何一種或多種液體非離子表面活性劑，選自伯和仲醇乙氧基化物，特別是每摩爾醇用平均1-20摩爾環(huán)氧乙烷乙氧基化的C8-C20脂肪醇，更特別的是每摩爾醇用平均1-10摩爾環(huán)氧乙烷乙氧基化的C10-C15伯和仲脂肪醇。非乙氧基化的非離子表面活性劑包括烷基多葡糖苷、甘油單醚和多羥基酰胺類(葡糖酰胺)。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，液體粘合劑主要是非水的。也就是說，在那里水的總量不超過液體粘合劑的15重量％，優(yōu)選不超過10重量％。然而，如果需要，可以加入可控量的水以便于中和。固體起始原料本發(fā)明的固體起始原料是微粒的，也可以是粉末的和/或粒狀的。固體起始原料除了包括中和劑以外，可以是任何微粒形式的粒狀洗滌劑產(chǎn)品的成分。優(yōu)選，同液體粘合劑混合的固體起始原料包括去污增效劑。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，中和劑是水溶性的堿性無機(jī)原料，優(yōu)選堿金屬鹽。適合的中和劑包括堿金屬碳酸鹽、碳酸氫鹽和硅酸鹽，例如鈉鹽。這些鹽可以單獨(dú)或混合使用。優(yōu)選，中和劑包括碳酸鈉。
中和劑很優(yōu)選存在的量足以完全中和酸性成分。如果需要，可以使用化學(xué)計(jì)算過量的中和劑來確保完全中和和/或提供一種可選擇的功能，例如作為去污增效劑，例如如果中和劑包括碳酸鈉的話。產(chǎn)品本發(fā)明也包括本發(fā)明方法產(chǎn)生的(在任何一種后配料或類似方法之前)的粒狀洗滌劑產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明，粒狀洗滌劑產(chǎn)品具有小于800克/升的堆積密度，優(yōu)選小于750克/升，更優(yōu)選小于700克/升，最優(yōu)選小于650克/升。堆積密度可以低至450克/升，然而優(yōu)選至少500克/升。優(yōu)選其在從450，更優(yōu)選500克/升到小于700，更優(yōu)選650克/升的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明方法制備的粒狀洗滌劑產(chǎn)品具有一種或多種增強(qiáng)的粉末特性。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)粒狀洗滌劑產(chǎn)品具有改善的溶解速度、流動(dòng)性和粒度測定值。
如果粒狀產(chǎn)品的DFR值至少為80ml/s那么認(rèn)為該粒狀產(chǎn)品是自由流動(dòng)的。優(yōu)選本發(fā)明的粒狀產(chǎn)品的DFR值為至少80毫升/秒，優(yōu)選至少90毫升/秒，更優(yōu)選至少100毫升/秒，最優(yōu)選至少110毫升/秒。洗滌劑組合物和成分正如前面所表明的，本發(fā)明方法制備的粒狀洗滌劑產(chǎn)品本身可以是一種配制完全的洗滌劑組合物，或者是只形成這樣一種組合物的一部分的成分或者添加劑。除非特別說明，否則當(dāng)涉及粒狀洗滌劑產(chǎn)品時(shí)，這部分涉及的是最終的完全形成的洗滌劑組合物。
在最終的洗滌劑組合物中，去污增效劑的總量適合為5-80重量％，優(yōu)選5-60重量％，更優(yōu)選10-35重量％。增效劑可以同其它成分一起存在于添加劑中，或者如果需要的話，可以使用含有一種或多種增效劑原料的單獨(dú)的增效劑顆粒。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該方法中作為固體微粒起始原料一部分加入的增效劑原料的量是這樣的，使組合物中最終的增效劑含量為粒狀洗滌劑產(chǎn)品的5-60重量％，優(yōu)選10-35重量％。
優(yōu)選的增效劑是碳酸鈉，可以是用于就地形成陰離子表面活性劑的無機(jī)堿性中和劑的剩余物。當(dāng)存在碳酸鈉時(shí)，優(yōu)選為最終洗滌劑組合物的4-40重量％。
