DE60001769T2

DE60001769T2 - Feste Formkörper Waschmittel

Info

Publication number: DE60001769T2
Application number: DE60001769T
Authority: DE
Inventors: Yuhki Wakayama-shi Yanagisawa; Nobuyoshi Wakayama-shi Yamaguchi; Shu Wakayama-shi Yamaguchi; Hitoshi Wakayama-shi Takaya; Hiroyuki Wakayama-shi Yamashita
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2020-06-16
Also published as: US7067469B2; DE60001769D1; EP1061126B1; JP3352977B2; EP1061126A1; US20040127387A1; US6645931B1; JP2000355698A

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein festgeformtes Detergens.
Stand der Technik
Ein festgeformtes Detergens weist Vorzüge dahingehend auf, dass es nicht abgemessen werden muß, leicht gehandhabt werden kann und kompakt ist, so dass es nur wenig Lagerraum benötigt. Ein Beispiel hiervon ist ein Tablettenwaschmittel, das durch Komprimieren oder Verdichten eines normalen Detergens hergestellt wird und z. B. in Europa auf den Markt gebracht worden ist.
Diese fest geformten Detergenzien genügen jedoch nicht ausreichend zwei wichtigen Merkmalen der Hersteller, nämlich einer ausreichenden mechanischen Festigkeit während des Trocknens und ein schnelles Verteilen und Lösen, wenn sie Wasser zugeführt werden. Zum Beispiel offenbaren die europäische Patentpublikation 0711828 und die japanische Patentoffenlegungsschrift Hei 10-183199 jeweils ein Tablettenwaschmittel mit verbesserter Löslichkeit, das bei einem geringen Kompressionsdruck geformt werden kann, wobei das Tablettenwaschmittel durch Kompressionsformen nach Beschichten eines Detergensteilchens, oder zumindest eines Teils hiervon, mit einem Bindemittel hergestellt wird, und ein Herstellungsverfahren hierfür.
Zudem offenbart WO 98/24873 ein Tablettendetergens, das durch Bilden einer Umhüllung mit einem Beschichtungsmittel wie zum Beispiel einer Dicarbonsäure auf einer komprimierten Detergenszusammensetzung hergestellt wird. Diese Tablettendetergenzien sind wirksam als eine Detergenszusammensetzung mit einer verbesserten zersetzungsfördernden Eigenschaft und Löslichkeit im Vergleich mit einer Zusammensetzung, die einfach durch direktes Tablettieren der aufbauenden Teilchen oder dergleichen erhalten wird.
Die zersetzungsfördernde Eigenschaft und die Löslichkeit des fest geformten Detergenses hängen jedoch stark von der zersetzungsfördernden Eigenschaft und der Löslichkeit des Detergensteilchens selbst ab, aus dem das Detergens zusammengesetzt ist. Zudem, obwohl das wichtigste Merkmal bei dem Waschgang die Freisetzung der Detergenskomponenten des Detergensteilchens in das Wasser ist, sind die Eigenschaften oder die Struktur des Detergensteilchens selbst nicht ausreichend untersucht worden. Zum Beispiel sind in den oben erwähnten, vermarkteten, fest geformten Detergenzien die zersetzungsfördernde Eigenschaft und die Löslichkeit des Detergensteilchens selbst nicht ausreichend, so dass die zersetzungsfördernde Eigenschaft und die Löslichkeit des fest geformten Detergenses selbst nicht zufriedenstellend sind.
EP 0 969 082 (veröffentlicht am 5. Januar 2000) offenbart ein sich schnell auflösendes Teilchen, das eine Blase aus einer Pore in dem Teilchen freisetzen kann.
GB 2 331 994 offenbart auflösende Tabletten, die eingefangenes Gas enthalten können.
Ein erfindungsgemäßes Ziel ist die Bereitstellung eines sich schnell lösenden, fest geformten Detergenses mit ausreichender mechanischer Festigkeit während des Trocknens, das sich schnell in Wasser lösen kann.
Das obige und andere erfindungsgemäße Ziele werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
Zusammenfassung der Erfindung
Zusammenfassend betrifft die Erfindung:

1. ein fest geformtes Detergens, umfassend Teilchen für das Detergens, umfassend ein Teilchen, das eine Blase von einem inneren Teil des Teilchens in einem Prozess des Lösens des Teilchens in Wasser freisetzen kann, wobei die Blase eine Grösse von 1/10 oder mehr der Teilchengrösse des Teilchens aufweist, und wobei die Teilchen eine Auflösungsrate von 90% oder mehr aufweisen, unter Bedingungen, bei denen die Teilchen zu Wasser bei 5°C zugeführt werden; 60 Sekunden lang unter den Rührbedingungen gerührt wird, dass 1 g der Teilchen zu einem 1 l-Becherglas mit einem Innendurchmesser von 105 mm zugeführt wird, das mit 1 l hartem Wasser mit 71,2 mg CaCO₃/l versetzt ist, wobei das molare Verhältnis von Ca/Mg 7/3 beträgt, und mit einem Rührstab von 35 mm Länge und 8 mm Durchmesser bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 800 U/min gerührt wird; und mit einem Standardsieb mit einer Sieböffnung von 74 μm, wie in JIS Z 8801 definiert, filtriert wird, wobei die Auflösungsrate der Teilchen durch die Gleichung (1) berechnet wird: Auflösungsrate (%) = [1 – (T/S) ] × 100 (1) wobei S das Gewicht (g) der zugeführten Teilchen ist; und T das Trockengewicht (g) von unlöslichen Resten der Teilchen ist, die auf dem Sieb verbleiben, wenn eine wässrige Lösung, die unter den obigen Rührbedingungen hergestellt wurde, mit dem Sieb filtriert wird; und
2. ein fest geformtes Detergens, umfassend Teilchen für das Detergens, umfassend Basisteilchen zum Tragen eines Tensids und/oder Detergensteilchen, die durch Tragen eines Tensids von den Basisteilchen hergestellt werden, wobei jedes Basisteilchen eine wasserunlösliche anorganische Verbindung, ein wasserlösliches Polymer und ein wasserlösliches Salz umfasst, wobei das Basisteilchen eine lokalisierte Struktur aufweist, in der grössere Mengen des wasserlöslichen Polymers und/oder des wasserlöslichen Salzes nahe der Oberfläche des Basisteilchens im Vergleich mit dem Innenteil hiervon vorkommen, wobei das Basisteilchen eine Struktur mit einer Pore im Innenteil hiervon aufweist, wobei die Pore eine Grösse von 1/10 bis 4/5 der Teilchengrösse des Basisteilchens aufweist, und wobei die Teilchen eine Auflösungsrate von 90% oder mehr aufweisen, unter Bedingungen, bei denen die Teilchen zu Wasser bei 5°C zugeführt werden; 60 Sekunden lang unter den Rührbedingungen gerührt wird, dass 1 g der Teilchen zu einem 1 l-Becherglas mit einem Innendurchmesser von 105 mm zugeführt wird, das mit 1 l hartem Wasser mit 71,2 mg CaCO₃/l versetzt ist, wobei das molare Verhältnis von Ca/Mg 7/3 beträgt, und mit einem Rührstab von 35 mm Länge und 8 mm Durchmesser bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 800 U/min gerührt wird; und mit einem Standardsieb mit einer Sieböffnung von 74 μm wie in JIS Z 8801 definiert, filtriert wird, wobei die Auflösungsrate der Teilchen durch die Gleichung (1) berechnet wird: Auflösungsrate (%) = [1 – (T/S)] × 100 (1) wobei S das Gewicht (g) der zugeführten Teilchen ist; und T das Trockengewicht (g) von unlöslichen Resten der Teilchen ist, die auf dem Sieb verbleiben, wenn eine wässrige Lösung, die unter den obigen Rührbedingungen hergestellt wurde, mit dem Sieb filtriert wird.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1. Fest geformtes Detergens
1.1 Definition
Erfindungsgemäß bezieht sich der Ausdruck "fest geformtes Detergens" auf solche Detergenzien, die Teilchen mit einer schnellen Löslichkeit umfassen, wobei die Teilchen zum Beispiel Basisteilchen zum Tragen eines Tensids (hiernach einfach als "Basisteilchen" bezeichnet) und/oder schnell lösliche Detergensteilchen; und getrennt hinzugefügte Komponenten aufweisen, die von den Detergensteilchen verschieden sind (Detergenskomponenten: ein bekanntes Detergensteilchen, ein Builder, eines Fluoreszenzfarbstoff, ein Enzym, ein Duftstoff, ein Entschäumungsmittel, ein Bleichmittel, ein Bleichaktivator, ein Bindemittel, ein zersetzungsförderndes Mittel und dergleichen), wobei das Detergens eine feste Form aufweist, wie zum Beispiel eine Tablette, ein Brikett oder einen