CN1678726A - 洗涤剂颗粒 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种洗涤剂颗粒及其制备方法,该洗涤剂颗粒是用无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)对含有水溶性固体碱性无机物(A)的碱性颗粒进行干法中和而制备的,其中碱性颗粒含有等于或大于对组分(B)进行中和所需量的4倍的组分(A),并且平均颗粒尺寸为150至400μm;含有20至80wt.%的水溶性固体碱性无机物的碱性颗粒,该碱性颗粒的平均颗粒尺寸为150至400μm;以及一种含有如上定义的洗涤颗粒的洗涤剂组合物。
Description
技术领域
本发明涉及洗涤剂颗粒,制备这种洗涤剂颗粒的方法,碱性颗粒,和含有这种洗涤剂颗粒的洗涤剂组合物。更具体地说,本发明涉及用于洗涤衣物及类似物品的洗涤剂颗粒,制备这种洗涤剂颗粒的方法,碱性颗粒,和含有这种洗涤剂颗粒的洗涤剂组合物。
技术背景
从经济优势和发泡性能的角度出发,制备了许多含有如烷基磺酸盐的阴离子表面活性剂作为主要成分的洗涤剂。作为制备上述洗涤剂颗粒的方法,已经采用了使用例如碳酸钠的水溶性固体碱性无机物对上述阴离子表面活性剂的酸性前体进行原位干法中和,以代替直接加入表面活性剂的方法。
例如,已经公开了包括以下步骤的制备洗涤剂组合物的方法:在55℃或更低的温度下,在高速混合器和/或制粒机中对组分进行干法中和,然后向其中加入液体粘合剂进行粒化(见日本专利公开第Hei3-33199号);包括以下步骤的制备洗涤剂组合物的方法:在55℃或更高的温度下,在高速混合器和/或制粒机中以不低于55℃的温度对组分进行干法中和,然后向其中加入液体粘合剂使其成粒状(见日本专利公开第Hei 4-363398号);和包括以下步骤的制备洗涤剂组合物的方法:在连续型高速混合器中对组分进行干法中和,然后用中速混合器增加容积密度,随后冷却和/或干燥产物形成颗粒(见日本专利公开第Hei3-146599号)。
然而,在用这些方法制备洗涤剂颗粒时,为了抑制颗粒由于通过中和作用制备的阴离子表面活性剂的粘合性而聚集和/或变得粗糙,必需通过高速操作用于混合的搅拌装置和用于崩解和/或分散用的切割装置保持其颗粒形状。在这种情况下,可以通过优化搅拌和/或切割条件制备具有期望的小颗粒尺寸的洗涤剂颗粒。然而,难以有效地得到洗涤剂颗粒,并且所得颗粒的颗粒尺寸分布会变宽。
作为消除这些问题的方法,高产率制备小颗粒尺寸的洗涤剂颗粒的方法,其中通过在酸性前体中引入无机酸能够抑制阴离子表面活性剂的粘合性,并且能够提高阴离子表面活性剂的含量(见WO98/10052)。然而,仍然存在通过搅拌和/或切割以崩解聚集体并且使颗粒尺寸变小的问题,因此仍然存在很大空间以提高效率和得到较窄的颗粒尺寸分布。
如上所述,根据干法中和的方法适用于方便地制备含有阴离子表面活性剂作为主要成分的洗涤剂颗粒。在常规方法中,该过程主要通过崩解粒化原材料来完成,因此难以有效地得到在相对小的颗粒尺寸范围中的窄颗粒尺寸分布。
此外,关于溶解性,根据上述常规方法,洗涤剂颗粒含有具有固体颗粒通过大量连续的阴离子表面活性剂层相连接的结构的非中空颗粒。因此不易改善溶解性。
颗粒尺寸分布窄的洗涤剂的优势在于不仅提供极好的外观,还改善它的流动性。此外,在许多情况下含有阴离子表面活性剂作为主要成分的洗涤剂可用于手洗,从而通过增加溶解性改进了使用者的方便性。因此,通过干法中和得到的含有阴离子表面活性剂作为主要成分的洗涤剂颗粒需要较窄的颗粒尺寸分布和更加改善的溶解性。
本发明的目的是提供具有极好的储存稳定性,溶解性和窄颗粒尺寸分布的洗涤剂颗粒,制备这种洗涤剂颗粒的方法,碱性颗粒和含有这种洗涤剂颗粒的洗涤剂组合物。
本发明的这些和其它目的通过以下的说明将是显而易见的。
发明内容
因此,提供了:
[1]通过以下步骤制备的洗涤剂颗粒:用无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)对含有水溶性固体碱性无机物(A)的碱性颗粒进行干法中和,其中碱性颗粒由喷雾干燥的方法得到,并且其中碱性颗粒含有等于或大于对组分(B)进行中和所需量的4倍量的组分(A),并且具有从150至400μm的平均颗粒尺寸;
[2]平均颗粒尺寸为150至400μm的碱性颗粒,该碱性颗粒含有20至80wt.%的水溶性固体碱性无机物;
[3]制备洗涤剂颗粒的方法,包括以下步骤:
(a)制备含有等于或大于对将要在步骤(c)中加入的无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)进行中和所需量的4倍的水溶性固体碱性物质(A)的浆料;
(b)对步骤(a)中得到的浆料进行喷雾干燥得到碱性颗粒;并且
(c):将液态酸性前体(B)与步骤(b)中得到的碱性颗粒混合,并且对得到的混合物进行干法中和;以及
[4]含有以上[1]中所定义的洗涤剂颗粒的洗涤剂组合物。
附图说明
图1显示了实施例1中得到的碱性颗粒横截面的SEM图象。在图1中,从左侧连续显示了碱性颗粒的外部、和表面部分以及内部的横截面。能够看到在碱性颗粒内部大量形成细颗粒。
具体实施方式
如上所述,本发明的洗涤剂颗粒是通过包括以下步骤的方法得到的洗涤剂颗粒:用无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)对含有水溶性固体碱性无机物(A)的碱性颗粒进行干法中和,其中碱性颗粒通过喷雾干燥的方法得到,其中碱性颗粒含有等于或大于对组分(B)进行中和所需量的4倍的组分(A),并且具有从150至400μm的平均颗粒尺寸;
在本发明中,由于使用了上述洗涤剂颗粒,碱性颗粒含有远远大于中和所需量的水溶性固体碱性无机物,并且通过减小碱性颗粒本身的颗粒尺寸而增加反应面积,因此干法中和作用在碱性颗粒表面快速反应完成。因此洗涤剂颗粒能够具有碱性颗粒被无皂阴离子表面活性剂包被的结构。所以,展示出颗粒尺寸分布具有基于通过喷雾干燥方法得到的碱性颗粒的窄颗粒尺寸分布和极大地改进了洗涤剂颗粒的产率的效果。此外,关于溶解性,由于无皂阴离子表面活性剂与细水溶性固体碱性无机物的反应,不太可能形成较大的连续相,阴离子表面活性剂以薄膜的形态稀疏地分布在表面附近。因此,溶解表面积较大,因此展现极好的溶解效果。
此外,由于洗涤剂颗粒具有碱性颗粒被无皂阴离子表面活性剂包被的结构,其展现出如渗漏和结块性能的储存稳定性极大改善的效果。