其它適合的增效劑的例子可以作為固體起始原料存在，或者隨后同粒狀洗滌劑產(chǎn)品混合以形成最終洗滌劑組合物，其包括堿金屬晶體的或無定形的硅鋁酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽及其混合物。
有機(jī)增效劑，例子例如檸檬酸酯、聚丙烯酸酯等也可以存在，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。
除了任何陰離子和/或非離子表面活性劑以外，粒狀洗滌劑組合物可以含有一種或多種其它的洗滌劑活性化合物，選自皂類和非皂類的陰離子、陽離子、非離子、兩性和兩性離子表面活性劑及其混合物。這些可以在本方法之前或之中任何適合的階段配料。許多適合的洗滌劑活性化合物是可得的，并且詳細(xì)記載在文獻(xiàn)中，例如Schwartz，Perry和Berch的“表面活性劑和洗滌劑(Surface-Active Agentsand Detergents)”，卷I和II。
優(yōu)選的能夠使用的洗滌劑活性化合物是皂類和合成的非皂類的陰離子和非離子化合物。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的洗滌劑組合物包括5-30重量％陰離子表面活性劑、0-4重量％非離子表面活性劑和0-5重量％脂肪酸皂。
在最終的洗滌劑組合物中，水溶助長劑的量是從0.25，優(yōu)選0.5，更優(yōu)選1至5重量％。
洗滌劑組合物也可以含有漂白系統(tǒng)，希望含有過氧化漂白化合物，例如無機(jī)過酸鹽或有機(jī)過氧酸，能在水溶液中產(chǎn)生過氧化氫。過氧化漂白化合物可以同助漂劑(漂白前體)結(jié)合使用以改善在低的洗滌溫度下的漂白作用。特別優(yōu)選的漂白系統(tǒng)包括任選同助漂劑一起使用的過氧化漂白化合物(優(yōu)選過碳酸鈉)。
通常，任何漂白和其它的敏感成分，例如酶和香料，將在成粒之后與其它次要的成分一起進(jìn)行后配料。
典型的次要成分包括硅酸鈉；緩蝕劑包括硅酸鹽；抗再沉淀劑例如纖維素聚合物；熒光增白劑；無機(jī)鹽例如硫酸鈉，適合的起泡控制劑或泡沫促進(jìn)劑；蛋白水解酶和脂解酶；染料；色斑；香料；泡沫控制劑；和織物軟化化合物。該名單并不是窮舉。
任選地，可以在本發(fā)明方法的任何適合的階段引入“分層劑”或“助流劑”。這將，例如通過阻止聚合和/或顆粒結(jié)塊，改進(jìn)產(chǎn)品的粒度。任何一種分層劑助流劑適合存在的量是粒狀產(chǎn)品的0.1-15重量％，更優(yōu)選的量是0.5-5重量％。
適合的分層劑/助流劑包括晶體的或無定形的堿金屬硅酸鹽，硅鋁酸鹽包括沸石、檸檬酸鹽、Dicamol、碳酸鈣、硅藻土、硅石，例如沉淀的硅石，氯化物例如氯化鈉，硫酸鹽例如硫酸鎂，碳酸鹽例如碳酸鈣和磷酸鹽例如三磷酸鈉。如所希望的，也可以使用這些原料的混合物。
作為分層劑，沸石MAP是特別有用的。分層的硅酸鹽例如SKS-6(Clariant出品)也可以作為分層劑使用。
通過加入少量額外的粉末結(jié)構(gòu)劑(structurant)也可以改善粉末流動(dòng)性，例如脂肪酸(脂肪酸皂)、糖、丙烯酸酯或丙烯酸酯/馬來酸酯聚合物，或硅酸鈉，上述物質(zhì)適合存在的量為1-5重量％。通常在該方法的適合階段，附加的組分可以加入液體粘合劑或同固體起始原料混合。然而，固體成分可以后配到粒狀洗滌劑產(chǎn)品中。
粒狀洗滌劑組合物也可以包括微粒填料(或任何其它不有助于該洗滌過程的成分)，該填料適宜包括無機(jī)鹽，例如硫酸鈉和氯化鈉。該填料可以存在的量為粒狀產(chǎn)品的5-70重量％。
現(xiàn)在通過下面的非限制性實(shí)施例來舉例說明本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。
