CN1133740C - 使用调节空气制备高密度洗涤剂组合物的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种制备密度至少为650g/l的高密度洗涤剂附聚物的方法。本方法包括下列步骤：(a)在一个混合器/密化器中附聚一种含水表面活性剂浆料和干洗涤剂材料以形成密度至少为约650g/l的洗涤剂附聚物；以及(b)在附聚所说的含水表面活性剂浆料和所说的干洗涤剂材料的同时，输入空气到混合器/密化器中，其中该空气具有低于所述洗涤剂附聚物平衡相对湿度的相对湿度，使得表面活性剂浆料中至少有少量水被该空气吸收。

Description

使用调节空气制备高密度洗涤剂组合物的方法
                         发明领域
本发明一般地涉及一种制备高密度洗涤剂组合物的方法。更具体地，本发明涉及一种方法，其中，利用输入到结果形成具有更高表面活性剂含量、改进的流动特性以及粒径分布更均匀的洗涤剂附聚物的工艺过程中的调节空气，而制备高密度洗涤剂附聚物。本方法可制备自由流动的、高表面活性剂含量的洗涤剂附聚物，其密度至少为650g/l，因此，其作为一种低用量洗涤剂组合物或作为一种洗涤剂组合物的掺和剂是特别有用的。
                         发明背景
近来，在洗涤剂工业中对“致密的”，因而具有低用量体积的洗衣洗涤剂已产生了相当大的兴趣。为了促进这些所谓的低用量洗涤剂的生产，已经做了很多尝试以生产高堆积密度如密度为650g/l或更高的洗涤剂。因其节约资源并能以对消费者来说更方便的小包装出售，所以当前非常需要低用量洗涤剂。
通常，有两种主要类型的能够制备洗涤剂颗粒或粉末的方法。第一种类型的方法包括在喷雾干燥塔中喷雾干燥含水洗涤剂料浆制备高度多孔的洗涤剂颗粒。在第二种类型的方法中，将各种洗涤剂成分干混合，之后使用粘合剂如非离子或阴离子表面活性剂将其附聚。两种方法中，决定所得洗涤剂颗粒密度的最重要的因素是各种原材料的密度、孔隙率和表面积以及它们各自的化学组成。但是，这些参数只能在一个有限的范围内变化。因而，显著的堆积密度增大只能通过另外的导致洗涤剂颗粒增密的工艺步骤来完成。
在提供增加洗涤剂颗粒或粉末密度的方法的技术方面已做了很多努力。特别的注意力放在通过后塔(post tower)处理喷雾干燥颗粒的增密上。例如，一种尝试涉及一种其中在Marumerizer中将含三聚磷酸钠和硫酸钠的喷雾干燥或粒状的洗涤剂粉末增密和球化的间歇法。该设备包括一个安装在内部的和在基本竖直、光滑壁面的筒体基座上的基本水平、粗糙的旋转台。然而，该方法基本上是间歇法，因此较不适合于洗涤剂粉末的大规模生产。更近来，已做了其它尝试以提供增加“后塔”或喷雾洗涤剂颗粒密度的连续法。一般地，这些方法需要一个磨碎或研碎这些颗粒的第一设备和一个通过附聚作用增加磨碎的颗粒密度的第二设备。这些方法只是通过处理或增密“后塔”或喷雾干燥颗粒来实现所希望的密度增大。
然而，所有上述方法主要是指增密或用其它方法加工喷雾干燥颗粒。目前，在洗涤剂颗粒的生产中经受喷雾干燥加工的材料的相对数量和种类是有限制的。例如，在所得洗涤剂组合物中达到高含量的表面活性剂是困难的，此特征有助于低用量洗涤剂的生产。因而，最好有一种方法可以用来生产洗涤剂组合物而没有常规喷雾干燥技术施加的限制。
为此，现有技术中也充满了使洗涤剂组合物附聚的方法的公开内容。例如，已经尝试通过在混合器中混合沸石和/或层状硅酸盐以附聚洗涤剂助洗剂来形成自由流动的附聚物。尽管这些尝试表明他们的方法可以用来制备洗涤剂凝聚物，但他们没有提供一种使浆料、液体和干物料形式的洗涤剂原材料能有效地附聚成松脆的、自由流动的和具有高密度的洗涤剂附聚物的机理。
甚至在将初始洗涤剂组分转变成附聚物的方法中，有相当大的地方可以改进。举例说明，最好是有这样的方法，可产生用于改进的洗涤的具有甚至更高表面活性剂含量的附聚物。这样，最终的洗涤剂组合物在相同的用量下能够提供给洗涤溶液增加的表面活性剂，该特征对新型密实洗涤剂极其有利。另外，已经发现一些这种附聚方法难于控制，以致能够制备具有极好流动特性和均匀粒度的附聚物。因此，最理想地是有这样一种方法，可制备自由流动并具有更窄粒径分布的附聚物。
因而，在本领域中仍然需要有一种直接由初始洗涤剂组分连续生产高密度洗涤剂组合物的方法。也需要一种生产具有改进的流动特性、更均匀粒度和更高表面活性剂含量的附聚物形式的洗涤剂组合物的方法。仍然还需要一种更有效和更经济的便于低用量或密实洗涤剂的大规模生产的方法。