本发明中的术语“洗涤剂颗粒(detergent particle)”指含有碱性颗粒、表面活性剂及类似物质的颗粒,术语“洗涤剂颗粒(detergent particles)”指它们的聚集体。此外,下文提到的洗涤剂组合物指含有洗涤剂颗粒和分别加入如荧光剂、酶、香料、消泡剂、漂白剂和漂白活化剂的与洗涤剂颗粒不同的洗涤组分的组合物。
<碱性颗粒的组成>
本发明的洗涤剂颗粒中含有的构成洗涤剂颗粒的“碱性颗粒”(base particle)含有用于对组分(B)进行干法中和的组分(A),该碱性颗粒是由喷雾干燥方法得到的颗粒。它们的聚集体被称为“碱性颗粒”(baseparticles)。
1.组分(A):水溶性固体碱性无机物
组分(A)的术语“水溶性固体碱性无机物”指在环境温度下为固体的碱性无机物,并且优选20℃下在100克水中能够溶解1克或更多的水溶性碱性固体无机物。水溶性固体碱性无机物没有被具体限定,可以使用碱金属盐、硅酸盐和具有氢氧根基团、碳酸根基团或碳酸氢根基团的类似物质。水溶性固体碱性无机物包括,例如,氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、硅酸钠及类似物质。其中,优选碳酸钠作为在洗涤液中具有合适的pH缓冲范围的碱化剂。此外,从干法中和过程中的反应速率的角度看,调配入氢氧化钠也是有效的。
在本发明中,优选组分(A)在碱性颗粒中以尽可能细碎的状态存在。例如,优选组分(A)的尺寸为平均颗粒尺寸为0.1至50μm。通过使用SEM的直接观察能够确定该颗粒的状态。
在本发明中,当通过使用含有组分(A)的细颗粒制备洗涤剂颗粒时,在上述碱性颗粒与无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)混合时,能够进行干法中和而不必施加常规所需的高切割力,因此碱性颗粒几乎不会遭受崩解,由此所得颗粒在碱性颗粒的颗粒成长中几乎不变。所以,碱性颗粒和洗涤剂颗粒的颗粒尺寸分布变窄。因此,存在能够有效得到具有低容积密度,极好的储存稳定性和溶解性以及窄颗粒尺寸分布的优点。
至于组分(A)的用量,除了去污性能必需的量外,必须计划用于对将要在步骤(c)中混合的无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)进行干法中和的组分(A)的必需用量。此外,必需促进组分(A)与组分(B)在洗涤剂颗粒表面的反应。因此,用于对组分(B)进行中和的组分(A)的量必须为组分(B)用量的4倍或更多,优选6倍或更多。具体地,从反应速率和配制自由度的角度看,组分(A)的量优选为碱性颗粒的20至80wt.%,更优选25至70wt.%,进一步优选30至60wt.%。
此外,从去污性能的角度看,组分(A)的量优选为碱性颗粒的10wt.%或更多,更优选15wt.%或更多。另一方面,从干法中和作用的角度看,组分(A)的量至少等于中和液态酸性前体(B)所需的量。因此,配制量优选等于或大于这两个值的总合。
从去污性能、颗粒尺寸分布和颗粒强度的角度看,本发明的碱性颗粒的基本组分只是水溶性固体碱性无机物(A),而在碱性颗粒中可以同时任选地调配入合适用量的在洗涤剂颗粒中通常使用的其它组分。其它组分包括螯合剂、水溶性无机盐、水溶性聚合物、表面活性剂、非水溶性赋形剂、其它辅助组分及类似物质。其中,优选调配入螯合剂、水溶性无机盐、水溶性聚合物和表面活性剂。这些组分的具体例子在下文中给出。
2.螯合剂
在碱性颗粒中可以调配入螯合剂以抑制金属离子对洗涤作用的抑制作用,其例子是水溶性螯合剂和非水溶性螯合剂。
至于螯合剂的用量,从金属离子捕获能力的角度看,需要调节碱性颗粒中调配的螯合剂的量,因此螯合剂在洗涤颗粒中的含量优选为3至60wt.%,更优选5至40wt.%,进一步优选10至40wt.%。在所需总含量如上限定的情况下,可以同时调配入多种螯合剂。
只要水溶性螯合剂是具有金属离子捕获能力的物质,水溶性螯合剂不被具体限定,可以使用三聚磷酸盐、正磷酸盐和焦磷酸盐及类似物质。其中,优选三聚磷酸盐,优选其用量为全部水溶性螯合剂的60wt.%或更多,更优选70wt.%或更多,进一步优选80wt.%或更多。同时,优选碱金属离子作为抗衡离子,特别优选钠离子和/或钾离子。
为了改善金属离子捕获能力并且提高碱性颗粒的强度,可以向碱性颗粒中加入非水溶性螯合剂。从在水中分散能力的角度看优选平均颗粒尺寸为0.1至20μm的非水溶性螯合剂。优选的碱性物质包括结晶铝硅酸盐,包括例如A型沸石、P型沸石、X型沸石及类似物质。从金属离子捕获能力和经济优势的角度看,优选A型沸石。
至于所调配的沸石量,当大量调配入沸石时,在干法中和反应过程中存在沸石分解的可能性。因此,优选将沸石的量控制在碱性颗粒的10wt.%或更少。同时,为抑制分解,通过一起使用沸石和例如氢氧化钠的具有高溶解能力和高碱性强度的水溶性碱化剂,能够提高所调配的沸石的量。
3.水溶性无机盐
优选在碱性颗粒中调配入水溶性无机盐以提高洗涤液的离子强度并改进对皮脂污点的去污效果等。只要水溶性无机盐是具有极佳溶解性并且不损害去污效果的物质,水溶性无机盐没被具体限定。水溶性无机盐包括,例如具有硫酸根基团或亚硫酸根基团的碱金属盐或铵盐,及类似物质。其中,优选使用离子高度解离的硫酸钠、氯化钠、亚硫酸钠或硫酸钾作为赋形剂。同时,从改善溶解速度的角度看,与硫酸镁联合使用也是有效的。
从离子强度的角度看,优选水溶性无机盐的量为碱性颗粒的5至80wt.%,更优选10至70wt.%,进一步优选20至60wt.%。
4.水溶性聚合物
可以向碱性颗粒中加入水溶性聚合物以通过调节碱性颗粒上的晶体沉淀和薄膜形成来加强颗粒强度。水溶性聚合物包括有机聚合物和无机聚合物。例如,有机聚合物包括羧酸盐聚合物、羧甲基纤维素、可溶性淀粉、糖类、聚乙二醇等,而无机聚合物包括无定形硅酸盐等。其中,优选羧酸盐聚合物,其中特别优选丙烯酸-马来酸共聚物的盐和聚丙烯酸盐(抗衡离子:Na,K,NH4等)。优选分子量为1000至8000那些羧酸盐聚合物,更优选分子量为2000或更多并且具有10个或更多羧酸根基团的那些羧酸盐聚合物。优选有机聚合物的量为碱性颗粒的0.1至10wt.%的,更优选0.5至5wt.%。
此外,从提高颗粒强度的角度看,优选一起使用有机聚合物与例如无定形硅酸盐的无机聚合物,特别优选2号硅酸钠。从溶解性的角度看,优选无机聚合物的量为碱性颗粒的15wt.%或更少,更优选10wt.%更少,进一步优选5wt.%或更少。
5.表面活性剂
可以加入表面活性剂以控制容积密度。例如,可以使用直链烷基苯磺酸钠,烷基磺酸钠,醚磺酸钠,对甲苯磺酸钠,二甲苯磺酸钠,异丙基苯磺酸钠或类似物质。从经济优势的角度看,特别优选直链烷基苯磺酸钠。
