專利名稱：制備粒狀洗滌劑組合物的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于制備具有優(yōu)良粉末性能的粒狀洗滌劑組合物的方法。更具體地說，在本發(fā)明所涉及的方法中，液體粘合劑和固體顆粒物料在氣體流化成粒機中在控制工藝條件下進行接觸。
背景技術：
近年來，對于主要使用混合而不是使用噴霧干燥的方法來生產(chǎn)洗滌劑產(chǎn)品，已引起人們很大的興趣。在這類方法中，各種組分干拌混合，并任選與液體粘合劑成粒。一般用于這種成粒方法的液體粘合劑是陰離子表面活性劑、陰離子表面活性劑的酸性前體、非離子表面活性劑或其任何混合物。
如果在該成粒方法中基本上使用機械混合，易于生產(chǎn)出具有高堆積密度，一般大于700或800g/l的粒狀洗滌劑產(chǎn)品。然而，如果成粒步驟包括利用氣體流化混合，那么易于產(chǎn)生具有中至低堆積密度，例如300-750g/l的產(chǎn)品。
通常將液體粘合劑用泵送入混合機與固體顆粒物料接觸。因此液體粘合劑必須具有足夠低的粘度以便可以容易地泵抽。同樣重要的是，液體粘合劑可以被固體顆粒物料適當?shù)匚胶臀?，而且該液體粘合劑不會從產(chǎn)品顆粒“流失”，特別是在貯存時。
當待配制的粉末含有低液體荷載能力的粒狀組分時，使用液體粘合劑的混合法可能對生產(chǎn)具有優(yōu)良粒度和低含水量的易流動性粉末的必要條件產(chǎn)生有害影響。由于濕顆粒表面的粘合力低，所以在最終產(chǎn)品中易于形成軟顆粒，其粉末特性差，并因此具有差的顆粒結構。由于水合快速放熱和結晶橋鍵的形成，也可能在硬塊積累方面產(chǎn)生問題。
現(xiàn)有技術已經(jīng)通過使用含有結構化劑的液體粘合劑來處理這一問題，如WO98/11198(Unilever)中所描述的。這一文獻公開了配制具有結構化劑的液體粘合劑，以便在形成液體粘合劑的溫度下保持可泵抽性，然后將該液體粘合劑和固體組分在較低溫度下混合，在這一溫度下結構化劑會引起混合物的固化。
WO 98/58048(Unilever)描述了成粒方法，其中在氣體流化成粒機中將液體粘合劑噴霧到流化粒狀物料上。在該方法中，降低或升高流化氣體的溫度，也優(yōu)選降低或升高床溫。然而，WO 98/58048沒能在流化氣體的溫度和/或床溫與噴霧到液化粒狀物料上的液體粘合劑屬性之間構成任何相關關系。
令人驚訝地是，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在氣體流化成粒步驟中當液體粘合劑正與固體顆粒物料接觸時，如果相對該液體粘合劑的粘度性能控制該成粒機的溫度，那么會顯著改善所得粉末的性能。更具體地說，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這改善了粉末流動性與貯藏性質，特別是內聚程度。
發(fā)明的限定在第一個方面，本發(fā)明提供了一種用于制備粒狀洗滌劑產(chǎn)品的方法，其包括在氣體流化成粒機中將粒狀固體物料與液體粘合劑的噴霧接觸，同時流化固體，并在成粒機中升高流化氣體的溫度，以使其處于液體粘合劑可泵抽溫度(如下定義)的35℃之內，優(yōu)選在25℃之內，更優(yōu)選在15℃之內。
在第二個方面，本發(fā)明提供了一種用于制備粒狀洗滌劑產(chǎn)品的方法，其包括在氣體流化成粒機中將粒狀固體物料與液體粘合劑的噴霧接觸，同時流化固相，并在成粒機中升高床溫，以使其處于液體粘合劑可泵抽溫度(如下定義)的35℃之內，優(yōu)選在25℃之內，更優(yōu)選在15℃之內。
在本發(fā)明的第三個方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明方法獲得的粒狀洗滌劑產(chǎn)品，其堆積密度小于900g/l。
此處液體粘合劑的“可泵抽溫度”定義為該液體粘合劑在50s-1下，顯示出1Pa·s的粘度的溫度。
發(fā)明詳述定義以下，在本發(fā)明的上下文中，術語“粒狀洗滌劑產(chǎn)品”包括市售粒狀成品，以及用于形成成品的粒狀組分或添加劑，例如通過向其后配料形成或與其后配料形成，或者與更多的組分或添加劑形成的任何其它的混合物形式。因而，這里定義的粒狀洗滌劑產(chǎn)品可以含有或不含有洗滌劑活性物質，如合成表面活性劑和/或皂。最低要求是，它應該含有粒狀洗滌劑產(chǎn)品普通類型的傳統(tǒng)組分的至少一種物料，如表面活性劑(包括皂)、助洗劑、漂白劑或漂白體系組分、酶、酶穩(wěn)定劑或酶穩(wěn)定體系組分、污垢抗再沉積劑、熒光增白劑或光學增白劑、防腐劑、消泡劑、香料或著色劑。