將41.9千克包括碳酸鈉、三磷酸鈉(STPP)和氯化鈉的微粒起始原料注入容量為200升的轉(zhuǎn)筒混合機(jī)中。將10.4千克直鏈烷基苯磺酸(LAS)、1.5千克對甲苯磺酸(PTSA)和催化用水注入25升計(jì)量筒中。同時(shí)保持在攪拌條件下將該液體混合物加熱到60℃。然后通過一個(gè)多頭噴嘴，將該液體混合物噴到轉(zhuǎn)筒混合機(jī)中的微粒上。將里面的東西混合60秒，使中和完全。最后，加入0.9千克次要成分如抗再沉淀劑、熒光增白劑和助流劑，并混合20秒。
以相同的步驟來制備實(shí)施例A和B，除了在實(shí)施例A中不加入PTSA，并相應(yīng)調(diào)節(jié)水的量，且在實(shí)施例B中，按順序加入LAS和PTSA。在實(shí)施例B中，在完成將LAS加入到轉(zhuǎn)筒混合機(jī)中的微粒上以后，再加入PTSA。
結(jié)果基于表1所記載的配方來制備組合物，并使用標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法測定了該組合物的不同特性例如堆積密度、溶解速率和動(dòng)態(tài)流動(dòng)速率。
表1

同實(shí)施例A和B比較，實(shí)施例1的洗滌劑粉具有很好的流動(dòng)特性。而且，實(shí)施例1的粉末的溶解速率比實(shí)施例A和B的要好得多。
權(quán)利要求
1.一種制備粒狀洗滌劑產(chǎn)品的方法，該方法包括使含有陰離子表面活性劑的酸性前體和水溶助長劑的液體粘合劑成分同含有中和劑的固體微粒起始原料在低剪切混合機(jī)中接觸，并將混合物成粒，其中水溶助長劑存在的量至少為陰離子表面活性劑的酸性前體的1重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將所述的陰離子表面活性劑的酸性前體和水溶助長劑基本上同時(shí)加入到混合機(jī)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中將所述的陰離子表面活性劑的酸性前體和水溶助長劑作為一個(gè)物流加入。
4.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中所述的陰離子表面活性劑的酸性前體和水溶助長劑在溫度高于50℃時(shí)同固體起始原料接觸。
5.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中所述的陰離子表面活性劑的酸性前體是直鏈烷基苯磺酸。
6.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中所述的水溶助長劑是對甲苯磺酸。
7.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中所述的中和劑是水溶性的堿性無機(jī)原料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述的中和劑是堿金屬碳酸鹽、碳酸氫鹽或硅酸鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)所獲得的堆積密度在450-800克/升范圍內(nèi)的粒狀洗滌劑產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備粒狀洗滌劑產(chǎn)品的方法,其中含有陰離子表面活性劑的酸性前體和水溶助長劑的液體粘合劑成分同含有中和劑的固體微粒起始原料在低剪切混合機(jī)中接觸,并且使該混合物成粒,水溶助長劑存在的量至少為陰離子表面活性劑的酸性前體的1重量%。
文檔編號C11D11/04GK1345365SQ00805624
公開日2002年4月17日 申請日期2000年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月30日
發(fā)明者C·戈里山卡蘭, W·A·佩雷拉, R·森古普塔 申請人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司