从控制容积密度的角度看,优选表面活性剂的量为碱性颗粒的0.05wt.%或更多,更优选0.1wt.%或更多。另一方面,从溶解性的角度看,优选表面活性剂的量为10wt.%更少,更优选5wt.%更少。
此外,这些表面活性剂可以以液态酸而非中和的形式加入。在这种情况下,优选加入等于或多于中和液态酸所需量的碱化剂,特别优选加入氢氧化钠。
6.非水溶性赋形剂
只要非水溶性赋形剂在水中具有极好的分散性且不会损害去污效果,非水溶性赋形剂没有被具体限定。非水溶性赋形剂包括,例如结晶或无定形铝硅酸盐,二氧化硅,水合硅酸化合物,例如珍珠岩和膨润土的粘土化合物,及类似物质。从在水中的分散性的角度看,优选非水溶性赋形剂的平均主要颗粒尺寸为0.1至20μm。
从经济优势和分散性的角度看,优选非水溶性赋形剂的量为碱性颗粒的50wt.%或更少,更优选30wt.%或更少。
7.其它辅助成分
可在碱性颗粒中调配荧光剂、颜料、染料或类似物质。
8.优选组合
从更大量地沉淀细晶体从而提高颗粒强度的角度看,上述组成中,优选联合使用碳酸钠/硫酸钠/聚丙烯酸钠,更优选联合使用碳酸钠/硫酸钠/聚丙烯酸钠/三聚磷酸钠联合使用。
此外,制备容积密度较低的碱性颗粒时,优选加入除上述组合外的表面活性剂。
本发明所使用的碱性颗粒可以通过喷雾干燥通过混合加入上述组分所制备的浆料而得到。浆料的含水量和喷雾干燥的条件没有具体限定。
<洗涤剂颗粒>
本发明的洗涤剂颗粒中含有的“洗涤剂颗粒”,指通过用无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)对含有水溶性固体碱性无机物(A)的碱性颗粒进行干法中和得到的洗涤剂颗粒,其聚集体被称为“洗涤剂颗粒”(detergent particles)。
1.碱性颗粒
洗涤剂颗粒中碱性颗粒的量没有具体限定。从保持颗粒尺寸分布和改善溶解性的角度看,优选碱性颗粒的量为洗涤剂颗粒的40wt.%或更多,更优选50wt.%或更多,进一步优选60wt.%或更多。另一方面,从配制自由度的角度看,优选碱性颗粒的量为洗涤剂颗粒85wt.%或更少,更优选75wt.%或更少。
2.组分(B):无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体
洗涤剂颗粒的组分(B)被调配为无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体,其中组分(B)的部分或全部与碱性颗粒中的组分(A)反应。
作为组分(B)的无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体,指无皂阴离子表面活性剂的具有酸性形式并且为液态的,能够中和成盐的前体。因此,只要它是具有上述特征的已知阴离子表面活性剂的前体,无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体没有被具体限定。无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体包括直链烷基苯磺酸(LAS)、α-烯烃磺酸(AOS)、烷基磺酸(AS)、内烯烃磺酸、磺酸脂肪酸酯、烷基醚磺酸、二烷基硫代琥珀酸及类似物质。上述组分(B)可以作为单一组分使用或以两种或多种组分的混合物使用。其中,从经济优势、储存稳定性和发泡性能的角度看,优选直链烷基苯磺酸(LAS)。
从去污力和储存稳定性的角度看,基于碱性颗粒为100重量份,优选组分(B)的量优选为10重量份或更多,更优选15重量份或更多,进一步优选20重量份或更多,特别优选25重量份或更多。另一方面,从保持窄颗粒尺寸分布和抑制组分(B)中和产物的连续相导致的溶解性损失的角度看,基于碱性颗粒为100重量份,优选组分(B)的量为80重量份或更少,更优选60重量份或更少,进一步优选40重量份或更少。
在本发明中,从储存稳定性的角度看,优选碱性颗粒的表面基本上被无皂阴离子表面活性剂包被。当容积密度降低时,比表面积增加,因此组分(B)中和产物的优选量也增加。如果碱性颗粒的表面没有被组分(B)的中和产物包被,存在由于其表面上的水溶性无机盐导致的生成阻断。
3.组分(C):流化助剂
在本发明的洗涤剂颗粒中,为了进一步改善洗涤剂颗粒的流动性和储存稳定性,以流化助剂对颗粒进行表面改性。
作为流化助剂,可以使用已知常用的那些,并且优选使用三聚磷酸钠、结晶或无定形的铝硅酸盐、硅藻土、二氧化硅等。其中,优选各自具有螯合能力的三聚磷酸钠和沸石。通过用含有螯合剂的物质表面改性颗粒,螯合剂从洗涤的初始阶段发挥作用,从而改善去污性能。从流动性能的角度看,优选沸石,而从漂洗能力角度看,优选三聚磷酸钠。
从包被能力的角度看,希望用作流化助剂的颗粒的平均颗粒尺寸为洗涤剂颗粒的平均颗粒尺寸的1/10或更小。
此外,当流化助剂的量过多或过少时,流动性能会降低。因此,优选流化助剂的量为洗涤剂颗粒的2至20wt.%,更优选5至15wt.%。
从抑制分解的角度看,当使用沸石作为流化助剂时,表面改性在中和反应终止后进行。
4.其它组分
本发明的洗涤剂颗粒可以任选地调配入合适量的下列物质。
(1)无机酸
当碱性颗粒与无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)混合时,为降低所产生的无皂阴离子表面活性剂的粘性,可以加入无机酸。本发明可用的优选无机酸包括硫酸和磷酸,更优选的无机酸是硫酸。
优选每摩尔组分(B)中调配入的无机酸的量为0.3至1.0摩尔,更优选0.3至0.8摩尔,进一步优选0.35至0.7摩尔。
(2)碱性水溶液
为了促进干法中和反应,可以向碱性颗粒中加入碱性水溶液作为反应引发剂。优选所加入的碱性水溶液的量为中和无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)所需量的0.05至0.5倍,更优选为中和液态酸性前体所需量的0.10至0.45倍,特别优选中和液态酸性前体所需量的0.15至0.40倍。从引发中和反应以得到期望的效果的角度看,优选碱性水溶液的量为中和液态酸性前体所需量的0.05倍或更多,而从抑制洗涤剂颗粒聚集的角度看,优选为中和液态酸性前体所需量的0.5倍或更少。碱性水溶液的浓度没有被具体限定。为了抑制碱性颗粒的溶解,优选碱性水溶液的浓度为20至50wt.%,更优选30至50wt.%,进一步优选40至50wt.%。