然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，粒狀洗滌劑產(chǎn)品含有洗滌劑活性物質，如合成表面活性劑和/或皂，其含量至少為該產(chǎn)品的5重量％，優(yōu)選至少10重量％。
在下文中使用的術語“粉末”是指基本上由單一材料顆粒和這種顆粒的混合物組成的材料。在下文中使用的術語“顆?！敝傅氖歉骄哿溯^小顆粒的小顆粒，例如附聚的粉末顆粒。本發(fā)明方法的成品由高百分含量的顆粒組成，或含有高百分含量的顆粒。然而，可以任選將另外的粒狀和/或粉末材料后配料到這種產(chǎn)品中。
此處所用的術語“成?！焙汀傲；笔侵敢环N方法，該方法中顆粒附聚于其它物質之上。
對于本發(fā)明的目的，粒狀產(chǎn)品的流動性依據(jù)動態(tài)流量(DFR)來定義，以ml/s為單位，用以下步驟測量。將一個內徑為35毫米、長度為600毫米的圓柱形玻璃管牢牢地夾穩(wěn)，它的縱軸處于垂直位置。它的下端用一個聚氯乙烯的圓錐體封端，圓錐體內角為15°，并且其下端出口的直徑為22.5mm。第一個光束傳感器位于出口上方150mm處，第二個光束傳感器位于第一個傳感器上方250mm處。
為了測定動態(tài)流量，將所述出口暫時封閉，并且用粒狀洗滌劑產(chǎn)品裝填所述圓筒至在上面的傳感器上方約10cm處。打開出口，并電子測量粉末平面從上方的傳感器落到下方的傳感器所用的流動時間t(秒)。這重復2或3次，并取其平均時間。如果V是上下兩個傳感器之間管的體積(ml)，那么DFR為V/t。
自由壓縮性試驗(UCT)提供了一種測量產(chǎn)品內聚力或“粘性”的方法，并且能提供一種產(chǎn)品貯藏性質，例如在倉庫中的貯藏性質的指導?？梢詫π轮频暮屠匣姆勰┒歼M行UCT測量，但是在顯示粉末可能的貯存特性方面，UCT值特別重要。
試驗的方法是，將粒狀洗滌劑產(chǎn)品壓成一個壓塊，然后測量破壞壓塊所需的力。本方法使用一個裝置如下進行，該裝置包括一個直徑為89毫米、高為114毫米(3.5×4.5英寸)的圓筒，一個活塞和幾個塑料圓盤以及具有預先確定的重量的重錘。
將圓筒罩在固定的定位圓盤上，并用夾具固定，該圓筒用粒狀洗滌劑產(chǎn)品填滿，通過畫一條橫越圓筒的直邊校準表面水平。將一個50克的塑料圓盤放在粒狀產(chǎn)品之上，降低活塞，然后將一個10公斤的重錘慢慢地放在上面的活塞圓盤之上。將重錘留在適當位置2分鐘，之后移去10公斤的重錘，抬起活塞。從圓筒上移走夾具，然后將圓筒的兩個對半部分小心地移開，留下一個粒狀產(chǎn)品的壓塊。如果壓塊是完整的，那么將第二個50克的塑料圓盤放在第一個圓盤之上，放置大約十秒鐘。如果該壓塊仍是完整的，那么將一個100克的圓盤放在塑料圓盤之上，放置大約十秒鐘。如果該壓塊仍是完整的，那么非常平緩地將活塞降低到圓盤上，然后以十秒鐘為間隔將250克的重錘加上，直到壓塊崩碎。在崩碎時記錄活塞、塑料圓盤和重錘的總重。
根據(jù)破壞壓塊所需的重量對粉末的內聚力如下進行分類。所需的重量越大，則UCT水平越高，粉末越有內聚性(“粘性”)。
根據(jù)本發(fā)明，“微?！倍x為直徑小于180微米的顆粒。
根據(jù)本發(fā)明，“粗?！蔽锪隙x為直徑大于1400微米的那些顆粒。
可以使用篩選分析法測量微粒和粗顆粒的含量。
除非另有說明，這些值與粉末性能有關，如堆積密度、DFR、含水量等等還與老化的粒狀洗滌劑產(chǎn)品有關。
方法本發(fā)明的方法是使用氣體流化成粒機來進行的。有時氣體流化成粒機被叫作“流化床”成粒機或混合機。但這并不十分確切，因為這種混合機可以以非常高的氣體流速進行操作，以至于不能形成傳統(tǒng)的“鼓泡”流化床。
優(yōu)選，氣體流化成粒和附聚工序的進行基本上如WO 98/58046和WO 98/58047(Unilever)中所描述的，其內容在此引入作為參考。
氣體流化裝置主要包括一個室，其中氣體流(以下稱為流化氣體)通常是空氣，用來產(chǎn)生固體顆粒的湍流，以形成固體顆粒的“云霧”，然后將液體粘合劑噴到云霧上或噴到云霧里，以便液體粘合劑與單個顆粒接觸。在此過程進行時，由于液體粘合劑的作用，固體原材料的單個顆粒開始附聚，形成團粒。
氣體流化成粒機的一般操作條件為表面空氣速度約為0.1-1.2ms-1，在正或負相對壓力下，空氣進氣溫度(即流化氣體溫度)為-10℃或5℃直到100℃。有時候也許高達200℃。
如WO 98/58048中的描述，在成粒過程中可以改變流化氣體溫度，并因而優(yōu)選改變床溫。對于第一階段，可以升高這一溫度，例如高達100℃或甚至高達200℃，然后在一個或多個其它階段(之前或之后)，可以降低至僅僅高于、等于或低于室溫，例如30℃或更低，優(yōu)選25℃或更低，或甚至低到5℃或更低，或-10℃或更低。
當該方法間歇操作時，溫度隨時間變化。如果是連續(xù)過程，溫度將沿著成粒機床的“路徑”發(fā)生改變(即沿著粉末流過成粒機床的方向)。在后一種情況下，使用“活塞流”型的成粒機可方便進行，即物料在其中自始至終流過反應器的類型。