                         技术背景
下列参考文献涉及使喷雾干燥颗粒增密：Appel等人的美国专利5,133,924(Lever)；Bortolotti等人的美国专利5,160,657(Lever)，Johnson等人的英国专利1,517,713(Unilever)；Curtis的欧洲专利申请451,894。下列参考文献涉及通过附聚作用制备洗涤剂：Beerse等人的美国专利5,108,646(Procter & Gamble)：Hollingsworth等人的欧洲专利申请351,937(Unilever)；Capeci等人的美国专利5,366,652(Procter & Gamble)和Swatling等人的美国专利5,205,958。
                         发明概述
本发明通过提供一种直接由高粘性表面活化性剂浆料和其它干洗涤剂组分制备高密度、自由流动洗涤剂附聚物的方法，此附聚物的密度至少为650g/l。本方法在工艺中引入调节空气(如干的和/或冷却的空气)以增强本方法形成具有满意的涉及流动特性和粒度的性质的更高表面活性剂含量的洗涤剂附聚物的能力。可将调节空气在一个或多个位置输入工艺过程中，条件是空气具有低于所制备的附聚物平衡相对湿度的相对湿度，这样至少少量水可被从加工组分中除去。
本文所用的术语“附聚物”指通过附聚一般具有小于所形成的附聚物的中值粒径的洗涤剂颗粒或粒子而形成的粒子。本文所用的短语“至少少量”水指足以有助于附聚作用的数量，一般大约为所有初始组分混合物中所含水总重量的0.01％～约10％。本文所用的短语“平衡相对湿度”指在固定温度下，在使附聚物周围的一定量空气与附聚物达到平衡后空气中的相对湿度。例如，此固定温度可以是本文所述的加工温度。该“平衡相对湿度”可使用湿度计，如带有一个放置在可控温环境(如一个控温烘箱)中的WA 14实验台的DT1型Rotronic验湿器测量。本文所用的百分比都是以“重量百分比”表示的，除非另外说明。本文所述的所有粘度都是在70℃和剪切速率为约10～100sec-1下测得的。
根据本发明的一个方面，提供了一种制备包含附聚物的高密度洗涤剂组合物的方法。该方法包括如下步骤：(a)在一个混合器/密化器中附聚含水表面活性剂浆料和干洗涤剂材料以形成密度至少为约650g/l的洗涤剂附聚物；以及(b)在附聚含水表面活性剂浆料和干洗涤剂材料的同时，输入空气到混合器/密化器中，其中空气具有低于洗涤剂附聚物平衡相对湿度的相对湿度，使表面活性剂浆料中至少有少量水被空气吸收。
本发明的另一方面，提供了制备高密度洗涤剂组合物的另一种方法。该方法包括如下步骤：(a)首先在一个高速混合器/密化器中，随后在一个中速混合器/密化器中附聚含水表面活性剂浆料和干洗涤剂材料，以形成密度至少为约650g/l的洗涤剂附聚物；以及(b)在附聚含水表面活性剂浆料和干洗涤剂材料的同时，输入空气到混合器/密化器中，其中空气具有低于洗涤剂附聚物平衡相对湿度的相对湿度，使表面活性剂浆料中至少有少量水被空气吸收。附聚物的平衡相对湿度优选在加工温度下测量。另外，提供了由本文所述的方法制备的产品。
因而，本发明的一个目的是提供一种制备密度至少为650g/l的高密度、自由流动的洗涤剂组合物的方法。本发明还有一个目的是提供一种制备具有改进的流动特性和更高表面活性剂含量的高密度洗涤剂组合物的方法。对于那些本领域的技术人员，通过阅读下面的优选实施方案和所附权利要求书的详述，本发明的这些以及其它的目的、特征和伴随的优点将是显然的。
                         优选实施方案的详述
                                方法
本发明涉及一种制备自由流动的、高密度洗涤剂组合物，其至少部分为密度至少为约650g/l的附聚物形式。一般地，本方法用于低用量洗涤剂的生产中，从而得到的洗涤剂附聚物本身能用作洗涤剂组合物或作为一种用于更充分地配制的洗涤剂组合物的洗涤剂添加剂。例如，可用本方法制成“高活性”(即高表面活性剂含量)洗涤剂附聚物，此洗涤剂附聚物可用作为了增强粒状低用量洗涤剂中的活性物的掺和剂，因而可用于更致密的洗涤剂。