碱性水溶液的种类没有被具体限定。碱性水溶液包括,例如,容易引发与无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)的中和反应的强碱水溶液,例如氢氧化钠水溶液和氢氧化钾水溶液。其中,从经济优势的角度看,优选氢氧化钠水溶液。此外,更优选pH值不低于12的碱性水溶液。
(3)水溶性固体碱性无机物(A)
为了促进干法中和反应,上述水溶性固体碱性无机物(A)可以以固体状态加入作为反应的引发剂。从反应性的角度看,优选组分(A)以尽可能细的粉末状态加入,并且更优选将组分(A)与碱性水溶液一起使用。
从抑制与碱性颗粒间反应的抑制作用和保持颗粒尺寸分布的角度看,优选组分(A)的量等于或少于中和无皂阴离子表面活性剂所需的量。
(4)表面活性剂
从改善去污力的角度看,可以加入环境温度下为液态的表面活性剂,加入量在不影响储存稳定性和流动性能并且不会使容积密度提高到等于或高于期望水平的范围内。表面活性剂包括,例如,非离子表面活性剂,例如聚氧化烯烷基(8至20个碳原子)醚、烷基聚葡糖苷、聚氧化烯烷基(8至20个碳原子)苯基醚、聚氧化烯脱水山梨糖醇脂肪酸(8至22个碳原子)酯、聚氧化烯乙二醇脂肪酸(8至22个碳原子)酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物等。
此外,环境温度下为液态的表面活性剂具有降低无皂阴离子表面活性剂粘性的效果,从而促进表面活性剂对碱性颗粒的渗透。当加入表面活性剂时,洗涤剂颗粒的颗粒生长可以控制并且粒化产率得到改善。
从抑制渗漏和发泡性能的角度看,优选环境温度下为液态的表面活性剂的量为洗涤剂颗粒的10wt.%或更少,更优选5wt.%或更少,进一步优选3wt.%或更少。另一方面,从促进渗透的角度看,优选表面活性剂的量为1wt.%或更多,更优选2wt.%或更多。
(5)水
为了降低无皂阴离子表面活性剂的粘性,可向洗涤剂颗粒中加入水,从而促进表面活性剂对碱性颗粒的渗透。从促进渗透的角度看,优选水量为洗涤剂颗粒1wt.%或更多,更优选2wt.%或更多。从抑制过度粒化的角度看,优选水量为洗涤剂颗粒的5wt.%或更少,更优选3wt.%或更少。
同时,这些水可用作溶解以上无机盐和表面活性剂的水。
从抑制渗漏和发泡性能的角度看,环境温度下为液态的表面活性剂的量为洗涤剂颗粒的10wt.%或更少,更优选5wt.%或更少,进一步优选3%或更少。
<洗涤剂组合物>
本发明的洗涤剂组合物含有分别加入的与洗涤剂颗粒不同的洗涤剂组分(例如,荧光剂、酶、香料、消泡剂、漂白剂、漂白活化剂等)。在这种情况下,优选洗涤剂组合物中含有根据本发明的洗涤剂颗粒,优选该洗涤剂颗粒的量为50wt.%或更多,更优选为60wt.%或更多,进一步优选为80wt.%或更多。由于洗涤剂组合物具有上述组成,能够提供具有极好的储存稳定性,溶解性和窄颗粒尺寸分布的洗涤剂组合物。
<洗涤剂颗粒的制备方法>
制备本发明的洗涤剂颗粒的方法的特征在于该方法包括以下步骤:
(a):制备含有等于或大于对将要在步骤(c)中加入的无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)进行中和所需量的4倍量的水溶性固体碱性无机物(A)的浆料;并且
(b):对步骤(a)中得到的浆料进行喷雾干燥以得到碱性颗粒;
(c):将液态酸性前体(B)与步骤(b)中得到的碱性颗粒相混合,并且对得到的混合物进行干法中和。
由于制备本发明洗涤剂颗粒的方法包括以上步骤(a)至(c),存在能够有效获得具有在相对小的颗粒尺寸范围内的窄颗粒尺寸分布的洗涤剂颗粒。
步骤(a)至(c)将在下文详细说明。
1.步骤(a)
在步骤(a)中,从提高反应速率和增大颗粒强度的角度看,调配入水溶性固体碱性无机物(A)以使无机物最后在碱性颗粒中更细碎是重要的。使水溶性固体碱性无机物(A)更细碎的方法包括以下方法。
(1)作为溶解组分配制
水溶性固体碱性无机物(A)在浆料中以溶解状态存在。在这种此情况下,无机物作为单独的组分(A)或作为喷雾干燥过程中与其它组分生成的络合盐形成细颗粒。
(2)在浆料中沉淀晶体
通过控制组分(A)的溶解度,使溶解的水溶性固体碱性无机物(A)沉淀。沉淀的晶体可仅由组分(A)组成,或与其它组分形成络合盐。在这种情况下,优选通过加入其它水溶性组分控制溶解度以制备细晶体。此外,加入聚合物也可以有效地作为晶体控制剂以抑制晶体长得较大。
(3)在浆料中粉碎
可以通过使用如线性粉碎机、胶体磨碎机和介质磨粉机的湿型粉碎机粉碎衍生自原料、以粗颗粒状态反应的络合盐的晶体和通过沉淀大量生长的络合盐的晶体的粗颗粒来使晶体变得更细碎。
通过结合方法(1)至(3),水溶性固体碱性无机物能够以细颗粒的形式被配入碱性颗粒。为了充分展示碱性颗粒中的反应性,上述(2)和(3)中细颗粒的尺寸如下,优选它们在浆料中的平均颗粒尺寸为50μm或更小,更优选30μm或更小,进一步优选20μm或更小。
只要碱性颗粒满足上述组成,制备浆料的条件没有被具体限定。为改进碱性颗粒的颗粒强度,希望采用使浆料中的细晶体大量沉淀的制备方法。这里所指的细晶体不仅包括含有水溶性固体碱性无机物(A)的晶体,还包括不含碱的晶体,例如三聚磷酸钠晶体或硫酸钠晶体。
从晶体沉淀的角度看,优选浆料中的水含量为60wt.%或更低,更优选为55wt.%或更低。另一方面,从易于操作的角度看,优选浆料中的水含量为40wt.%或更高,更优选为45wt.%或更高。
从溶解性的角度看,优选浆料的制备温度为30℃或更高,更优选40℃或更高。另一方面,从热稳定性的角度看,优选浆料的制备温度为80℃或更低,更优选为70℃或更低。
此外,浆料制备过程中各组分加入的顺序极大地影响晶体的沉淀。上述的优选组成的配制顺序为,例如下述配制顺序。
三聚磷酸钠→硫酸钠→聚丙烯酸钠→碳酸钠
硫酸钠→三聚磷酸钠→聚丙烯酸钠→碳酸钠
三聚磷酸钠→碳酸钠→聚丙烯酸钠→硫酸钠
除以上,通过例如使浆料和夹套之间的温差(ΔT)变大的方法、或在浆料制备过程中或浆料制备后以线性粉碎机对浆料施加剪力的方法能够大量沉淀细晶体。
从颗粒强度和浆料的稳定性角度看,除大量沉淀细晶体的方法外,可以加入其它组分。例如,从提高颗粒强度的角度看,优选首先加入硅酸钠,从浆料的稳定性角度看,优选最后加入氯化钠。
2.步骤(b)
步骤(b)包括对步骤(a)中得到的浆料进行喷雾干燥得到碱性颗粒。只要浆料中配制的物质基本上不受影响,并且可以采用通常实施的喷雾干燥的条件,对步骤(a)中得到的浆料进行喷雾干燥的条件没有被具体限定。
