CN105431513A - 用于生产洗涤剂颗粒的方法,洗涤剂颗粒及包含所述颗粒的洗涤剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于制备洗涤剂颗粒的方法,所述洗涤剂颗粒包含至少40wt%的阴离子表面活性剂并且适合用作颗粒洗涤剂组合物或其组分,所述方法包括以下步骤:(i)用碱源中和阴离子表面活性剂前体,(ii)添加Na2SO4和Na2CO3以形成浆料和(iii)喷雾干燥所得的浆料以形成颗粒,其中Na2SO4与Na2CO3的摩尔比为:1:3.3≤摩尔比<1:1.3,并且其中形成复盐Na2SO4.Na2CO3,并且其中浆料包含聚羧酸化物聚合物。还提供了通过本发明的方法可得到的经喷雾干燥的洗涤剂载体颗粒,其包含至少40wt%的阴离子表面活性剂并且适合用作颗粒洗涤剂组合物或其组分,所述颗粒包含(i)直链烷基苯磺酸盐(LAS)、皂及其混合物,和(ii)复盐Na2SO4.Na2CO3。第三方面是包含此类颗粒的洗涤剂组合物。
Description
发明领域
本发明涉及洗涤剂粉末,特别是洗衣洗涤剂粉末和它们的生产的领域。更具体地,本发明在第一方面涉及用于生产洗涤剂颗粒的方法,所述洗涤剂颗粒包含至少40 wt%的阴离子表面活性剂并适合用作颗粒洗涤剂组合物或其组分。在第二方面,本发明涉及包含至少40 wt%的阴离子表面活性剂的洗涤剂颗粒,并且其可通过所述方法得到。在第三方面,本发明涉及包含这样的颗粒的洗涤剂组合物。
发明背景
本发明涉及包含给予有效洗涤的表面活性剂体系的洗涤剂颗粒的生产。具体地,本发明涉及通过喷雾干燥含水浆料生产这样的颗粒的方法。
通过对含水浆料的喷雾干燥制备颗粒洗涤剂产品或粉末是公知的。这样的方法包括以下步骤:制备包含20至60 wt%水的含水浆料,然后在高压下雾化浆料以形成液滴,然后在逆流喷雾干燥塔中干燥这些。典型的塔入口和出口温度分别是250-400℃和80-120℃。
例如EP-A-1 914 297公开了用于制备具有426 g/l或更小的堆积密度的经喷雾干燥的洗涤剂粉末的方法,其中经喷雾干燥的洗涤剂粉末包含阴离子洗涤表面活性剂和0wt%至10 wt%的沸石助洗剂和0 wt%至10 wt%的磷酸盐助洗剂,并且其中所述方法包括以下步骤:
(a)制备适合于喷雾干燥的含水浆料,其包含30 wt%至60 wt%的水和40 wt%至70 wt%非水材料,其中非水材料包含无机组分和有机组分,其中无机组分与有机组分的重量比为0.3:1至5:1;和
(b)将所述浆料喷雾进入喷雾干燥塔,其中当浆料进入喷雾干燥塔时,其温度为65℃至140℃,并且其中喷雾干燥塔的出口空气温度为70℃至120℃,并且其中非水材料包括阴离子表面活性剂、聚合羧酸盐和碳酸盐。
EP-A-221 776描述了用于生产多孔零磷酸盐粉末的方法,所述粉末适合用作颗粒洗涤剂组合物的基料(base)或其组分,并且其能够吸收和保留大量的液体或液体形式的可液化的洗涤剂组分,所述方法包括以下步骤:(i)制备包含碳酸钠,并且任选还包含硫酸钠的含水浆料,(ii)干燥浆料以形成粉末,所述方法的特征在于碳酸钠和硫酸钠(如果存在)的总量为基于经干燥的粉末的至少20 wt%,浆料中碳酸钠与硫酸钠(当存在时)的重量比为至少0.37:1,和将基于经干燥的粉末中碳酸钠和硫酸钠(如果存在)的总量的0.1至60 wt%的晶体生长改进剂不晚于碳酸钠并入浆料中,所述晶体生长改进剂是聚合的聚羧酸化物,由此在浆料中形成晶体生长改进的一水合碳酸钠和/或晶体生长改进的碳酸钠矾。