在間歇過程中，流化氣體溫度可以在一段相對短的時間內降低，例如10-50％的加工時間。一般地，氣體溫度可以在0.5-15分鐘降低。在連續(xù)過程中，氣體溫度可以沿著成粒機床“路徑”的一段相對短的距離降低，例如沿著10-50％的路徑。在兩種情況下，氣體都可以預冷卻。
優(yōu)選，直到基本上完成了流化成粒的固體物料的附聚，才降低流化氣體溫度，并且優(yōu)選也在此時降低床溫。
除流化氣體之外，氣體流化成粒機也可以使用一種霧化氣流。用這種霧化氣流輔助將液體粘合劑從噴嘴霧化到流化的固體顆粒上或進入流化的固體顆粒中。如果使用霧化氣流，通?？梢栽?-5bar的壓力下操作。也可以加熱霧化氣流，霧化氣流通常是空氣。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，升高流化氣體的溫度，使其在液體粘合劑可泵抽溫度(如定義)的(正負)35℃之內，優(yōu)選在25℃之內，更優(yōu)選在15℃之內，最優(yōu)選在10℃之內，并且在5℃之內是有利的。
在一個優(yōu)選實施方案中，也升高霧化氣體的溫度，使其在液體粘合劑可泵抽溫度的(正負)35℃之內，優(yōu)選在25℃之內，更優(yōu)選在15℃之內，最優(yōu)選在10℃之內，并且在5℃之內是有利的。
另外，在本發(fā)明的另一個方面，升高氣體流化室中的床溫，使其在液體粘合劑可泵抽溫度的(正負)35℃之內，優(yōu)選在25℃之內，更優(yōu)選在15℃之內，最優(yōu)選在10℃之內，并且在5℃之內是有利的。
非常優(yōu)選升高流化氣體的溫度，并且優(yōu)選也升高霧化氣體的溫度，和/或床溫，持續(xù)時間至少是將液體粘合劑噴到流化固相上的過程中的部分時間，優(yōu)選基本上是這整個過程的時間。
特別優(yōu)選升高流化氣體的溫度，并且優(yōu)選也升高霧化氣體的溫度，和/或床溫，并維持在液體粘合劑可泵抽溫度附近。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當液體粘合劑是結構化混合物時，相對于液體粘合劑的可泵抽溫度，升高流化氣體的溫度，并且優(yōu)選也升高噴霧氣體的溫度，和/或床溫是特別有益的。
這里所用的術語“床溫”指的是固體顆粒物料周圍的流化氣體溫度。例如，可以使用熱電偶探頭測量床溫。不論是可識別的粉末床或不可識別的粉末床(即因為混合機操作的氣體流速太高，以致沒有形成傳統(tǒng)的“鼓泡”流化床)，“床溫”應是在流化室內離配氣盤約15cm的點上所測的溫度。
不論本發(fā)明的氣體流化成粒方法是間歇過程或連續(xù)過程，固體顆粒物料可以在液體粘合劑噴霧過程中隨時加入。在該方法的最簡單形式中，先將固體顆粒物料引入氣體流化成粒機，然后噴灑液體粘合劑。然而，某些固體顆粒物料可以在氣體流化裝置中的步驟開始時加入，其余的隨后一次或分多次加入，或者作為一個或多個間斷的批次加入或者以連續(xù)方式加入。氣體流化成粒機可以任選任何裝有振動床的類型，特別是用于連續(xù)方式的類型。
任選的干燥和/或冷卻對于使用、處理和貯存而言，粒狀洗滌劑產(chǎn)品必須處于易流動的狀態(tài)。因此，在最后一步中，如有必要可以將顆粒干燥和/或冷卻。這一步驟可以以任何公知方式進行，例如在流化床裝置中(干燥和冷卻)，或在氣動提升機中(冷卻)。僅通過改變所使用的工藝條件，就可以在最后的附聚步驟所用的同一流化床裝置中進行干燥和/或冷卻，如本領域的技術人員所公知的那樣。例如，在完成添加液體粘合劑之后，可以將流化作用延續(xù)一段時間，并且可以降低氣體進口溫度。
其它的任選工序在本發(fā)明方法的改進方法中，固體顆粒物料可以在氣體流化成粒機之前在一個或多個混合機和/或成粒機中處理。例如，可以在一個單獨的預混合步驟中，例如在一個低、中或高剪切混合機中將固體顆粒物料混合，并任選與液體粘合劑接觸。如果在預混合步驟中加入液體粘合劑，那么會形成部分粒化的物料。那么后者可能用另外的液體粘合劑在氣體流化成粒機中噴霧，以形成粒化的洗滌劑產(chǎn)品。
在這一方面，有可能在流化床成粒步驟前進行一個或多個單獨的混合或成粒步驟。適合的混合機和成粒機是本領域技術人員所公知的。例如，可以在氣體流化步驟之前，首先在高速混合步驟中，然后是在中速混合步驟中，用液體粘合劑處理固體顆粒材料。
適合的預成粒步驟的例子描述在EP 367339、EP 420317、WO96/04359、WO 98/58046和WO 98/58047(Unilever)中，但是其它成粒和混合步驟也同樣是適當?shù)?，這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。