本方法通过往具有相对高含水量(一般至少约为5％)的高粘性表面活性剂浆料中加入干洗涤剂材料而制备高密度洗涤剂附聚物。优选地，本方法包括在附聚含水表面活性剂浆料和干洗涤剂材料的同时，输入空气。该空气优选被调节为在附聚步骤过程中加工温度下具有低于洗涤剂附聚物平衡相对湿度的相对湿度。优选地，该空气比加工温度低，使得洗涤剂附聚物甚至进一步冷却。这样，表面活性剂浆料中至少有少量水被空气吸收。这是表面活性剂浆料中被认为妨碍附聚作用的过量的水，除去它有助于增强附聚作用和促进高密实、自由流动的具有均匀粒度的附聚物的形成。
不受理论限制，还认为工艺流程(特别是表面活性剂浆料)中水的去除提高了所形成的附聚物的“粘结点”温度。此所谓的“粘结点”温度是指附聚物倾向于凝聚或“粘附”在一起导致大颗粒或“块”形成的温度，这些大颗粒或“块”是不希望的，并且它将导致粒径迅速增长和变化。由于工艺组分中水的减少，通过具有较高的“粘结点”温度，附聚作用可以以可控的方式进行，即在高温下进行附聚可制得较高活性、自由流动、密实的附聚物。另外，除去水也降低了附聚温度，因而为使工艺成为更可控工艺过程，提高了每单位质量所需的能量。
优选地，附聚和密化初始洗涤剂材料以产生密度至少为约650g/l，更优选约700g/l～约800g/l的颗粒。为了获得至少约650g/l的所希望的密度，附聚步骤可在一个适于混合和使液体、固体及其混合物密实的混合器/密化器中进行。更优选地，附聚步骤首先在一个高速混合器/密化器中进行，然后在一个中速混合器/密化器中进行。该高速混合器/密化器为Lodige CB 30混合器或类似标牌的混合器。这些类型的混合器基本上由一个卧式、中空的中间安装旋转轴的固定筒体组成，旋转轴周围装有几个犁形叶片。优选地，轴以约100rpm～约2500rpm的速度旋转，更优选约300rpm～约1600rpm。优选地，洗涤剂组分在高速混合器/密化器中的平均停留时间优选在约2秒～约45秒范围内，最优选约5秒～约15秒。
优选地，然后将在高速混合器/密化器中形成的所得洗涤剂附聚物进料入一个低速或中速混合器/密化器中，其中进行进一步附聚和密化。用于本方法的该特殊的中速混合器/密化器应包括液体分布工具和附聚工具，使两个过程可同时发生。优选中速混合器/密化器是，例如Lodige KM600(Ploughshare)混合器，DraisK-T 160混合器或类似标牌混合器。在中速混合器/密化器中的停留时间优选为约0.5分钟～约15分钟，最优选停留时间为约1分钟～约10分钟。液体分布可用切削刀具完成，其尺寸一般小于旋转轴，优选在约3600rpm操作。
在工艺过程中输入空气可在工艺的各种位置进行。举例说明，空气可在混合器/密化器的任何入口输入，且如果使用多于一个的混合器/密化器，可由工艺流程中所用的混合器/密化器的任何一个入口或入口组合输入。最优选的空气输入位置是靠近混合器/密化器入口处的进口，特别是如上所述后接中速混合器/密化器的高速运行的高速混合器/密化器的入口。在一个优选的实施方案中，空气流速为约1kg/hr～约100,000kg/hr，更优选约10～约50,000kg/hr，最优选约300～约10,000kg/hr。优选地，该空气温度低于工艺过程中所产生的附聚物温度。一般地，此温度将在约0℃～约60℃范围内，再一般地为约5℃～约50℃，最一般地为约5℃～约20℃。类似地，该空气具有低于加工温度下的附聚物的相对湿度的相对温度，且一般在约5％～约95％范围内，更一般地为约7％～约60％，最一般地为约10％～约25％。空气的温度、流速和湿度可利用一个或多个已知的装置如风扇、冷却旋管和阀门组件来调节。这样，可以保证从工艺流程中的表面活性剂浆料中吸收至少少量水分，并惊人地发现这导致了优异附聚物的产生。
本方法要求将约1％～约70％、更优选约5％～约50％、最优选约5％～约20％(重量)的干洗涤剂材料混合入混合器/密化器中，除本文中上述空气外，这些干洗涤剂材料也吸收表面活性剂浆料中至少少量的水。下文更详细地描述进料入混合器/密化器中的高粘性表面活性剂浆料和干洗涤剂组分。
本方法制备的洗涤剂附聚物优选具有约25％～约55％、更优选约35％～约55％、最优选约45％～约55％的表面活性剂含量。根据本发明的方法制备的所得洗涤剂附聚物的颗粒孔隙率优选为约5％～约20％范围内，更优选为约10％。另外，密实或密化的附聚物的一个特征是相对粒径。本方法一般地提供了中值粒径为约400微米～约700微米，更优选为约400微米～约600微米的洗涤剂附聚物。本文所用的短语“中值粒径”指单个附聚物和非单个颗粒或洗涤剂颗粒。上述孔隙率和粒径的组合导致密度值为650g/l或更高的附聚物。该特性在低用量洗衣洗涤剂及其它颗粒组合物如洗碟组合物的生产中尤其有用。