这些方法可以有利地用于制备经喷雾干燥的洗涤剂粉末,其具有低堆积密度,低阴离子表面活性剂含量。然而,难于制备具有40 wt%或更高的阴离子洗涤剂含量的洗涤剂粉末。阴离子洗涤剂含量的进一步增加导致归因于约40-50 wt%的高的浆料水分含量的不良的干燥速率。干燥掉过量的水需要的高干燥温度耗费额外的能量并且可导致塔和/或干式旋风分离器中出现火焰。高阴离子洗涤剂浆料还可由于曝气和非常高的粘度引起溢流和具有输送问题。
所得的高阴离子洗涤剂粉末通常具有低的堆积密度并且难于处理和储存并具有较高的包装成本。
此外,喷雾干燥是能量密集的方法,并且改进在这方面的目前的洗涤剂制造技术从环境视角来看将是令人关注的。洗涤剂制造方法的环境方面不仅被制造商,而且还被日益关注我们的经济活动的可持续性的消费者认为是重要的。
因此,本发明的第一目标是提供不具有上述缺点的制备经喷雾干燥的洗涤剂颗粒的更节能的方法,所述洗涤剂颗粒具有高于40 wt%或更高的阴离子洗涤剂含量。特别地,洗涤剂颗粒应该具有良好的粉末特性。
本发明的另一目标是提供不具有上述缺点的制备经喷雾干燥的(洗衣)洗涤剂粉末的更节能的方法,所述洗涤剂粉末具有高于40 wt%或更高的阴离子洗涤剂含量。
我们现在已经出人意料地发现可以由包含Na2SO4和Na2CO3的浆料制备具有高于40wt%或更高的阴离子洗涤剂含量的经喷雾干燥的洗涤剂颗粒,其中Na2SO4与Na2CO3的摩尔比为:1:3.3≤摩尔比<1:1.3,并且其中形成复盐Na2SO4.Na2CO3。
因此,通过根据本发明的方法可以实现这些和其它目标,所述方法包括以下步骤:(i)用碱源中和阴离子表面活性剂前体,(ii)添加Na2CO3和Na2SO4以形成浆料和(iii)喷雾干燥所得的浆料以形成颗粒,其中Na2SO4与Na2CO3的摩尔比为:1:3.3≤摩尔比<1:1.3,并且其中形成复盐Na2SO4.Na2CO3,并且其中浆料包含聚羧酸化物(polycarboxylate)聚合物。
发明概述
根据本发明的第一方面,提供用于生产洗涤剂颗粒的方法,所述洗涤剂颗粒包含至少40 wt%的阴离子表面活性剂,并且适合用作颗粒洗涤剂组合物或其组分,所述方法包括以下步骤:(i)用碱源中和阴离子表面活性剂前体,(ii)添加Na2SO4和Na2CO3以形成浆料和(iii)喷雾干燥所得的浆料以形成颗粒,其中Na2SO4与Na2CO3的摩尔比为:1:3.3≤摩尔比<1:1.3,并且其中形成复盐Na2SO4.Na2CO3,并且其中浆料包含聚羧酸化物聚合物。
根据本发明的第二方面,提供可通过本发明的方法得到的经喷雾干燥的洗涤剂颗粒,所述洗涤剂颗粒包含至少40 wt%的阴离子表面活性剂,并且适合用作颗粒洗涤剂组合物或其组分,其包含:
(i)直链烷基苯磺酸盐(LAS)、皂及其混合物,和
(ii)复盐Na2SO4.Na2CO3。
根据本发明的第三方面,提供包含根据本发明的颗粒的洗涤剂组合物。
发明详述
本发明的第一方面是用于生产洗涤剂颗粒的方法,所述洗涤剂颗粒包含至少40 wt%的阴离子表面活性剂,并且适合用作颗粒洗涤剂组合物或其组分。在该方法的第一步中,用碱源中和阴离子表面活性剂前体以形成表面活性剂浆糊。阴离子表面活性剂前体是阴离子非皂表面活性剂的酸前体,当与碱源反应时,其将被中和以形成阴离子表面活性剂的盐。
优选液体、可泵抽形式的阴离子表面活性剂前体。阴离子表面活性剂前体优选选自直链烷基苯磺酸、脂肪酸及其混合物。直链烷基苯磺酸也称为LAS酸和HLAS。当中和时,LAS酸产生相应的直链烷基苯磺酸盐(LAS)。优选地,LAS非皂阴离子表面活性剂具有C8-18,更优选C10-16,和最优选C12-14的烷基链长。