从改进干燥效率和抑制分解的角度看,喷雾干燥的温度优选150℃至300℃,更优选170℃至250℃。另一方面,作为进行喷雾干燥的设备,可以使用一般已知的喷雾干燥塔。优选喷雾干燥塔的排气温度被调节至80℃至130℃。
在本发明的喷雾干燥过程中,重要的是得到具有相对小的颗粒尺寸和窄颗粒尺寸分布的碱性颗粒。为此目的,重要的是选择喷嘴类型和其喷射压力。例如,能够通过使用单流体型高压喷嘴实现上述目的。
3.步骤(c)
步骤(c)包括将无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)与步骤(b)中得到的碱性颗粒混合以进行干法中和。优选组分(B)与碱性颗粒尽可能均匀地混合。
作为加入组分(B)的方法,优选通过使用喷嘴喷雾组分(B)以尽可能均匀地加入组分(B)。从流动性的角度看,优选组分(B)在40至80℃的温度下加入,更优选50至70℃。
从促进反应的角度看,优选干法中和温度越高越好,并且干法中和温度优选60至80℃。另一方面,从延迟反应并用液体酸扩大混合态从而均匀地包被颗粒表面的角度看,优选干法中和温度越低越好,并且干法中和温度优选20℃至40℃。
此外,干法中和过程中,因为组分(B)由于中和作用变得更粘,可能产生洗涤剂颗粒的聚集。抑制聚集的方法包括在中和反应过程中允许通气从而降低表面活性剂表面的粘合性的方法。此外,向组分(B)中加入无机酸从而在形成表面活性剂的同时形成无机盐也是有效的。
另一方面,为了促进干法中和作用,可以在加入液体酸之前向碱性颗粒中加入碱性水溶液或水溶性固体碱性无机物(A)。
在步骤(c)中,优选在中和过程中尽可能减小切力以抑制碱性颗粒在干法中和过程中的分解。更优选只使用混合装置,而不施加由例如切碎机的切割装置提供的切割力。不施加上述切割力的混合器包括,例如,螺旋混合器(Ribbon mixer)、诺塔混合器(Nauta mixer)等。甚至在使用配有切割装置的设备(例如Ldige混合器或高速混合器)的情况下,可以通过使切碎机低速旋转而减小切割力或不使用切割装置来抑制碱性颗粒的崩解。此外,即使不施加切割力,因为碱性颗粒含有数量远大于中和所需量的尽可能细的水溶性固体碱性无机物,可以容易地在碱性颗粒表面进行干法中和。
4.步骤(d)
优选以流化助剂实施包含表面改性的步骤[步骤(d)]以进一步改善步骤(c)中得到的表面被无皂阴离子表面活性剂包被的洗涤剂颗粒的流动性能和储存稳定性。
没有具体限定表面改性的条件,并且优选流化助剂在洗涤剂颗粒表面上尽可能均匀地包被。
用于表面改性的装置中的温度没有具体限定。从表面活性剂固化的角度看,优选冷却进行表面改性。
表面改性的装置优选能够同时提供强搅拌力和切割力并且能够均匀改变表面的装置。作为上述装置,Ldige混合器和高速混合器是适用的。
本发明的碱性颗粒和洗涤剂颗粒的性质,以及测定它们的性质的方法将在下文说明。
<碱性颗粒的性质>
本发明的特征之一在于提供了一种能够与无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体迅速反应以使表面活性剂固定在其表面上的碱性颗粒。为这个目的,大量的碱被调配入,变的细碎并且进行喷雾干燥。优选经过喷雾干燥的颗粒满足以下性质。
碱性颗粒的平均颗粒尺寸为150至400μm,从反应性和流动性的角度看,优选平均颗粒尺寸为200至300μm。
从抑制干法中和过程中的分解的角度看,优选碱性颗粒的颗粒强度为100kg/cm2或更大,更优选为200kg/cm2或更大。
从易于操作和储存稳定性的角度看,优选碱性颗粒的含水量为10wt.%或更少,更优选为5wt.%或更少,进一步优选为3wt.%或更少。
此外,优选碱性颗粒的容积密度等于或略小于洗涤剂颗粒的容积密度,并且希望其容积密度低于期望的容积密度大约50至100g/L。这里,当在环境温度下为液体的表面活化剂或水一起使用时,优选容积密度低于期望的容积密度大约100至200g/L。
<洗涤剂颗粒的性质>
优选通过干法中和作用制备本发明的洗涤剂颗粒同时尽可能保持碱性颗粒的颗粒尺寸分布和形状。因此,洗涤剂颗粒的性质受碱性颗粒性质的很大影响,并且可以使用上述碱性颗粒得到期望的洗涤剂颗粒。
具体地,从易于操作和外观的角度看,优选洗涤剂颗粒的平均颗粒尺寸为150至500μm,更优选为180至300μm。
从储存稳定性的角度看,优选洗涤剂颗粒的含水量为10wt.%或更少,更优选为5wt.%或更少,进一步优选为3wt.%或更少。
此外,优选洗涤剂颗粒的容积密度为150至800g/L,更优选为250至600g/L,进一步优选从300至500g/L。
具有这些性质的洗涤剂颗粒中,优选含有保持上述碱性颗粒尺寸的洗涤剂颗粒(detergent particle)的洗涤剂颗粒(detergent particles)。这里,通过洗涤剂颗粒的颗粒生长度评价碱性颗粒形状的保持力。优选颗粒成长度优选为0.9至1.6,更优选为0.9至1.4。颗粒成长度可以由以下方程确定:
“最终洗涤剂颗粒”指干法中和后得到的颗粒,或指当进行表面改性步骤时经表面改性步骤得到的颗粒。
<性质评价方法>
确定上述碱性颗粒或洗涤剂颗粒的性质的方法如下所述。
1.容积密度
容积密度根据JIS K 3362的方法测量。
2.平均颗粒尺寸
根据JIS Z 8801,使用标准筛(筛孔:2000至125μm)振动样品5分钟测定平均颗粒尺寸,然后根据筛的筛孔径从重量百分比计算中值粒径。
3.颗粒强度
测量颗粒强度的方法如下。
一个内径为3cm并且高为8cm的圆柱容器装入20g样品,并且且敲击这个装有样品的容器(TSUTSUI RIKAGAKU KIKAI CO.,LTD.(筒井理化学器械株式会社)制造,“Model TVP1”敲击型密集容积密度测量装置;敲击条件:每分钟36次,从60mm高处自然落下)30次。此时,测量样品高度(初始样品高度)。然后,使用压制机械以10mm/min的速率对容器中保有的样品的整个上表面加压以测定负载-位移曲线。位移比率为5%或更小的线性部分的斜率乘以初始样品高度,得到的乘积除以加压面积,得到的商定义为颗粒强度。
4.细颗粒的平均颗粒尺寸
至于浆料的细颗粒,可以使用例如FBRM系统(METTLERTOLEDO(梅特勒托莱多公司)制造)测定平均颗粒尺寸而无需稀释浆料。
当使用FBRM系统时,1L待测定的浆料置于1-L塑料杯中,以与液体表面呈40至45°的角度插入并放置探针以使探针的测量表面不会出现在液体表面上。接着,用直径为6cm的搅拌叶片以250r.p.m.(r/min)的速度搅拌浆料,并且在确定探针的测量表面在浆料中后进行测定。同时,塑料杯保持在水浴中以使其温度与浆料的制备温度相同。