本發(fā)明的方法可能以間歇方式進行，也可能以連續(xù)方式進行。在一個優(yōu)選實施方案中，整個過程是連續(xù)的。
液體粘合劑在本發(fā)明的方法中，液體粘合劑是在氣體流化成粒步驟中加入的，也可以在其它的任選在前工序中加入。
如果有一個以上的成粒步驟，或一個以上的加入點或加入時間，那么在每個步驟或點或時間加入的液體粘合劑可以是相同的或不同的，并且可以在任何一個步驟或在任何一個點或時間加入一種以上的液體粘合劑。將液體粘合劑噴進入氣體流化成粒機中。
液體粘合劑可以含有粒狀洗滌劑產(chǎn)品的一種或多種組分。適合的液體組分包括陰離子表面活性劑及其酸前體、非離子表面活性劑、脂肪酸、水和有機溶劑。
液體粘合劑還可以含有溶于或分散在液體組分中的固體組分，例如無機中和劑和助洗劑。唯一的限制是，不管有或沒有溶解的或分散的固體，液體粘合劑都應該可泵抽，并且能夠以流體形式，包括糊狀形式，被傳送到混合機和/或成粒機中。
優(yōu)選，液體粘合劑包括陰離子表面活性劑。液體粘合劑中陰離子表面活性劑的含量可以盡可能的高，例如至少為液體粘合劑的98重量％，或者可以少于75重量％，少于50重量％或少于25重量％。當然，它可以占5重量％或更少，或者完全不存在。
適合的陰離子表面活性劑是本領域技術人員所公知的。適于加入該液體粘合劑的例子包括，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；烷基二甲苯磺酸鹽；二烷基磺基丁二酸鹽；和脂肪酸酯磺酸鹽。通常優(yōu)選鈉鹽。
非常優(yōu)選通過適當?shù)乃崆绑w和堿性物料如堿金屬氫氧化物例如NaOH反應，在該液體粘合劑中就地形成任何陰離子表面活性劑的部分或全部。因為后者通常必須作為水溶液配料，所以不可避免地帶入一些水。此外，堿金屬氫氧化物和酸前體的反應也生成作為副產(chǎn)物的水。
然而，原則上，任何堿性無機材料都可以用于中和作用，但是優(yōu)選水溶性堿性無機材料。另一種優(yōu)選物料是碳酸鈉，其單獨使用，或與一種或多種其它水溶性的無機材料，例如碳酸氫鈉或硅酸鹽結合使用。如果希望，可以使用化學計量過量的中和試劑以確保中和完全，或可以提供另一功能，例如用作助洗劑，例如如果中和試劑包括碳酸鈉的話。也可以使用有機中和劑。
當然，如果液體粘合劑含有陰離子表面活性劑的酸前體，可以通過與固體堿性物料接觸或在混合機和/或成粒機中加入單獨的液體中和劑，將混合機和/或成粒機中的酸前體就地中和或完全中和。然而，在混合機和/或成粒機中的中和作用不是本發(fā)明的優(yōu)選特征。
液體酸前體可以選自直鏈烷基苯磺(LAS)酸類、α-烯烴磺酸類、內烯烴磺酸類、脂肪酸酯磺酸類，及其結合。對于通過相應的烷基苯磺酸，例如Shell出品的Dobanoic酸，反應以生產(chǎn)含有烷基苯磺酸的組合物，本發(fā)明的方法特別有用。也可以使用具有10-15個碳原子的直鏈或支鏈伯烷基硫酸鹽(PAS)。
在一個優(yōu)選實施方案中，液體粘合劑含有陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑。陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑的重量比為10∶1-1∶15，優(yōu)選為10∶1-1∶10，更優(yōu)選10∶1-1∶5。如果液體粘合劑含有至少一些陰離子表面活性劑的酸前體和非離子表面活性劑，那么陰離子表面活性劑，包括其酸前體，與非離子表面活性劑的重量比可以更高，例如15∶1。
液體粘合劑的非離子表面活性劑組分可以是任何一種或多種液體非離子表面活性劑，其選自伯和仲醇乙氧基化物，特別是平均每摩爾醇用1-20摩爾環(huán)氧乙烷乙氧基化的C8-C20脂族醇，更特別是平均每摩爾醇用1-10摩爾環(huán)氧乙烷乙氧基化的C10-C15伯和仲脂族醇。非乙氧基化的非離子表面活性劑包括烷基多苷、甘油單醚和多羥基酰胺(葡糖酰胺)。
在一個優(yōu)選實施方案中，液體粘合劑基本上無水。也就是，其中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，可以加入控制量的水以促進中和。一般地，可以加入的水量為最終洗滌劑產(chǎn)品的0.5-2重量％。一般地，液體粘合劑的3-4重量％可以是作為反應副產(chǎn)物的水，其余存在的水將是溶解堿性物料的溶劑。非常優(yōu)選液體粘合劑除了后面提到的水以外，完全無水，除非可能是痕量/雜質。
另外地，可以使用含水液體粘合劑。這特別適合于制造用作添加劑的產(chǎn)品，該添加劑隨后與其它組分混合以形成完全配成的洗滌劑產(chǎn)品。通常，這種添加劑除了含由液體粘合劑產(chǎn)生的組分以外，主要由一種或少數(shù)幾種通常用在洗滌劑組合物中的組分組成，例如表面活性劑或助洗劑，如沸石或三聚磷酸鈉。然而，這不排除將含水液體粘合劑用于基本上完全配成的產(chǎn)品的成粒?？傊湫偷暮后w粘合劑包括堿金屬硅酸鹽、水溶性丙烯酸/馬來酸聚合物(例如SokalanCP5)等的水溶液。