通过中和羧酸或脂肪酸形成的皂可以在与非皂阴离子表面活性剂的掺和物中用作次级(secondary)阴离子表面活性剂。优选的羧酸是具有12-18个碳原子的脂肪酸,例如椰油、棕榈油、棕榈仁和牛脂的脂肪酸。脂肪酸可以是饱和或不饱和的、支链或直链的。可以使用脂肪酸的混合物。可以以基于阴离子表面活性剂前体的多至30 wt%的含量使用脂肪酸。
可以以部分预中和形式使用阴离子表面活性剂前体(或表面活性剂前体的混合物),而不完全失去本发明的有益效果。那么实际上,表面活性剂酸是表面活性剂酸与中和的阴离子非皂表面活性剂的混合物。
阴离子表面活性剂前体可以以与其它组分的掺和物的形式添加。合适的组分是中和的阴离子表面活性剂,例如烷基和/或烯基硫酸半酯(即伯醇的硫酸化产物)的盐,当中和时所述烷基和/或烯基硫酸半酯产生烷基和/或烯基硫酸盐。其中这样的非皂阴离子表面活性剂是伯醇硫酸盐(PAS),特别是具有C10-22,优选C12-14链长的PAS。椰油PAS特别合乎需要。
其它合适的表面活性剂酸包括α-烯烃磺酸、内烯烃磺酸、脂肪酸酯磺酸和伯磺酸(primary sulphonic acid)。正如对技术人员而言是显然的,也可以使用表面活性剂酸的组合。
除已经讨论的脂肪酸和中和的阴离子表面活性剂之外,在其它组分中,可以作为液体与表面活性剂前体一起添加的最重要的另外的组分是非离子表面活性剂。通常将所述非离子表面活性剂添加至表面活性剂酸以降低粘度以使其能够在较低温度下添加。
可以使用的合适的非离子表面活性剂包括伯和仲醇乙氧基化物,特别是被每摩尔醇平均1至50,优选1至20摩尔环氧乙烷乙氧基化的C8-C20脂族醇,并更特别是被每摩尔醇平均1至10摩尔环氧乙烷乙氧基化的伯和仲脂族醇。非乙氧基化的非离子表面活性剂包括烷基-多苷、甘油单醚和多羟基酰胺(葡糖酰胺)。如已经讨论的,中和的阴离子表面活性剂可以与表面活性剂酸混合。这可以具有增加总过程的产量的优点。
可以与阴离子表面活性剂前体一起添加或作为一个或多个单独的液体物流添加的其它液体添加剂包括无机酸,例如硫酸,和水溶助长剂,例如对甲苯磺酸。
与阴离子表面活性剂前体反应的碱源可以是任何合适的碱源,其为液体或固体形式。实例是碱金属氢氧化物水溶液,优选氢氧化钠溶液,或碳酸钠。特别优选的是约50 wt%浓度的氢氧化钠水溶液。水的量应该保持最小,因为在随后的喷雾干燥步骤中将必需干燥掉水。另一方面,它不应该低到使得中和的表面活性剂浆糊太粘稠以致不能处理。
碳酸钠可以是任何类型。已经发现合成轻质苏打灰(light soda ash)是特别优选的;天然重质苏打灰(heavy soda ash)处于中间,而合成颗粒苏打灰是最不优选的原材料。
优选在具有将物料加热至约35-40℃的温度的直接蒸汽盘管的搅拌混合器中制备表面活性剂浆糊。阴离子表面活性剂前体与碱源之间的中和反应产生浓缩的表面活性剂浆糊,其优选具有60至80 wt%的固体含量。中和热致使温度从约35-40℃上升至约75-80℃,保持在该温度。有益的是允许几分钟的额外时间以确保完全中和。
在方法的第二步中,将硫酸钠(Na2SO4)和碳酸钠(Na2CO3)添加至表面活性剂浆糊以形成浆料。据信添加顺序不是关键的。
浆料还包含聚羧酸化物聚合物。例如,可以将碱性硅酸盐和聚羧酸化物共聚物泵入混合器,其中增加的搅拌速度改进总物料的流动性。有利地使用具有1.5至3.3,优选1.8至2.6的SiO2/M2O比率的碱金属硅酸盐,其中M是钠离子。