5.溶解性
作为本发明的洗涤剂颗粒溶解性的指标,可以使用洗涤剂颗粒的60秒溶解率。优选溶解率为90%或更高,更优选为95%或更高。同时,也可以相同方式评价洗涤剂组合物的溶解性。
洗涤剂颗粒的60秒溶解率由下述方法计算。
1L烧杯(内径为105mm并且高度为150mm的圆柱形烧杯,例如,Iwaki Glass Co.,Ltd.(岩城玻璃有限公司)制造的1L玻璃烧杯)装入1L硬度相当于71.2mg CaCO3/L(Ca/Mg摩尔比:7/3)的冷却至5℃的硬水。以水浴将水温保持在5℃的恒温,且使用搅拌棒[长为35mm并且直径为8mm,例如,Model“TEFLON SA”(MARUGATA-HOSOGATA),ADVANTEC制造]在转速(800r.p.m.)下搅拌水,以使旋涡深度约为水深的1/3。用减量法精确称出1.0000g±0.0010g的洗涤剂颗粒,将其加入水中并通过搅拌在水中分散,并继续搅拌。加入颗粒60秒后,使用重量已知的如JIS Z 8801定义的74μm筛孔的标准筛(直径:100mm)过滤烧杯中洗涤剂颗粒的液体分散体。然后,留在筛上的含水洗涤剂颗粒与筛一起被收集到重量已知的敞口容器中。顺便提及,从开始过滤到收集筛间的操作时间设定为10sec±2sec。收集的洗涤剂颗粒中的不溶残留物在加热到105℃的电干燥器中干燥1小时。然后,干燥的不溶残留物在装有硅胶(25℃)的干燥器中冷却30分钟。不溶残留物冷却后,测量干燥的洗涤剂不溶残留物、筛和收集用容器的总重,并且由方程(1)计算溶解率(%):
溶解率(%)={1-(T/S)}×100 (1)
其中S是装入的洗涤剂颗粒的重量(g);且T是当在上述搅拌条件下制备的水溶液用筛过滤时,洗涤剂颗粒不溶残留物的干重(g),(干燥条件:在105℃下保持1小时,然后在含硅胶的干燥器中(25℃)保持30分钟)。
6.流动性能
优选流动时间为10秒或更短,更优选8秒或更短,进一步优选7秒或更短。流动时间指从如JIS K 3362所定义的并用于测量容积密度的漏斗中倾泄100mL粉末所需的时间周期。
<评价品质的方法>
测定上述洗涤剂颗粒品质的方法如下所述。
1.结块性质(储存稳定性)
结块性能作为筛过率进行评价,优选筛过率为90%或更高,更优选95%或更高。结块性质的测试方法如下。
通过钉住滤纸四角而由滤纸(2号,ADVANTEC制造)制成尺寸为长10.2cm、宽6.2cm和高4cm的无盖盒。将总重为15g+250g的丙烯酸树脂板和铅板(或铁板)放置在装有50g样品的盒上。将该盒置于保持30℃温度和80%湿度的自动调温器中,7天或1个月后评价结块状态。
通过如下计算筛过率进行评价。
(筛过率)
将测试后得到的样品轻放在筛上(筛孔径:4760μm,如JIS Z 8801所定义),测量通过筛的粉末重量。计算基于测试后得到的样品的筛过率。
2.渗漏性质
至于洗涤剂颗粒的渗漏性质,优选通过以下测试方法评价时,优选2级或更好,更优选1级。渗漏性质的测试方法如下:目视经结块测试的由滤纸制成的容器的底部(未与粉末接触的一面)检测表面活性剂的渗漏状态。基于潮湿部分占底部的面积,将对渗漏性质的评价分为以下1至5级。顺便提及,每个级别的状态如下:
级别1:不湿润;
级别2:大约1/4底面积湿润;
级别3:大约1/2底面积湿润;
级别4:大约3/4底面积湿润;和
级别5:底面积全部湿润。
3.颗粒尺寸分布
作为颗粒尺寸分布的指标,通过拟合1410μm筛过的洗涤剂颗粒计算Rosin-Rammler数(罗辛-拉姆勒数)以确定颗粒尺寸分布。使用以下方程计算Rosin-Rammler数(罗辛-拉姆勒数)(n):
log(log(100/R(Dp)))=n log(Dp/De)
R(Dp):颗粒尺寸为Dpμm或更大的粉末的累积率[%];
Dp:颗粒尺寸[μm];
De:平均颗粒尺寸[μm];及
n:Rosin-Rammler数(罗辛-拉姆勒数)[-]。
Rosin-Rammler数值(n)越大,颗粒尺寸分布越窄。优选n为2.0或更大,更优选2.5或更大,进一步优选3.0或更大。
如上所述,由于本发明的洗涤剂颗粒具有极好的储存稳定性和溶解性以及窄颗粒尺寸分布,该洗涤剂颗粒可适用于洗涤衣物的洗涤剂组合物。
如上所述,本发明的优选实施方案如下:
[1]通过包括以下步骤的方法得到的洗涤剂颗粒:用无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)对含有水溶性固体碱性无机物(A)的碱性颗粒进行干法中和,其中碱性颗粒由喷雾干燥的方法得到,并且其中碱性颗粒含有等于或大于对组分(B)进行中和所需量的4倍的组分(A),并且其平均颗粒尺寸为150至400μm;
[2]根据以上[1]的洗涤剂颗粒,进一步含有流化助剂(C);
[3]根据以上[1]或[2]的洗涤剂颗粒,其中基于碱性颗粒为100重量0份,组分(B)的量为15重量份或更多;
[4]平均颗粒尺寸为150至400μm的碱性颗粒,含有20至80wt.%的水溶性固体碱性无机物;
[5]根据以上[4]的碱性颗粒,进一步含有水溶性的无机盐;
[6]根据以上[4]或[5]的碱性颗粒,进一步含有螯合剂;
[7]根据以上[4]至[6]任意一项的碱性颗粒,进一步含有聚合物;
[8]根据以上[4]至[7]任意一项的碱性颗粒,进一步含有表面活性剂;
[9]根据以上[4]至[8]任意一项的碱性颗粒,其中颗粒强度为100g/cm2或更大;
[10]制备洗涤剂颗粒的方法,包括以下步骤:
(a):制备含有等于或大于对将要在步骤(c)中加入的无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体(B)进行中和所需量的4倍的水溶性固体碱性无机物(A)的浆料;
(b):对步骤(a)中得到的浆料进行喷雾干燥得到碱性颗粒;以及
(c):将液态酸性前体(B)与步骤(b)中得到的碱性颗粒相混合,并且对得到的混合物进行干法中和;
[11]根据以上[10]的制备洗涤剂颗粒的方法,其中在步骤(c)中碱性颗粒与组分(B)在不施加切割力下混合;
[12]根据以上[10]或[11]的制备洗涤剂颗粒的方法,进一步包括以下步骤:
(d):向步骤(c)中得到的洗涤剂颗粒中加入流化助剂(C),从而表面改性该洗涤剂颗粒;以及
[13]含有如以上[1]至[3]中任意一项所定义的洗涤剂颗粒的洗涤剂组合物。
实施例1
<碱性颗粒的制备>
通过以下程序制备碱性颗粒。