該液體粘合劑可以任選含有溶解的固體和/或分散在其中的細微顆粒固體。唯一的限制是，不管有或沒有溶解的或分散的固體，液體粘合劑都應該可泵抽，并且在50℃或更高溫度或至少為60℃或更高，例如75℃下能夠將其噴霧。優(yōu)選它在低于50℃、優(yōu)選在25℃或更低時為固體。優(yōu)選在至少50℃、更優(yōu)選至少60℃的溫度下將液體粘合劑送入混合機或氣體流化成粒機。
根據(jù)本發(fā)明，如果在50s-1的剪切速率和泵抽溫度下液體粘合劑的粘度不大于1Pa·s，則認為液體粘合劑容易泵抽。具有更高粘度的液體粘合劑原則上仍可以泵抽，但是在50s-1的剪切速率下的粘度上限1Pa·s在此用來表示容易泵抽。
例如，可以使用Haake VT500旋轉粘度計測量粘度。粘度測量可以如下進行。將一個SV2P測量元件用冷卻裝置連接到恒溫水浴上。測量元件的浮子以50s-1的剪切速率旋轉。固化混合物在微波中加熱到95℃，并倒入樣品杯中。在98℃下調理5分鐘以后，樣品以每分鐘+/-1℃的速度冷卻。粘度為1Pa·s時觀察到的溫度記作“泵抽溫度”。
因此，此處該液體粘合劑的“泵抽溫度”定義為該液體粘合劑在50s-1下，顯示出1Pa·s粘度的溫度。固體的定義參見the Handbookof Chemistry and Physics，CRC Press，Boca Raton，F(xiàn)lorida，第67版，1986。
結構化混合物在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，液體粘合劑含有結構化劑，并且含有結構化劑的液體粘合劑在這里被稱為結構化混合物。這里所有關于液體粘合劑的公開都同樣適用于結構化混合物。
在本發(fā)明的上下文中，術語“結構化劑”是指任何使液體組分能夠在成粒機中完成固化并因此很好成粒的組分，即使該固體組分具有低的液體承載能力。
可以根據(jù)結構化劑的結構化(固化)作用機理來進行分類，其機理如下，即重結晶(例如硅酸鹽或磷酸酯)；形成細碎的固體顆粒的網(wǎng)狀結構(例如硅石或粘土)；以及在分子水平發(fā)揮空間效應的那些(例如皂類或聚合物)，如通常用作助洗劑的那些類型。可以使用一種或多種結構化劑。
結構化混合物提供的優(yōu)點是，在較低的環(huán)境溫度下，將它們噴霧到固體顆粒上，它們能固化該固體顆粒并因而使固體顆粒具有結構和強度。因此，重要的是，結構化混合物應該可泵抽，并且在高溫下可噴霧，例如在至少50℃、優(yōu)選至少60℃的溫度下，然而還應該在低于50℃、優(yōu)選低于35℃的溫度下固化，以便體現(xiàn)出其優(yōu)點。
一般地，在高速和中速或低速度混合機中，溫度比制備該混合物和將該混合物泵送入成粒機的溫度低10℃以上、優(yōu)選低20℃以上。
優(yōu)選，在液體粘合劑組分中，結構化劑產(chǎn)生的固化會產(chǎn)生如下的混合物強度。固化液體組分的強度(硬度)可以使用英斯特朗壓力測試裝置來測量。在與固體組分接觸之前，將用所述方法固化的液體組分形成直徑為14毫米、高19毫米的小片。然后，活動的平板向固定的平板移動，該小片在固定的平板和活動的平板之間被毀壞?；顒悠桨宓乃俣仍O置為5mm/min，這使得測量時間約為2秒。壓力曲線被記錄在電腦上。因而，可以給出最大壓力(在小片斷裂時)，并由斜率計算出E-模數(shù)。
對于固化的液體組分，20℃時的Pmax優(yōu)選最小值為0.1MPa，更優(yōu)選0.2MPa，例如0.3-0.7MPa。在55℃時的典型值為0.05-0.4MPa。在20℃，對于液體混合物，Emod優(yōu)選的最小值為3MPa，例如5-10MPa。
結構化混合物優(yōu)選在剪切動力混合機中制備，預混合其組分并進行陰離子酸前體的任何中和。
皂類代表優(yōu)選的一類結構化劑，特別是當結構化混合物含有液體非離子表面活性劑時。在很多情況下，希望皂具有的平均鏈長大于該液體非離子表面活性劑的平均鏈長，但是小于后者平均鏈長的兩倍。
非常優(yōu)選通過適當?shù)闹舅崆绑w和堿性物料如堿金屬氫氧化物如NaOH反應，在該液體粘合劑中就地形成任何皂結構化劑的部分或全部。然而，原則上，任何堿性無機材料都可以用于中和，但是優(yōu)選水溶性堿性無機材料。在含有陰離子表面活性劑和皂的液體粘合劑中，優(yōu)選從它們各自的酸前體形成陰離子表面活性劑和皂。這里關于通過就地中和液體粘合劑中的酸前體而形成陰離子表面活性劑的所有公開內容，同樣適用于形成結構化混合物中的皂。