在聚羧酸化物聚合物中,由于聚天冬氨酸盐和聚天冬氨酸的可生物降解性,有利地使用它们。聚合的聚羧酸化物以基于碳酸钠的总量的0.1至20 wt%,优选0.2至5 wt%,最优选1至5 wt%的量使用。然而,由于其它原因,例如增效、构造、抗再沉积,更高含量的聚合物,例如基于碳酸钠的多至30 wt%可以存在于本发明的洗涤剂颗粒或包含本发明的洗涤剂颗粒的全组合物(full composition)中。
聚羧酸化物聚合物优选具有至少1000,有利地1000至300000,特别是1000至250000的分子量。特别优选具有10000至70000分子量的聚羧酸化物。本文引用的全部分子量是由生产商提供的分子量。
优选的聚羧酸化物是丙烯酸或马来酸的均聚物和共聚物。特别令人关注的是聚丙烯酸盐和丙烯酸/马来酸共聚物。可以单独或组合使用的合适的聚合物包括以下:
聚丙烯酸的盐,例如聚丙烯酸钠,例如购自Allied Colloids的Versicol (商标) E5、E7和E9,平均分子量为4000、27000和70000;购自National Adhesives and Resins Ltd的Narlex (商标) LD 30和34,平均分子量分别为5000和25000;和购自BASF的Sokalan (商标) PA系列,平均分子量为250000;乙烯/马来酸共聚物,例如购自Monsanto的EMA (商标)系列;甲基乙烯基醚/马来酸共聚物,例如购自GAF Corporation的Gantrez (商标) AN119;丙烯酸/马来酸共聚物,例如购自BASF的Sokalan (商标) CP5。
第二组聚羧酸化物聚合物包括聚天冬氨酸和聚天冬氨酸盐。聚天冬氨酸盐是由L-天冬氨酸(一种天然氨基酸)合成的生物聚合物。部分由于羧酸根基团,聚天冬氨酸盐具有与聚丙烯酸盐相似的特性。聚天冬氨酸盐的一个优选类型是热聚天冬氨酸盐或TPA。其具有可生物降解为环境友好产物,例如二氧化碳和水的益处,这避免了污水处理和其填埋处理期间除去TPA的需要。可以通过首先加热天冬氨酸至高于180℃的温度以产生聚琥珀酰亚胺来制备TPA。然后使聚琥珀酰亚胺开环以形成聚天冬氨酸盐。由于环可以以两种可能的方式打开,观察到两种聚合物键,α-键和β-键。
如果需要,在本发明的方法和洗涤剂颗粒组合物中可以使用任何两种或更多种聚合物的混合物。
在本发明的方法的接下来的第三步中,将得到的浆料喷雾干燥以形成颗粒,其中Na2SO4与Na2CO3的摩尔比为:1:3.3≤摩尔比<1:1.3,并且其中形成复盐Na2SO4.Na2CO3。据信复盐Na2SO4.Na2CO3以有利方式有助于颗粒的高比表面积(“SSA”),其进而使它们能够携带液体组分,例如脂肪酸/非离子物质共混物。
喷雾干燥方法的典型的塔入口和出口温度分别是250-400℃和80-120℃。
洗涤剂颗粒
本发明的第二方面是经喷雾干燥的洗涤剂颗粒,其包含至少40 wt%的阴离子表面活性剂并适合用作颗粒洗涤剂组合物或其组分。颗粒具有相对高的比表面积,这使它们适合作为用于吸收液体组分,例如非离子表面活性剂或非离子表面活性剂/脂肪酸共混物的载体。
根据本发明的颗粒包含:
(i)非皂洗涤剂的碱金属盐、皂及其混合物,和
(ii)复盐Na2SO4.Na2CO3
并且其可通过根据本发明的方法得到。优选地,非皂洗涤剂的碱金属盐是直链烷基苯磺酸盐(LAS)。
本发明的经喷雾干燥的洗涤剂颗粒是具有350至800 g/升的堆积密度的粒状固体。粒度分布通常使得至少50 wt%,优选至少70 wt%和更优选至少85 wt%的颗粒小于1700微米,并且细粉(fines)的含量低。通常没有发现必需进一步处理以除去过大颗粒或细粉。