向带有搅拌叶轮的1m3混合容器中加入492.3kg量的水。在水温达到55℃之后,继续向其中加入128.9kg三聚磷酸钠和211.3kg硫酸钠。夹套设为45℃。混合物搅拌10分钟后,向其中加入12.9kg 40wt.%的聚丙烯酸钠水溶液和154.6kg碳酸钠,然后搅拌得到的混合物60分钟,在线性粉碎机中循环粉碎以得到均匀的浆料。该浆料的最终温度为50℃。此外,该浆料的含水量为50wt.%。同时,使用FBRM系统测定该浆料中存在的细颗粒的平均颗粒尺寸。结果平均颗粒尺寸是28μm。
在35kg/m2的喷雾压力下以配置在喷雾干燥塔顶部附近的压力喷雾喷嘴喷雾该浆料。在240℃的温度下从塔底将待进料到喷雾干燥塔中的高温气体充入,并且在107℃的温度下从塔顶排出。得到的碱性颗粒的组成和性质如表1所示。同时,以SEM直接观察该碱性颗粒。结果,如图1所示该碱性颗粒中存在细颗粒。
<洗涤剂颗粒的制备>
在Ldige混合器(Matsuzaka Giken有限公司制造;容量:20L;配有夹套)中装入通过上述程序得到的3.0kg量的碱性颗粒,供应于,并且在70r.p.m.下开始主轴的旋转而切碎机不旋转。同时,使80℃的热水以10L/min的速度流过夹套。1分钟内向上述混和器中装入温度控制为60℃的0.75kg酸形式的LAS(阴离子表面活性剂的液态酸性前体)和0.06kg硫酸的混合溶液,然后混合并搅拌该组分4分钟以进行干法中和反应(碱性颗粒中的碱量:相当于用于对阴离子表面活性剂进行中和所需量的7.3倍,相当于被酸中和所需量的4.8倍)。
随后向其中加入0.51kg A型沸石,然后主轴以150r.p.m.旋转并且切碎机以3600r.p.m.旋转进行表面改性以得到洗涤剂颗粒。得到的洗涤剂颗粒的组成、性质和品质如表2所示。顺便提及,得到的洗涤剂颗粒的生长度是1.25。
得到的洗涤剂颗粒是具有极好的溶解性,窄颗粒尺寸分布和低结块性的颗粒。
实施例2
<碱性颗粒的制备>
通过以下程序制备碱性颗粒。
向1m3带有搅拌叶轮的混合容器中加入434.5kg量的水。在水温达到55℃后,继续向其中加入178.6kg硫酸钠和127.6kg三聚磷酸钠。夹套设为45℃。混合物搅拌10分钟后,向其中加入25.5kg 40wt.%的聚丙烯酸钠水溶液,153.1kg碳酸钠,63.8kg 40wt.%的2号硅酸钠,和17.0kg 30wt.%的LAS-Na,并且搅拌得到的混合物60分钟,在线性粉碎机中循环粉碎以得到均匀的浆料。该浆料的最终温度是52℃。此外,该浆料的含水量为50wt.%。顺便提及,使用FBRM系统测定该浆料中存在的细颗粒的平均颗粒尺寸。结果,平均颗粒尺寸是27μm。
在35kg/m2的喷雾压力下以配置在喷雾干燥塔顶部附近的压力喷雾喷嘴喷雾该浆料。在242℃的温度下从塔底将待进料到喷雾干燥塔中的高温气体充入,并且在112℃的温度下从塔顶排出。得到的碱性颗粒的组成和性质如表1所示。如实施例1中由SEM直接观察该碱性颗粒。结果,该碱性颗粒中存在细颗粒。
<洗涤剂颗粒的制备>
向螺旋混合器(Ribbon Mixer)(Fuji Paudal Co.,Ltd.(富士商社)制造;整体容量:90L;配有夹套)中装入30千克由上述程序得到的碱性颗粒,以67r.p.m.的转速开始旋转并且Froude数(弗劳德数)为0.85。同时,使80℃的热水以10L/min的速度流过夹套。1分钟内向其中装入7.5kg量的温度控制为60℃的酸形式的LAS,然后混合并且搅拌该组分5分钟以进行干法中和反应(碱性颗粒中碱的量:相当于对阴离子表面活性剂进行中和所需量的7.3倍)。
随后,向Ldige混合器(Matsuzaka Giken有限公司制造;容量:20L;配有夹套)中装入2.5kg上述混合物和0.34kg A型沸石,然后主轴以150r.p.m.旋转并且切碎机以3600r.p.m.的旋转进行表面改性,以得到洗涤剂颗粒。得到的洗涤剂颗粒的组成、性能和品质如表2所示。顺便提及,得到的洗涤剂颗粒的生长度是1.08。
得到的洗涤剂颗粒是具有极好的溶解性,窄颗粒尺寸分布和低结块性的颗粒。
实施例3
<碱性颗粒的制备>
通过以下程序制备碱性颗粒。
向1m3带有搅拌叶轮的混合容器中加入456.3kg量的水。水温达到55℃后,继续向其中加入92.9kg 40wt.%的2号硅酸钠和218.4kg硫酸钠。夹套设为45℃。混合物搅拌10分钟后,加入46.5kg 40wt.%的聚丙烯酸钠水溶液和185.9kg碳酸钠,并且搅拌得到的混合物60分钟,在线性粉碎机中循环粉碎,以得到均匀的浆料。该浆料的最终温度是45.7℃。此外,该浆料的含水量为54wt.%。同时,使用FBRM系统测定该浆料中存在的细颗粒的平均颗粒尺寸。结果,平均颗粒尺寸是22μm。
在35kg/m2的喷雾压力下以配置在喷雾干燥塔顶部附近的压力喷雾喷嘴喷雾得到的混合物。在240℃的温度下从塔底将待进料到喷雾干燥塔中的高温气体充入,并且在107℃的温度下从塔顶排出。得到的碱性颗粒的组成和性质如表1所示。如实施例1直接由SEM观察该碱性颗粒。结果,该碱性颗粒中存在细颗粒。
<洗涤剂颗粒的制备>
向Ldige混合器(Matsuzaka Giken有限公司制造;容量:20L;配有夹套)中装入通过上述过程得到的2.5kg量的碱性颗粒,并且以70r.p.m.开始主轴的旋转而切碎机不旋转。同时,使80℃的热水以10L/min的速度流过夹套。1分钟内向上述混和器中加入温度控制为60℃的0.78kg量的酸形式的LAS(阴离子表面活性剂的液态酸性前体),然后混合并且搅拌该组分4分钟以进行干法中和反应(碱性颗粒中碱的量:相当于对阴离子表面活性剂所需量进行中和的7.8倍,相当于被酸中和所需量的7.8倍)。
随后,向其中加入0.83kg A型沸石,然后主轴以150r.p.m.旋转并且切碎机以3600r.p.m.旋转进行表面改性,以得到洗涤剂颗粒。得到的洗涤剂颗粒的组成、性质和品质如表2所示。顺便提及,得到洗涤剂颗粒的生长度是1.38。
得到的洗涤剂颗粒是具有极好的溶解性,窄颗粒尺寸分布和低结块性的颗粒。
实施例4
<洗涤剂颗粒的制备>
向Ldige混合器(Matsuzaka Giken Co.,Ltd.制造;容量:20L;配有夹套)中加入由以上实施例3中程序得到的2.5kg量的碱性颗粒,并且主轴以70r.p.m.旋转而切碎机不旋转。同时,使80℃的热水以10L/min的速度流过夹套。1分钟内向上述混合器中加入温度控制为60℃的0.73kg量的酸形式的LAS(阴离子表面活性剂的液态酸性前体),然后混合和搅拌该组分4分钟以进行干法中和反应(碱性颗粒中碱的量:相当于对阴离子表面活性剂进行中和所需量的8.4倍,相当于被酸中和的量的8.4倍当量)。