如果希望，可以在結構化混合物中溶解或分散固體組分。以結構化混合物的重量％表示，主要的結構化混合物組分各成分的典型數(shù)量如下優(yōu)選98-10重量％的陰離子表面活性劑，更優(yōu)選70-30％，特別是50-30重量％；優(yōu)選10-98重量％的非離子表面活性劑，更優(yōu)選30-70重量％，特別是30-50重量％；優(yōu)選2-30重量％的結構化劑，更優(yōu)選2-20重量％，然而更優(yōu)選2-15重量％，特別是2-10重量％。
除陰離子表面活性劑或其前體、非離子表面活性劑和結構化劑之外，結構化混合物也可以含有其它有機溶劑。
固體顆粒物料本發(fā)明的固體顆粒物料可以是粉末狀的和/或粒狀的。同樣地，固體顆粒物料可以是任何以顆粒形式獲得的粒狀洗滌劑產(chǎn)品組分。優(yōu)選與液體粘合劑混合的固體顆粒物料含有助洗劑。在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選實施方案中，固體原材料含有的助洗劑選自晶狀的和無定形的硅鋁酸鹽。
產(chǎn)品本發(fā)明也包括由本發(fā)明方法(在任何后配料等之前)產(chǎn)生的粒狀洗滌劑產(chǎn)品。
本發(fā)明的粒狀洗滌劑產(chǎn)品具有的堆積密度小于900g/l，優(yōu)選小于800g/l，更優(yōu)選小于750g/l，可是更優(yōu)選小于700g/l。堆積密度可以低至300g/l，然而優(yōu)選大于400g/l。優(yōu)選為400-800g/l，更優(yōu)選400-750g/l，然而更優(yōu)選400-700g/l。
產(chǎn)品的堆積密度由該方法確定的屬性所決定，但是可以在一定程度上通過選擇適當?shù)念A混合步驟來控制，這對本領域的技術人員而言是顯而易見的。
本發(fā)明方法的粒狀洗滌劑產(chǎn)品含微粒的量低，具有優(yōu)良的流動性，以及低UCT水平。
優(yōu)選不到15重量％，更優(yōu)選不到10重量％的顆粒直徑小于180微米，更優(yōu)選不到8重量％，并最優(yōu)選不到5重量％。
如果粒狀產(chǎn)品具有的DFR值至少為80ml/s，那么認為該粒狀產(chǎn)品是易流動的。優(yōu)選，本發(fā)明的粒狀產(chǎn)品具有的DFR值至少為80ml/s，優(yōu)選至少為90ml/s，更優(yōu)選至少為100ml/s，并且最優(yōu)選至少為110ml/s。
該粒狀洗滌劑產(chǎn)品優(yōu)選具有的UCT水平小于1500克，更優(yōu)選小于1000克，然而更優(yōu)選小于900克，然而更加優(yōu)選小于700克，并最優(yōu)選小于500克。
最后，該顆?？梢耘c通過其它方法借助于使用水銀孔率法生產(chǎn)的顆粒不同。對于使已通過涉及氣體流化附聚方法制備的特性化顆粒，后者的技術是理想的。
洗滌劑組合物和成分如前所述，通過本發(fā)明方法制備的粒狀洗滌劑產(chǎn)品本身可以是完全配成的洗滌劑組合物，或者可以是只形成一部分這種組合物的一個組分或添加劑。這個部分與最終的、完全形成的洗滌劑組合物有關。
在最終的洗滌劑組合物中助洗劑的總量適合為10-80重量％，優(yōu)選15-60重量％。該助洗劑可以與其它組分一起存在于添加劑中，或者，如果希望，可以使用含有一種或多種助洗劑材料的單獨的助洗劑顆粒。
本發(fā)明特別適用于固體原材料含有選自晶狀和無定形硅鋁酸鹽助洗劑的情況，例如在GB-A-1473201中公開的沸石；在GB-A-1473202中公開的無定形硅鋁酸鹽；在GB 1470250中公開的混合晶狀/無定形硅鋁酸鹽；以及在EP-B-164514中公開的層狀硅酸鹽。
基于最終洗滌劑組合物，不論作為分層試劑使用和/或加入到顆粒主體中，硅鋁酸鹽適合的總量為10-60重量％，優(yōu)選15-50重量％。用于大多數(shù)市售顆粒洗滌劑組合物的沸石是沸石A。然而，有利的是，可以最大量地使用在EP-A-384070中描述并要求權利的鋁沸石P(沸石MAP)。沸石MAP是一種P型的堿金屬硅鋁酸鹽，其硅氧烷與鋁的比例不超過1.33，優(yōu)選不超過1.15，并更優(yōu)選不超過1.07。
其它適合的助洗劑包括水合性的鹽類，優(yōu)選大量加入，如至少為固體組分的25重量％，優(yōu)選至少為10重量％。
水合性的固體包括無機硫酸鹽類和碳酸鹽類，以及無機磷酸鹽助洗劑，例如正磷酸鈉、焦磷酸鈉和三聚磷酸鈉。
可以存在的其它無機助洗劑包括碳酸鈉(如上所述，一個水合性固體的例子)，如果希望，可以與碳酸鈣晶種結合使用，如在GB-A-1437950中所公開的。如上所述，這種碳酸鈉可以是用于就地形成陰離子表面活性劑的無機堿性中和試劑的殘余。