通过氮吸附测量的经喷雾干燥的洗涤剂颗粒的比表面积来进一步对其表征。根据基于描述在J.Am.Chem.Soc.60,309 (1938)中的Brunauer,Emmett和Teller (BET)方法的ASTM D 3663-78标准通过氮吸收测量颗粒的比表面积(“SSA”)。我们使用Gemini Model2360表面积分析仪(可获自Micromeritics Instrument Corp. of Norcross, Ga.)。经喷雾干燥的洗涤剂颗粒具有5 m2/g或更大,优选8 m2/g或更大,甚至更优选10 m2/g或更大的比表面积(SSA)。
得到的颗粒通常具有优异的流动特性、低压缩性和小的结块趋势。作为喷雾干燥方法的直接结果的粒状洗涤剂颗粒具有至少40 wt%的阴离子表面活性剂含量。不需要造粒助剂,例如沸石,尽管可能使用它们。可以实现在颗粒中格外高含量的阴离子表面活性剂。例如可以将大于约45 wt%,优选大于50 wt%或超过50 wt%的阴离子表面活性剂并入洗涤剂颗粒。优选的是阴离子表面活性剂包含小于10 wt%的皂,基于洗涤剂颗粒中总的阴离子表面活性剂。
洗涤剂颗粒还可以以颗粒的0至8 wt%,和优选0至4 wt%的量包含水。从所述方法得到的洗涤剂颗粒在高水平湿度下储存稳定。因此,它们可用于大范围的洗涤剂产品中。
理想地,洗涤剂颗粒具有不超过2的长宽比,并更优选通常是球形的以减小与配制的粉末洗涤剂组合物中其它颗粒的分离并加强粉末的视觉外观。
可以使用本领域已知的X-射线衍射技术检测复盐Na2SO4.Na2CO3的存在。X-射线衍射(XRD)是用于测量来自周期性有序物质(结晶材料)的特征衍射角和强度的非破坏性分析方法。散射的X-射线的强度和空间分布形成特定的衍射谱图,其是样品的“指纹”并且可用于定性和定量评价、d值计算、通过峰形和多晶型现象确定晶体尺寸和缺陷。
洗涤剂组合物
本发明的第三方面是包含根据本发明的颗粒的洗涤剂组合物,特别是洗衣洗涤剂组合物。
本发明的经喷雾干燥的洗涤剂颗粒可以原样使用,但它们也可以增补其它洗涤剂成分、组分或添加剂以形成完整的洗涤剂组合物。洗涤剂颗粒可以与通常用于洗涤剂制剂的任何物质掺和。它们可以与固体材料干混,并且可使用它们余下的液体携带能力有利地将另外的液体添加入它们。特别有利是以这种方式添加常规或甚至高于常规含量的香料。
如果需要,其它类型的非皂表面活性剂,例如阳离子、两性离子、两性或半极性表面活性剂也可以与颗粒一起使用。许多合适的洗涤剂活性化合物是可用的,并且充分描述在文献,例如Schwartz,Perry和Berch的“Surface-Active Agents and Detergents",第I和II卷中。
也可以存在皂以提供泡沫控制和额外的洗涤和助洗剂能力。全配制的组合物可以包含多至8 wt%的皂。
包含通过本发明的方法制备的洗涤剂颗粒的全配制的洗涤剂组合物可以包含常规量的其它洗涤剂成分,例如漂白剂、酶、起泡促进剂或起泡控制剂(视情况而定)、抗再沉积剂,例如纤维素聚合物;抗结壳剂、香料、染料、调整色光(shading)染料、荧光增白剂、硅酸钠;缓蚀剂,包括硅酸盐;无机盐,例如硫酸钠,酶;有色斑点(coloured speckles);泡沫控制剂;以及织物软化化合物。优选地,洗涤剂组合物还包含漂白体系,更优选TAED/过碳酸盐。
如果需要,洗涤剂颗粒可以与其它有机或无机助洗剂混合,典型地以纯助洗剂或助洗剂与其它成分的混合物的颗粒的形式供应所述助洗剂。