                         任选工艺步骤
在本方法的一个任选步骤中，用本方法制备的洗涤剂附聚物，或在流化床干燥器中干燥，和/或在流化床冷却器或在本领域所熟知的类似装置中通过冷却附聚物来进一步调节。另一任选工艺步骤包括加入涂层剂来改进流动性和/或使在本方法的一个或多个下列位置洗涤剂组合物的过度附聚最小：(1)涂层剂可在流化床冷却器或干燥器之后直接加入，(2)涂层剂可在流化床干燥器和流化床冷却器之间加入，(3)涂层剂可在流化床干燥器和混合器/密化器之间加入；和/或(4)涂层剂可直接加入到一个或多个混合器/密化器中。涂层剂优选选自硅铝酸盐、硅酸盐、碳酸盐及其混合物。涂层剂不仅可提高所得洗涤剂组合物的自由流动性，这是消费者所希望的，因为在使用时它可以容易舀取，而且涂层剂有助于控制附聚作用，防止或使过度附聚最小，特别是当直接加入混合器/密化器时。本领域中的技术人员熟知，过度附聚会导致最终洗涤剂产品非常不理想的流动特性和外观。
另一非常适用的涂层剂包括具有式(Mx)iCay(CO3)z的助洗剂材料，其中x和i是整数1～15，y是一个1～10之间的整数，z是一个2～25之间的整数，Mi是阳离子，其中至少一个是水溶性的，且满足方程式∑i-1-15(Xi乘以Mi的化合价)+2y＝2z使得化学式具有中性或“平衡的”电荷。如果总电荷是平衡的或中性的，可加入水合的水和除碳酸盐外的阴离子。这些阴离子的电荷或化合价的影响应被加到上述方程的右边。优选地，存在一个水溶性阳离子，其选自含氢、水溶性金属、氢、硼、铵、硅及其混合物，更优选，钠、钾、氢、锂、铵及其混合物，钠和钾是高度优选。非碳酸盐阴离子的非限定性实例包括选自氯化物、硫酸盐、氟化物、氧、氢氧化物、二氧化硅、铬酸盐、硝酸盐、硼酸盐及其混合物的那些阴离子。这类它们最简单形式的优选助洗剂选自Na2Ca(CO3)2，K2Ca(CO3)2，Na2Ca2(CO3)3，NaKCa(CO3)2，NaKCa2(CO3)3，K2Ca2(CO3)3及其组合。本文所述助洗剂的特别优选的材料是任何晶态变化状态的Na2Ca(CO3)2。进一步地说明，上文定义类型的适宜的助洗剂包括天然的或人工合成的下列矿石的任何一种或其组合：阿钙霞石、水钠钙铀矿、钾杆沸石Y、碳铋钙石、碳硼镁钙石、黄碳锶钠石、水碳酸钾钙石、钙霞石、石铈钠石、碳硅碱钙石、钾钙霞石、碳钇锶石Y、碳钾钙石、铁氧体碳硅铝铅石、弗钙霞石、碳硼锰钙石、单斜钠钙石、Girvasite、钛铁矿、硫碳钙锰石、KamphaugiteY、氟碳酸盐铋钙石、Khanneshite、LepersonniteGd、利钙霞石、碳钡钇矿Y、微碱钙霞石、碳碲钙石、尼碳钠钙石、尼碳钠钙石、RemonditeCe、萨钾钙霞石、板菱铀矿、碳酸钠钙矿、碳硅铝铅石、碳钠钙铝石、硫硅钙钾石、铜泡石、硫酸钙霞石及Zemkorite。优选矿石包括尼碳钠钙石、碳钾钙石和碳酸钠钙矿。
任选地，本方法包括在混合器/密化器中喷射附加粘合剂的步骤。加入粘合剂是为了通过提供一种“粘合剂”或“固着剂”而增强附聚作用。该粘合剂优选选自水、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮聚丙烯酸盐、柠檬酸及其混合物。包括本文所列那些的其它适宜的粘合剂材料描述于Beerse等人的美国专利5,108,646(Procter & Gamble Co.)中，其公开内容在此引入作为参考。
本方法的另一任选步骤要求通过各种步骤包括喷射和/或掺入其它常规洗涤剂组分来整饰所得洗涤剂附聚物。例如，该整饰步骤包括将香料、增白剂和酶喷到形成的附聚物上以提供更完全的洗涤剂组合物。这些技术和组分在本领域中众所周知。
                         含水表面活性剂浆料