可以存在的有機助洗劑包括聚羧酸酯聚合物如聚丙烯酸酯類、丙烯酸/馬來酸共聚物和丙烯酸亞膦酸鹽；單體聚羧酸酯類如檸檬酸酯、葡糖酸酯、氧聯(lián)二琥珀酸酯、甘油單-、二-和三琥珀酸酯、羧甲氧基琥珀酸酯、羧甲氧基丙二酸酯、吡啶二羧酸酯、羥乙基亞氨基二乙酸酯、氨基聚羧酸酯如次氮基三乙酸酯(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)和亞氨基二乙酸酯、烷基和鏈烯基丙二酸酯和琥珀酸酯；以及磺化脂肪酸鹽類。特別優(yōu)選馬來酸、丙烯酸和乙酸乙烯酯的共聚物，因為它是生物可降解的，因而在環(huán)境上合乎需要。這些列出的不是窮舉的。
特別優(yōu)選的有機助洗劑是檸檬酸鹽，適合的用量為2-30重量％，優(yōu)選5-25重量％；以及丙烯酸聚合物，更特別是丙烯酸/馬來酸共聚物，適合的用量為0.5-15重量％，優(yōu)選1-10重量％。助洗劑優(yōu)選以堿金屬鹽形式存在，特別是鈉鹽形式。
除液體粘合劑的任何陰離子和/或非離子型表面活性劑之外，該粒狀洗滌劑組合物可以含有一種或多種其它洗滌劑活性物質，其可以選自皂和非皂陰離子、陽離子、非離子、兩性和兩性離子表面活性劑及其混合物。這些可以在該方法之前或期間的任何適當步驟中配料。許多適合的洗滌劑活性化合物是可獲得的，并且在文獻中有充分描述，例如在Schwartz、Perry和Berch的“Surface-Active Agentsand Detergents”，第I和II卷。能被使用的優(yōu)選洗滌劑活性化合物是皂類和合成的非皂類陰離子和非離子化合物。
該洗滌劑組合物也可以含有漂白體系，希望含有過氧漂白化合物，例如能夠在水溶液中產(chǎn)生過氧化氫的無機過酸鹽或有機過氧酸。該過氧漂白化合物可以與漂白活化劑(漂白劑前體)結合使用，以便改善在低洗滌溫度下的漂白作用。特別優(yōu)選的漂白體系含有過氧漂白化合物(優(yōu)選過碳酸鈉，任選與漂白活化劑一起使用)。
通常，在成粒之后，任何漂白劑和其它敏感的成分如酶和香料，與其它次要成分一起后配料。
典型的次要成分包括硅酸鈉；緩蝕劑包括硅酸鹽；抗再沉積劑如纖維素聚合物；熒光增白劑；無機鹽如硫酸鈉，視情況而定的泡沫控制劑或泡沫促進劑；水解蛋白酶和脂肪分解酶；染料；彩色斑飾物；香料；泡沫調節(jié)劑；以及織物軟化化合物。這些列出的不是窮舉的。
在本發(fā)明的方法中，可以任選在任何適當步驟引入“分層劑”或“助流劑”。這將改善產(chǎn)品的粒度，例如通過防止顆粒附聚和/或結塊。任何分層劑、助流劑的適合存在量為該粒狀產(chǎn)品的0.1-15重量％，更優(yōu)選為0.5-5重量％。
適用的分層劑/助流劑包括晶狀或無定形堿金屬硅酸鹽、硅鋁酸鹽包括沸石、檸檬酸鹽、Dicamol、方解石、硅藻土、二氧化硅例如沉淀的硅石、氯化物如氯化鈉、硫酸鹽如硫酸鎂、碳酸鹽如碳酸鈣，以及磷酸鹽如三聚磷酸鈉。依照要求也可以使用這些材料的混合物。
沸石MAP既是一種優(yōu)選的助洗劑，作為分層劑也特別有用。分層的硅酸鹽如Clariant出品的SKS-6也用作分層劑。
粉末流動性也可能通過加入少量其它粉末結構化劑而改善，例如脂肪酸(或脂肪酸皂)、糖、丙烯酸酯或丙烯酸酯/馬來酸酯聚合物，或硅酸鈉，其適合的存在量為1-5重量％。
通常，其它組分可以在該方法適當?shù)牟襟E中加入液體粘合劑或與固體原材料混合。然而，固體組分可以后配料到粒狀洗滌劑產(chǎn)品中。
該粒狀洗滌劑組合物也可能含有粒狀填料(或任何對洗滌過程沒有幫助的其它組分)，其適于包括無機鹽，例如硫酸鈉和氯化鈉。填料的存在含量可以為該粒狀產(chǎn)品的5-70重量％。
通過以下非限定性實施例中進一步舉例說明本發(fā)明，除非另有說明，其中的份數(shù)和百分數(shù)都按重量計算。用數(shù)字標志的實施例是本發(fā)明的實施例，而用字母標志的那些是對比實施例的。
實施例實施例1和對比實施例A制備下列配方的粒狀洗滌劑產(chǎn)品基料粉末重量％直鏈烷基苯磺酸鈉(Na-LAS)12.40非離子表面活性劑7EO 12.81皂 1.73沸石MAP 36.10輕質純堿灰分24.96SCMC0.81檸檬酸鈉3.33水分、鹽類、NDOM7.86100.00如下制備實施例1的基料粉末(i)在高速混合機(Ldige Recycler CB 30)中，將固體顆粒物料與液體粘合劑混合并?；瑫r間約15秒鐘，(ii)將該物料從步驟(i)轉送到中速混合機(LdigePloughshare KM 300)中，時間約3分鐘，(iii)將該物料從步驟(ii)轉送到用作氣體流化成粒機的流化床中，加入更多的液體粘合劑并?；?，和(iv)在該流化床中最后干燥/冷卻該產(chǎn)品。
在將液體粘合劑噴霧進入流化固體期間，步驟(iii)中的流化床是在下列條件下操作的。