特别优选的有机助洗剂是丙烯酸系聚合物,更特别是丙烯酸系/马来酸系共聚物,其合适地以0.5至15 wt%,优选1至10wt%的量使用。这样的聚合物还可以实现习性改性(habit modifying)聚合物的功能。
本发明的洗涤剂颗粒在下文称为基料粉末。它们可以与获自任何常规洗涤剂生产方法(包括喷雾干燥或非喷雾干燥方法)的其它粉末混合。由于通过本发明制备的洗涤剂颗粒可以与此类其它粉末掺和,得到显著程度的配制灵活性,并且活性材料在全配制的组合物中的含量可以非常高,而不必增加助洗剂含量。
全配制的洗涤剂组合物中存在的表面活性剂的总量合适地为15至70 wt%,然而可视需要使用该范围外的量。
洗涤剂颗粒通常可形成最终全配制的洗涤剂组合物的30至100 wt%。通常,并入通过本发明的方法制备的洗涤剂颗粒的全配制的洗涤剂组合物可以包含15至60 wt%,优选20至50 wt%的阴离子表面活性剂,该阴离子表面活性剂完全或部分源自喷雾干燥过程的颗粒产物。此外,全配制的洗涤剂组合物可以包含0至35 wt%的非离子表面活性剂和0至5 wt%的脂肪酸皂。
包含其它成分和根据本发明生产的洗涤剂颗粒的全配制的洗涤剂组合物优选具有约350至750 g/升,更优选至少450 g/升的堆积密度。
全配制的洗涤剂组合物还可以包含需要包含在洗涤剂粉末中的其它固体成分,例如荧光增白剂;聚羧酸化物聚合物;抗再沉积剂,例如羧甲基纤维素钠;或填料,例如硫酸钠、硅藻土、方解石、高岭土或膨润土。在一个优选的实施方案中,全配制的洗涤剂组合物还包含优选0.05至0.5 wt%含量的荧光增白剂。
如果需要,固体微粒表面活性剂,例如粉末形式的烷基苯磺酸盐和/或烷基硫酸盐可以形成至混合器的部分固体进料以进一步增加颗粒中表面活性剂的活性水平,然而优选的是通过喷雾干燥制备全部的阴离子表面活性剂。
所述方法通常对使用的混合器类型不敏感,只要是施加了强烈混合。我们已经发现为了获得本发明的全部优点,使用具有破碎(chopping)作用的混合器可能是有利的。
优选地,混合在具有和使用搅拌作用和切割作用二者的混合器中进行,最优选地这些作用将是如下所述可分开使用的。切割作用是优选的破碎作用。这可以通过选择具有搅拌作用和切割作用二者的高速混合器/造粒机的作为混合器来有利地实现。优选地,高速混合器/造粒机具有可旋转搅拌器和切割器元件,所述元件可以彼此独立地,并且在分开地可改变或可变化的速度下运行。
这样的混合器能够组合高能搅拌输入与切割作用,但可也以用于在切割器运行或不运行的情况下提供其它的较温和的搅拌机制。优选Lödige混合器,对高阴离子物质装料而言,垂直或水平轴切割器是合意的。还优选的是由Fukae Powtech Co Ltd.,Japan制造的Fukae FS-G型混合器,该装置基本是可通过顶部开口进入的碗形容器的形式,接近它的底部提供具有基本垂直的轴的搅拌器,和位于侧壁上的切割器。搅拌器和切割器可以彼此独立地,并且在可分开变化的速度下运行。容器可以被冷却。
据信适合用于本发明的方法的其它混合器是购自Fuji Sangyo Co.,Japan的Fuji(商标) VG-C系列和购自Zanchetta & Co srl,Italy的Roto (商标)。
发现适合用于本发明的方法的另一混合器是购自Morton Machine Co. Ltd.,Scotland的Lödige (商标) FM系列间歇式混合器。它与上述混合器的不同在于它的搅拌器具有水平轴。曲拐式混合机(Z blade mixer)和弓形混合机(sigma mixer)(Winkworthmachinery limited)是具有破碎作用的合适的混合器。