用于本方法的洗涤剂表面活性剂浆料优选是含水的粘性浆料形式，尽管本发明也应慎重考虑形态。此所谓的粘性含水表面活性剂浆料具有约5,000cps～约100,000cps，更优选约10,000cps～约80,000cps的粘度，并含有至少约5％的水，更优选至少约20％的水。其粘度是在70℃下和剪切速率为约10～100sec-1，优选25～50sec-1下测得的。此表面活性剂浆料为非牛顿、非线性粘弹性流体，因而其粘度只能用可调节剪切速率的设备测量，如TA仪器股份有限公司以商品名Carri-Med CSL 100商业出售的、带有一个锥形体和盘形体的“可控应力流变仪”。常规Brookfield粘度计不足以准确测量本发明表面活性剂浆料的粘度。而且，此表面活性剂浆料优选含有约70～95％(重量)的洗涤用表面活性剂、余量水及添加剂洗涤剂组分。
粘性表面活性剂浆料中的表面活性剂本身优选选自阴离子、非离子、两性离子、两性和阳离子类型的物质及其相容的混合物。这里有用的洗涤剂表面活性剂描述于1972年5月23日授权的Norris的美国专利3,664,961和1975年12月30日授权的Laughlin等人的美国专利3,919,678中，这里引入二者作为参考。有用的阳离子表面活性剂还包括那些描述于1980年9月16日授权的Cockrell的美国专利4,222,905和1980年12月16日授权的Murphy的美国专利4,239,659中的物质，此处引入二者作为参考。表面活性剂中，阴离子和非离子表面活性剂是优选的，而阴离子表面活性剂是最优选的。
表面活性剂浆料中有用的优选阴离子表面活性剂的非限定性实例包括常规C11-C18烷基苯磺酸盐(“LAS”)、伯的、支链和无规的C10-C20烷基硫酸盐(“AS”)、具有式CH3(CH2)x(CHOSO3 -M+)CH3和CH3(CH2)y(CHOSO3 -M+)CH2CH3的C10-C18仲(2，3)烷基硫酸盐，其中x和y+1是至少约7的整数，优选至少约9，M是水增溶阳离子，特别是钠，不饱和硫酸盐如油酰基硫酸盐，和C10-C18烷基烷氧基硫酸盐(″AExS″；特别是EO 1-7乙氧基硫酸盐)。
任选地，本发明的浆料中有用的其它示例性的表面活性剂包括C10-C18烷基烷氧基羧酸盐(特别是EO 1-5乙氧基羧酸盐)，C10-18甘油醚，C10-18烷基多苷及它们相应的硫酸化多苷，和C12-C18α-磺化脂肪酸酯。如果需要，在总组合物中还可包括常规的非离子和两性表面活性剂如C12-C18烷基乙氧基化物(“AE”)，包含所谓的窄峰烷基乙氧基化物和C6-C12烷基苯酚烷氧基化物(特别是乙氧基化物和混合的乙氧基/丙氧基)，C12-C18甜菜碱和磺基甜菜碱(“sultains”)，C10-C18氧化胺，等等。也可以使用C10-C18N-烷基多羟基脂肪酸酰胺。一般的实例包含C12-C18N-甲基葡糖酰胺。参阅WO9,206,154。其它糖衍生的表面活性剂包括N-烷氧基多羟基脂肪酸酰胺如C10-C18 N-(3-甲氧基丙基)葡糖酰胺。N-丙基至N-己基C12-C18葡糖酰胺可用于低起泡。也可用C10-C20常规皂。如需要高发泡，可用支链C10-C16皂。阴离子和非离子表面活性剂的混合物特别有用。其它常规有用的表面活性剂列于标准手册中。
                        干洗涤剂材料
本方法的初始干洗涤剂材料优选包含选自含碳酸盐、硫酸盐、碳酸/硫酸盐配合物、三聚磷酸盐、焦磷酸四钠、柠檬酸盐、硅铝酸盐、纤维素基物质和有机合成聚合吸收剂凝胶化物质的物料。更优选地，干洗涤剂材料选自硅铝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、碳酸盐/硫酸盐配合物及其混合物。最优选地，干洗涤剂材料包含参考为硅铝酸根离子交换材料和碳酸钠的洗涤剂硅铝酸盐助洗剂。
本发明用作洗涤剂助洗剂的硅铝酸盐离子交换材料优选既有高钙离子交换能力也有高交换率。不受理论限制，认为这样的高钙离子交换速率和能力是源于制备硅铝酸盐离子交换材料所用方法的几个相关因素的函数。关于这一点，此处所用的硅铝酸盐离子交换材料优选根据Corkill等人的美国专利4,605,509(Procter & Gamble)来制备，其公开内容在此引入作为参考。
优选地，硅铝酸盐离子交换材料是“钠”型，因为该硅铝酸盐的钾型和氢型不能显示其以钠型所能提供的那么高的交换速率和能力。另外，硅铝酸盐离子交换材料优选是过干燥形态以促进这里所描述的松脆的洗涤剂附聚物的生产。此处所用的硅铝酸盐离子交换材料优选具有作为洗涤剂助洗剂使其有效性最佳化的粒度。这里所用的术语“粒度”表示给定的硅铝酸盐离子交换材料的用常规分析技术测定的平均粒度，如显微镜测定和扫描式电子显微镜(SEM)。硅铝酸盐的优选粒度为约0.1微米～约10微米，更优选为约0.5微米～约9微米。最优选地，粒度为约1微米～约8微米。