流化氣體溫度 75℃霧化氣體溫度 熱霧化氣壓 3.5bar用于步驟(i)和(iii)的液體粘合劑是含有基料粉末的陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑和皂組分的結構化混合物。該混合物通過在一個混合環(huán)中，在41.60重量份的非離子表面活性劑存在下，將38.44重量份的LAS酸前體和5.20重量份的皂的脂肪酸前體混合，并用14.75份的氫氧化鈉溶液中和來制備。環(huán)中的混合溫度通過換熱器控制。中和試劑是氫氧化鈉溶液。所得混合物具有以下組成％直鏈烷基苯磺酸鈉 39.9非離子表面活性劑(7EO) 41.6皂 5.6水 12.9結構化混合物的可泵抽溫度是75℃。
加入再循環(huán)器的混合物和加入氣體流化成粒機的混合物的重量比是67∶33。
除了流化氣體溫度和霧化氣體溫度是室溫以外，以同樣的方式制備對比實施例A的基料粉末。
產(chǎn)生的粉末性能如表1中所記錄的，這清楚地說明了，在液體粘合劑噴霧時升高流化氣體和霧化氣體溫度的好處。實施例1的UCT水平顯著地好于實施例A。
表1實施例1 對比實施例ABD(g/l) 652593DFE(ml/s) 131117UCT(g)200950
實施例2和對比實施例B制備下列配方的粒狀洗滌劑產(chǎn)品基料粉末重量％Na-LAS12.9非離子7EO 14.5皂2.0沸石A24 51.7輕質純堿灰分 9.1SCMC 0.95水分、鹽類、NDOM 8.85100.00除了加入再循環(huán)器和加入氣體流化成粒機中的混合物的重量比是80∶20之外，如實施例1的方法制備實施例2的基料粉末。
混合物的配方如下％直鏈烷基苯磺酸鈉39.7非離子表面活性劑(7EO) 44.7皂 6.0水 9.6它的可泵抽溫度是73℃。
除了流化氣體溫度為室溫(霧化氣體溫度保持為熱的)之外，以和實施例2同樣的方法制備對比實施例B的基料粉末。粉末性能的詳細情況列于表2中。
通過比較實施例2和實施例B可以清楚地看到，升高流化氣體溫度會明顯地改善粉末的UCT水平。粉末的可見性能也顯示出明顯的改進。實施例B顯得相當粘，而實施例2看起來?；煤芎茫淮忠膊徽?。
表2實施例2 對比實施例BBD(g/l) 634 554DFR(ml/s)131 130UCT(g) 450 1950實施例3將流化空氣溫度和霧化空氣溫度都升高，重復實施例2的步驟。該粉末具有下列性能BD(g/l) 648DFR(ml/s) 132UCT(g) ＜200
權利要求
1.一種用于制備粒狀洗滌劑產(chǎn)品的方法，該方法包括在氣體流化成粒機中將粒狀固體物料與液體粘合劑的噴霧接觸，同時流化固體，在成粒機中升高流化氣體的溫度，以使其在該液體粘合劑可泵抽溫度的35℃之內，優(yōu)選在25℃之內，更優(yōu)選在15℃之內。
2.權利要求1的方法，其中升高霧化氣體溫度，以使其在該液體粘合劑的可泵抽溫度的35℃之內，優(yōu)選在25℃之內，更優(yōu)選在15℃之內。
3.權利要求1或權利要求2的方法，其中升高流化氣體的溫度，并且優(yōu)選也升高霧化氣體的溫度，持續(xù)時間至少是將液體粘合劑噴到流化固體上的過程中的部分時間，優(yōu)選基本上是這整個過程的時間。
4.上述權利要求任一項的方法，其中升高流化氣體的溫度，并且優(yōu)選也升高霧化氣體的溫度，并保持在液體粘合劑的可泵抽溫度附近。
5.上述權利要求任一項的方法，其中該液體粘合劑包含一種或多種陰離子表面活性劑或其酸前體。
6.上述權利要求任一項的方法，其中該液體粘合劑含有一種或多種非離子表面活性劑。
7.上述權利要求任一項的方法，其中該液體粘合劑是結構化混合物。
8.上述權利要求任一項的方法，其中固體顆粒物料在進入氣體流化成粒機之前，在一個或多個混合機和/或成粒機中進行處理。
9.一種用于制備粒狀洗滌劑產(chǎn)品的方法，該方法包括在氣體流化成粒機中將粒狀固體物料與液體粘合劑的噴霧接觸，同時流化固體，在成粒機中升高床溫，以使其在該液體粘合劑可泵抽溫度的15℃之內。
10.一種根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的粒狀洗滌劑產(chǎn)品，其堆積密度小于900g/l。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備具有優(yōu)良粉末性能的粒狀洗滌劑組合物的方法。更具體地說,在本發(fā)明所涉及的方法中,液體粘合劑和固體顆粒物料在氣體流化成粒機中接觸,在該工藝過程中該流化成粒機的溫度條件是升高的。
文檔編號C11D17/06GK1367819SQ0081114
公開日2002年9月4日 申請日期2000年5月26日 優(yōu)先權日1999年6月10日
發(fā)明者V·J·巴克, A·凱斯, M·克拉維爾, A·T·J·格羅特, R·W·J·范波梅倫 申請人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司