现在将参考以下非限制性实施例进一步描述本发明。在实施例中,根据以下已知的测试规程测量堆积密度(BD)、动态流量(DFR)和无侧限压缩试验(UnconfinedCompression Test)(UCT)。
堆积密度(BD)
通过根据JIS K 3362的方法测量本说明书中的堆积密度特性。
动态流量(DFR)
其也称为流量。可以通过以ml/s计的通过以下步骤测量的动态流量(DFR)量化粉末流动。使用的装置由具有40 mm内直径和600 mm长度的圆筒形玻璃管组成。所述管被牢固地夹紧在使得它的纵轴垂直的位置。它的下端通过具有15°内角和22.5 mm直径的下部出口孔口的光滑的聚氯乙烯锥体来收尾。第一光束传感器位于出口上方150 mm处,并且第二光束传感器位于第一传感器上方250 mm处。
为了确定粉末样品的动态流量,例如通过覆盖一片卡片暂时封闭出口孔口,并经由漏斗将粉末倾倒进入圆筒的顶部直至粉末水平面比上部传感器高约10 cm;漏斗和管之间的隔离物确保填充是均匀的。然后打开出口,并电子测量粉末水平面从上部传感器下落至下部传感器耗费的时间t(秒)。该测量通常重复两次或三次并取平均值。如果V是上部和下部传感器之间的管的体积(ml),那么动态流量DFR(ml/s)通过以下等式给出:
ml/s。
无侧限压缩试验(UCT)
在该试验中,将新制备的粉末压缩为压紧体(compact),并测量破坏该压紧体需要的力。将粉末装载入圆筒中并使表面平整。将50 g的塑料盘放在粉末的顶部,并将10 kg重的柱塞缓慢放在盘的顶部,并使其保持在该位置2分钟。然后移除重量和柱塞并小心地将圆柱体从粉末移除,留下自立的粉末圆柱体,50 g的塑料盘在它的顶部。如果压紧体未破裂,将第二个50 g的塑料盘放在第一个的顶部并停留大约10秒。然后如果压紧体仍然未破裂,将100 g的盘添加至塑料盘并停留10秒。然后在10秒间隔下以0.25 kg的增量增加重量直至压紧体坍塌。记录使坍塌发生所需要的总重量(w)。
将粉末的内聚性按重量(w)分类如下:
w < 1.0 kg 良好流动
1.0 kg < w < 2.0 kg 中等流动
2.0 kg < w < 5.0 kg 内聚的
5.0 kg < w 非常内聚的。
实施例
实施例1
在配备有加热物料的直接蒸汽盘管的搅拌混合器中制备含水浆料。制备2,500 kg的浆料,其涉及以下步骤。
将由净水(610 kg)和50%纯度的苛性钠溶液(206 kg)组成的进料定量给料至混合器并加热至40-40℃的温度。该步骤之后,在3-4分钟的时间段内在连续搅拌下逐步定量给料预称重的量(774 kg)的商品级烷基苯磺酸以形成中和的浆糊。允许2分钟的额外时间以确保中和反应完全。在增加的搅拌速度下将预加热的碱性硅酸盐(179 kg)和共聚物(121kg)泵入混合器中以提高总物料的流动性。在该阶段,可以优选通过使用开式盘管(opencoil)中的蒸汽保持温度在75-80℃。在该步骤之后,关断蒸汽阀并经由螺旋输送机定量给料硫酸钠(212 kg)/碳酸钠(378 kg)连同次要物质(minors)(荧光增白剂1.5 kg和羧甲基纤维素钠(SCMC)17.2 kg),将所述螺旋输送机调节至在2-3分钟的时间段内定量给料,并将搅拌器速度升高至70-75 rpm。当定量给料固体时,它们接近搅拌器叶片落下以防止在壁上累积或形成团块。在不同的实施例中,以不同顺序定量给料固体以促进在采取适当关注以确保实现良好分散/溶解之后形成结晶相。允许最后混合步骤持续另外2分钟,然后将混合的物料排出至收集槽中以用于随后在喷雾干燥塔中操作。