优选地，硅铝酸盐离子交换材料具有下式：
                Naz[(AlO2)z(SiO2)y]·xH2O
其中z和y是至少为6的整数，z与y的摩尔比为约1～约5和x为约10～约264。更优选地，硅铝酸盐具有下式：
                Na12[(AlO2)12(SiO2)12]·xH2O
其中x为约20～约30，优选约27。这些优选的硅铝酸盐可商业购得，例如，名称为沸石A、沸石B和沸石X。可供选择地，适用于本发明的天然存在或合成得到的硅铝酸盐离子交换材料可根据描述于Krummel等人的美国专利3,985,669中的方法制备，其公开内容在此引入作为供参考。
此处所用的硅铝酸盐的进一步特征在于他们的离子交换能力以无水基计算至少为约200毫克当量的CaCO3硬度/克，优选为约300～352毫克当量的CaCO3硬度/克。另外，该硅铝酸盐离子交换材料的特征还在于他们的钙离子交换速率至少为约2格令Ca++/3.8升/分/-克/3.8升，更优选在约2格令Ca++/3.8升/分/-克/3.8升～约6格令Ca++/3.8升/分/-克/3.8升。
另外，上述作为任选涂层剂的那些助洗剂材料可用于本发明中。这些特殊助洗剂材料具有式(Mx)iCay(CO3)z，其中x和i是1～15的整数，y是一个1～10的整数，z是一个2～25的整数，MI是阳离子，其中至少一个是水溶性的，且满足方程式∑i＝1-15(xi乘以Mi的化合价)+2y＝2z，使得化学式具有中性或“平衡的”电荷。这些助洗剂材料的另外细节和实例已在前面陈述过，在此引入作为参考。优选地，这些助洗剂材料选自Na2Ca(CO3)2、K2Ca(CO3)2、Na2Ca2(CO3)3、NaKCa(CO3)2、NaKCa2(CO3)3、K2Ca2(CO3)3及其组合。
                  添加剂洗涤剂组分
本发明方法中初始干洗涤剂材料可包含附加的洗涤剂组分和/或在本方法的后续步骤中将任何量的附加组分加入洗涤剂组合物中。这些添加剂组分包含其它洗净助洗剂、漂白剂、漂白活化剂、泡沫促进剂或泡沫抑制剂、防锈和防腐剂、污垢悬浮剂、去污垢剂、杀菌剂、pH调节剂、非助洗剂碱性源、螯合剂、绿土粘土、酶、酶稳定剂和香料。参见1976年2月3日授权给Baskerville等人的美国专利3,936,537，在此引入作为参考。
其它助洗剂可一般的选自各种水溶性的碱金属、铵或取代铵的磷酸盐、聚磷酸盐、膦酸盐、聚膦酸盐、碳酸盐、硼酸盐、多羟基磺酸盐、聚乙酸盐、羧酸盐和多羧酸盐。优选上述物质的碱金属盐，特别是钠盐。优选用于本发明的是磷酸盐、碳酸盐、C10-18脂肪酸、多羧酸盐及其混合物。更优选的是三聚磷酸钠、焦磷酸四钠、柠檬酸盐、酒石酸盐、单-和二-琥珀酸盐及其混合物(见下文)。
与无定型硅酸钠相比，晶体层状硅酸钠显示了明显增强的钙和镁离子交换能力。另外，层状硅酸钠选择镁离子优先于钙离子，此特性对于保证基本上除去洗涤水中的全部“硬度”是必需的。但是，这些晶体层状硅酸钠一般比无定型硅酸盐及其它助洗剂更昂贵。因而，为了获得经济可行的洗衣洗涤剂，所用晶体层状硅酸钠的比例应慎重确定。
这里适用的晶体层状硅酸钠优选具有下式
                   NaMSixO2x+1·yH2O
其中M是钠或氢，x是约1.9～约4，y是约0～约20。更优选地，晶体层状硅酸钠优选具有下式
                   NaMSi2O5·yH2O
其中M是钠或氢，y是约0～约20。这些和其它晶体层状硅酸钠被讨论于前述的Corkill等人的美国专利4,605,509中，引入本文作为参考。
无机磷酸盐助洗剂的具体实例是钠和钾的三聚磷酸盐、焦磷酸盐、聚合度为约6～21的聚合偏磷酸盐，以及正磷酸盐。聚磷酸盐助洗剂的实例是亚乙基二膦酸的钠盐和钾盐、乙基1-羟基-1，1-二膦酸的钠盐和钾盐以及乙基1，1，2-三磷酸的钠盐和钾盐。其它磷助洗剂化合物公开于美国专利3,159,581；3,213,030；3,422,021；3,422,137；3,400,176及3,400,148中，全部引入本文作为参考。