随后,向其中加入1.03kg粉碎的三聚磷酸钠,然后主轴以150r.p.m.旋转并且切碎机以3600r.p.m.选择进行表面改性以得到洗涤剂颗粒。得到的洗涤剂颗粒的组成、性质和品质如表2所示。顺便提及,得到的洗涤剂颗粒的生长度是1.33。
得到的洗涤剂颗粒是具有极好的溶解性,窄颗粒尺寸分布和低结块性的颗粒。
实施例5
向Ldige混合器(Matsuzaka Giken Co.,Ltd.制造;容量:20L;配有夹套)中加入由以上实施例1中程序得到的2.5kg量的碱性颗粒,并且主轴以150r.p.m.旋转而切碎机不旋转。同时,使80℃的热水以10L/min的速度流过夹套。
1分钟内向上述混合器中加入温度控制为60℃的0.23kg量的非离子表面活性剂(EMULGEN 108 KM,由Kao Corporation(花王株式会社)制造),然后混合并且搅拌该组分。接着,在2分钟内向上述混合器中加入温度控制为60℃的0.80kg酸形式的LAS(阴离子表面活性剂的液态酸性前体),然后混合并搅拌该组分4分钟以进行干法中和反应(碱性颗粒中碱的量:相当于对阴离子表面活性剂进行中和所需量的5.7倍,相当于被酸中和所需量的5.7倍)。
随后,向其中加入0.43kg A型沸石和0.30kg粉碎的三聚磷酸钠加入其中,然后主轴以200r.p.m.旋转并且切碎机以2000r.p.m.旋转进行表面改性以得到洗涤剂颗粒。所得洗涤剂颗粒的组成和性质如表2所示。
所得洗涤剂颗粒是具有极好的溶解性,窄颗粒尺寸分布和低结块性的颗粒。
实施例6
<洗涤剂颗粒的制备>
向Ldige混合器(Matsuzaka Giken有限公司制造;容量:20L;配有夹套)中加入由以上实施例1中程序得到的2.5kg量的碱性颗粒,并且主轴以150r.p.m.旋转而切碎机不旋转。同时,使80℃的热水以10L/min的速度流过夹套。
1分钟内向上述混合器中加入温度控制为60℃的0.23kg量的非离子表面活性剂(EMULGEN 108 KM,Kao Corporation(花王株式会社)制造)和0.05kg水,然后混合并搅拌该组分1分钟。接着,2分钟内向上述混合器中加入温度控制为60℃的0.80kg酸形式的LAS(阴离子表面活性剂的液态酸性前体),然后混合并搅拌该组分4分钟以进行干法中和反应(碱性颗粒中碱的量:相当于对阴离子表面活性剂进行中和所需量的5.7倍,相当于被酸中和所需量的5.7倍)。
随后,向其中加入0.43kg A型沸石和0.25kg粉碎的三聚磷酸钠,然后主轴以200r.p.m.旋转并且切碎机以2000r.p.m.旋转进行表面改性以得到洗涤剂颗粒。所得洗涤剂颗粒的组成和性质如表2所示。
所得洗涤剂颗粒是具有极好的溶解性,窄颗粒尺寸分布和低结块性的颗粒。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
碱性颗粒的组成 (wt.%) 组分(A)碳酸钠其它三聚磷酸钠硫酸钠LAS-Na聚丙烯酸钠 | 30254101 | 30253512 | 4004704 | 4004704 | 30254101 | 30254101 |
2号硅酸钠水 | 03 | 52 | 81 | 81 | 03 | 03 |
碱性颗粒的性质体积密度[g/L]平均颗粒尺寸[μm]颗粒强度[g/cm2] | 580269238 | 381294150 | 447231125 | 447231125 | 580269238 | 580269238 |
表2
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
洗涤剂颗粒的组成 (重量份)碱性颗粒组分(B)液态酸性前体LAS的酸形式其它硫酸非离子表面活性剂水组分(C)A型沸石三聚磷酸钠 | 10025200170 | 10025000170 | 10031000330 | 10029000041 | 100320901712 | 100320921710 |
生产效率尺寸为1410μm或更小的颗粒的比率(wt.%) | 91 | 95 | 95 | 92 | 91 | 93 |
洗涤剂颗粒的性质体积密度[g/L]平均颗粒尺寸[μm]60秒溶解率[%]流动性[s]洗涤剂颗粒的品质Rosin-Rammler数(罗辛-拉姆勒数)[-] | 587336956.23.14 | 446317966.43.34 | 526319985.92.63 | 490306966.32.76 | 680303946.32.53 | 710288966.22.61 |
筛过率[%](7天后)渗漏性[-] | 1001 | 1001 | 1001 | 1001 | 1001 | 1001 |
工业适用范围
由于本发明的洗涤剂颗粒具有极好的储存稳定性和溶解性,以及窄颗粒尺寸分布,展示出能够使用上述洗涤剂颗粒得到适合用作衣物洗涤剂的洗涤剂组合物的效果。本发明的洗涤剂颗粒适用于衣物洗涤剂、餐具洗涤剂等。
Claims (5)
1.洗涤剂颗粒,该洗涤剂颗粒通过包括以下步骤的方法获得:用无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体B对含有水溶性的固体碱性无机物A的碱性颗粒进行干法中和,其中所述的碱性颗粒由喷雾干燥的方法得到,并且其中所述的碱性颗粒含有等于或大于对所述组分B进行中和所需量的4倍的所述组分A,并且该碱性颗粒的平均颗粒尺寸为150至400μm。
2.平均颗粒尺寸为150至400μm的碱性颗粒,该碱性颗粒含有20至80wt.%的水溶性固体碱性无机物。
3.一种制备洗涤剂颗粒的方法,该方法包括以下步骤:
(a)制备含有等于或大于对将要在步骤c中加入的无皂阴离子表面活性剂的液态酸性前体B进行中和所需量的4倍量水溶性固体碱性无机物A的浆料;
(b)对步骤a中得到的浆料进行喷雾干燥得到碱性颗粒;以及
(c):混合所述的液态酸性前体B与步骤b中获得的碱性颗粒,并且对得到的混合物进行干法中和。
4.根据权利要求3所述的制备洗涤剂颗粒的方法,进一步包括以下步骤:
(d):向步骤c中得到的洗涤剂颗粒中加入流化助剂C,从而对所述的洗涤剂颗粒进行表面改性。
5.一种洗涤剂组合物,该洗涤剂组合物含有如权利要求1所定义的洗涤剂颗粒。
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