在所有实施例中,为各种制剂计算出以上进料单,并且将其用于制备浆料。通过低压泵、Reitz磨机/磁力分离器输送浆料,然后输送至HP泵。通过使用两个喷雾系统喷嘴在2.5直径的喷雾干燥器中喷雾浆料以实现在25 bars压力下浆料的1100-1200 kg/hr的所需生产率。通过保持在270-290℃温度下的热空气以逆流模式加热塔,并在塔底收集经干燥的粉末。粉末含湿量(PMC)控制在2-3%的范围,并且要求空气入口温度的较小变化保持稳态条件。
如以下给出的检查粉末特性并将额外的非离子物质/脂肪酸共混物喷雾在塔基料粉末上(以%负载的活性物质表示)以产生具有优异的粉末特性的洗涤剂产品。
%负载的活性物质:最多7.0%。
实施例2
还检查实施例1的这些基料粉末的结晶相的存在。使用购自Bruker-AXS的D8 Discover机器得到样品的衍射线的d值并由它们确认结晶化合物。
材料和方法
结果在下表中给下:
基料粉末中结晶化合物的存在
“+”表示存在结晶化合物
“-”表示结晶化合物(如果存在)低于使用的XRD方法的检出限。
Claims (15)
1.用于制备洗涤剂颗粒的方法,所述洗涤剂颗粒包含至少40 wt%的阴离子表面活性剂并且适合用作颗粒洗涤剂组合物或其组分,所述方法包括以下步骤:(i)用碱源中和阴离子表面活性剂前体,(ii)添加Na2SO4和Na2CO3以形成浆料和(iii)喷雾干燥所得的浆料以形成颗粒,其中Na2SO4与Na2CO3的摩尔比为:1:3.3≤摩尔比<1:1.3,并且其中形成复盐Na2SO4.Na2CO3,并且其中所述浆料包含聚羧酸化物聚合物。
2.根据权利要求1的方法,其中所述阴离子表面活性剂前体选自直链烷基苯磺酸盐(LAS)的酸、脂肪酸及其混合物。
3.根据在前权利要求任一项的方法,其中所述阴离子表面活性剂前体是LAS酸。
4.根据在前权利要求任一项的方法,其中所述浆料包含无定形硅酸盐。
5.根据权利要求1的方法,其中所述聚合物选自丙烯酸均聚物、丙烯酸/马来酸共聚物和丙烯酸系次膦酸盐。
6.根据权利要求5的方法,其特征在于所述聚合物是聚丙烯酸钠。
7.根据权利要求6的方法,其特征在于所述聚合的聚羧酸化物具有1000至250000,优选3000至100000的分子量。
8.根据在前权利要求任一项的方法,其中所述颗粒的特征在于具有5 m2/g或更大,优选8 m2/g或更大,甚至更优选10 m2/g或更大的比表面积。
9.可通过根据在前权利要求任一项的方法得到的经喷雾干燥的洗涤剂颗粒,其包含至少40 wt%的阴离子表面活性剂并且适合用作颗粒洗涤剂组合物或其组分,所述洗涤剂颗粒包含
(i)非皂洗涤剂的碱金属盐、皂及其混合物,和
(ii)复盐Na2SO4.Na2CO3。
10.根据权利要求9的洗涤剂颗粒,其中所述非皂洗涤剂是直链烷基苯磺酸盐(LAS)。
11.根据权利要求9-10任一项的洗涤剂颗粒,其特征在于具有5 m2/g或更大,优选8 m2/g或更大,甚至更优选10 m2/g或更大的比表面积。
12.根据权利要求9-11任一项的洗涤剂颗粒,其特征在于所述颗粒中阴离子表面活性剂含量为大于45 wt%,甚至大于50 wt%并优选甚至大于60 wt%。
13.包含根据权利要求9-12任一项的颗粒的洗涤剂组合物。
14.根据权利要求13的洗涤剂组合物,其还包含皂和/或非离子表面活性剂。
15.根据权利要求13-14任一项的洗涤剂组合物,其还包含香料。
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