非磷的无机助洗剂的实例是四硼酸盐十水合物和SiO2与碱金属氧化物重量比为约0.5～约4.0，优选为约1.0～约2.4的硅酸盐。这里有用的水溶性非磷有机助洗剂包含各种碱金属、铵或取代铵的聚乙酸盐、羧酸盐、多羧酸盐和多羟基磺酸盐。聚乙酸盐和多羧酸盐助洗剂的实例是乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、氧联二琥珀酸、苯六甲酸、苯多甲酸和柠檬酸的钠盐、钾盐、锂盐、铵盐和取代铵盐。
聚合多羧酸盐助洗剂描述于1967年3月7日授权的Diehl的美国专利3,308,067中，其公开内容在此引入作为参考。这些材料包括脂族羧酸如马来酸、衣康酸、中康酸、富马酸、乌头酸、柠康酸和亚甲基丙二酸的均聚物和共聚物的水溶性盐。一些这类材料用作下文所描述的水溶性阴离子聚合物，但仅限于在与非皂阴离子表面活性剂的紧密掺合物中。
其它适用于本发明的多羧酸盐为描述于1979年3月13日授权给Crutchfield等人的美国专利4,144,226和1979年3月27日授权给Crutchfield等人的美国专利4,246,495的聚缩醛羧酸盐，引入二者作为参考。这些聚缩醛羧酸盐可通过在聚合条件下把二羟乙酸的酯和一种聚合引发剂放在一起制得。然后将得到的聚缩醛羧酸酯附着于化学稳定的端基上，转变成相应的盐，并加入洗涤剂组合物中，使聚缩醛羧酸盐稳定，而不会在碱性溶液中快速解聚。特别优选的多羧酸盐助洗剂为包括酒石酸单琥珀酸盐和酒石酸二琥珀酸盐组合的醚羧酸盐助洗剂组合物，这些描述于1987年5月5日授权的Bush等人的美国专利4,663,071中，此处引入作为参考。
漂白剂和活化剂描述于1983年11月1日授权的Chung等人的美国专利4,412,934和1984年11月20日授权的Hartman的美国专利4,483,781中，此处引入二者作为参考。螯合剂也描述于Bush等人的美国专利4,663,071的第17栏第54行到第8栏第68行中，此处引入作为参考。泡沫调节剂也是任选的组分，并描述给1976年1月20日授权给Bartoletta等人的美国专利3,933,672和1979年1月23日授权给Gault等人的美国专利4,136,045中，此处引入二者作为参考。
这里适用的绿土粘土描述于1988年8月9日授权的Tucker等人的美国专利4,762,645第6栏第3行到第7栏第24行中，此处引入作为参考。这里适用的附加洗净助洗剂列举于Baskerville专利第13栏第54行到第16栏第16行及1987年5月5日授权的Bush等人的美国专利4,663,071中，此处引入二者作为参考。
为了使本发明更易于理解，参考下列实施例，其只作为说明目的而并不限制范围。
                     实施例I
本实施例阐明本发明制备自由流动的、松脆的、高密度洗涤剂组合物的方法。将两个各种洗涤剂初始组分料流以1200kg/hr的速度连续进料入LodigeCB 30混合器/密化器中，其中一个包括含表面活性剂和水的表面活性剂浆料，而另一个包括含硅铝酸盐和碳酸钠的初始干洗涤剂材料。LodigeCB 30混合器/密化器轴的旋转速度为约1400rpm，平均停留时间为约10秒。还有，空气以260kg/hr的速度泵抽入混合器/密化器中，且其平衡相对湿度为50％及温度为32℃。LodigeCB 30混合器/密化器中形成的附聚物具有49℃的温度和100％的平衡相对湿度。将来自LodigeCB 30混合器/密化器的物质，连续地进料入Lodige KM 600混合器/密化器中进一步附聚，其中平均停留时间为约4分钟。然后依次将得到的洗涤剂附聚物进料入流化床干燥器和流化床冷却器，平均停留时间分别为约10分钟和5分钟。然后用常规筛分设备筛选此洗涤剂附聚物，获得均匀的粒径分布。离开流化床冷却器的洗涤剂附聚物的组成列于下表I中：
                             表I 成分                                    进料总重量的百分数C14-15烷基硫酸盐/C12.3直链烷基苯磺酸盐   30.0硅铝酸盐                                 37.4碳酸钠                                   20.4聚乙二醇(分子量4000)                     1.4少量物质(水等)                           10.8
                                     100.0
中值粒径为591微米。在整饰步骤中将包括香料、酶和其它微量组分的附加洗涤剂组分喷到上述的附聚物上，以得到洗涤剂组合物成品。由本发明方法制备的全部最终洗涤剂组合物的相对比例列于下表II中：
                         表II
                                     (重量％) 成分                                    AC14-15烷基硫酸盐/C12.3直链烷基苯磺酸盐  16.3Neodol23-6.51                           3.0C12-14N-甲基葡糖酰胺                     0.9聚丙烯酸盐(分子量＝4500)                 3.0聚乙二醇(分子量＝4000)                   1.2硫酸钠                                   8.9硅铝酸盐                                 26.3碳酸钠                                   27.2蛋白酶                                   0.4淀粉酶                                   0.1脂肪酶                                   0.2纤维素酶                                 0.1微量组分(水、香料等)                     12.4
                                     100.0
112-13烷基乙氧基化物(EO＝6.5)，从Shell Oil公司商业购得。
得到的洗涤剂组合物的密度为796g/l，中值粒径为600微米。该洗涤剂组合物具有惊人的改进的流动特性和较窄粒径分布。
已经如此详述了本发明，显然，对那些本技术中的技术人员来说，可以做出不脱离本发明范围的各种改动，并且不认为本发明局限于此说明书所述。

Claims (8)

1.一种制备高密度洗涤剂组合物的方法，包括下列步骤：
(a)首先在高速混合器/密化器中，随后在中速混合器/密化器中附聚一种含水表面活性剂浆料和干洗涤剂材料以形成密度至少为650g/l的洗涤剂附聚物，其中所说的含水表面活性剂浆料的粘度为5Pa·s～100Pa·s，并且含有以该含水表面活性剂浆料重量计70％～95％的洗涤用表面活性剂和余量水及添加剂组分，和其中所说的洗涤剂附聚物在所述高速混合器/密化器中的平均停留时间为2秒～45秒，所说的洗涤剂附聚物在所述中速混合器/密化器中的平均停留时间为0.5分钟～15分钟；和
(b)在附聚所说的含水表面活性剂浆料和所说的干洗涤剂材料的同时，输入空气到所说的混合器/密化器中，其中所述空气的流速为1kg/hr～100,000kg/hr，所述空气的温度为0℃～60℃，所述空气具有低于所述洗涤剂附聚物平衡相对湿度的相对湿度，使得该表面活性剂浆料中占总量0.01％-10％重量的水被所述空气吸收，其中所述空气的相对湿度为5％～95％。
2.权利要求1的方法，其中所说的干洗涤剂材料选自碳酸盐、硫酸盐、碳酸盐/硫酸盐配合物、三聚磷酸盐、焦磷酸四钠、柠檬酸盐、硅铝酸盐、纤维素基物质和有机合成聚合吸收剂凝胶化物质。
3.权利要求1的方法，还包括干燥所说的洗涤剂附聚物的步骤。
4.权利要求1的方法，还包括在所说的附聚步骤过程中将一种添加的粘合剂加入到所说的混合器/密化器中的步骤。
5.权利要求4的方法，其中所说的添加的粘合剂选自水、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚乙二醇、聚丙烯酸盐、柠檬酸及其混合物。
6.权利要求1的方法，其中所说的干洗涤剂材料选自Na2Ca(CO3)2、K2Ca(CO3)2、Na2Ca2(CO3)3、NaKCa(CO3)2、NaKCa2(CO3)3、K2Ca2(CO3)3及其组合。
7.权利要求1的方法，其中所说的含水表面活性剂浆料的粘度为10Pa·s～80Pa·s。
8.权利要求1的方法，其中所说的附聚物的中值粒径为400微米～600微米。
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