Riegel. Der Ausdruck "[das] Basisteilchen zum Tragen eines Tensids" (hiernach einfach als "Basisteilchen" bezeichnet) bezieht sich auf ein Basisteilchen umfassend eine wasserunlösliche anorganische Verbindung, ein wasserlösliches Polymer und ein wasserlösliches Salz, wobei das Basisteilchen ein Tensid oder dergleichen tragen kann, und der Ausdruck "[die] Basisteilchen" bezieht sich auf ein Aggregat hiervon. Der Ausdruck "[das] schnell lösliche Detergensteilchen" bezieht sich auf ein Detergensteilchen, das ein Basisteilchen und ein Tensid umfasst, wobei das Tensid von dem Basisteilchen getragen wird, und der Ausdruck "[die] schnell löslichen Detergensteilchen" bezieht sich auf ein Aggregat hiervon. Der Ausdruck "[die] Teilchen" bezieht sich auf ein Aggregat von verschiedenen Teilchen, aus dem das Detergens aufgebaut ist.
1.2 Zusammensetzung und Herstellungsverfahren
Ein Merkmal des erfindungsgemäßen, fest geformten Detergens ist, dass das fest geformte Detergens Detergensteilchen mit einer schnellen Löslichkeit umfasst. Die Teilchen umfassen zum Beispiel Basisteilchen und/oder schnell lösliche Detergensteilchen. Wie unten beschrieben, zeigt das fest geformte Produkt umfassend die Teilchen eine bemerkenswert hohe zersetzungsfördernde Eigenschaft/Löslichkeit im Vergleich zu einem fest geformten Detergens, das durch Formen eines bekannten Detergensteilchens hergestellt wird, da das Teilchen selbst eine hohe zersetzungsfördernde Eigenschaft/Löslichkeit aufgrund seiner chemischen und physikalischen Struktur aufweist. Zudem kann erfindungsgemäß ein fest geformtes Detergens mit hervorragender zersetzungsfördernder Eigenschaft/Löslichkeit erhalten werden, indem es nicht nur diese Teilchen (schnell lösliche Detergensteilchen und/oder Basisteilchen), sondern auch gleichzeitig bekannte Detergensteilchen oder Detergenskomponenten zusammen mit diesen Teilchen enthält. Zum Beispiel wird ein bekanntes kompaktes Detergensteilchen (zum Beispiel "ATTACK", hergestellt von Kao Corporation) gleichförmig mit den schnell löslichen Detergensteilchen gemischt, und die Mischung wird geformt, wodurch ein fest geformtes Detergens mit verbesserter zersetzungsfördernder Eigenschaft und einer hervorragenden Löslichkeit erhalten werden kann. Hierbei beträgt die Menge der formulierten Teilchen vorzugsweise 10 Gew.% oder mehr, bevorzugter 25 Gew.% oder mehr, am bevorzugtesten 50 Gew.% oder mehr, des fest geformten Detergenses.
Wenn die Ausgangszusammensetzung umfassend die Teilchen komprimiert oder verdichtet (hiernach einfach als "komprimiert" bezeichnet) wird, um sie in eine feste Form zu bringen, kann erfindungsgemäß eine Detergenszusammensetzung mit einer hervorragenden Löslichkeit erhalten werden, die die Löslichkeitseigenschaft des Teilchens durch Formen der Ausgangszusammensetzung bei einem niedrigen Kompressionsdruck, so dass sich die Teilchenstruktur der Teilchen nicht zersetzt, zeigt. Zudem ist es bevorzugt, dass durch Niederkompressionsdruckformen erhaltene Detergensteilchen durch ein Verfahren umfassend das Beschichten des Teilchens mit einem Bindemittel und Formen des resultierenden Teilchens; ein Verfahren umfassend das Bilden einer Hülle unter Verwendung zum Beispiel eines Beschichtungsmittels oder dergleichen auf dem Teilchen, und dergleichen, im Hinblick auf die hohe (mechanische) Festigkeit und die hervorragende Handhabbarkeit weiter zu behandeln.
Zudem ist es bevorzugt, dass das fest geformte Detergens eine Makroluftlücke (Hohlraum) aufweist, so dass nach dem Zuführen des fest geformten Detergenses zum Wasser das Wasser ausreichend in den Innenteil des fest geformten Detergenses eindringt, wodurch die Löslichkeit erhöht wird. Die Verwendung eines Bindemittels dient dazu, das fest geformte Detergens bei einem geringen Kompressionsdruck herzustellen und eine Makroluftlücke zu gewährleisten. Es wird bevorzugt, dass das Bindemittel bei normaler Temperatur (20°C oder so) ein Feststoff oder Pulver und wasserlöslich ist und einen Schmelzpunkt von 40 bis 100°C aufweist. Das Bindemittel umfasst zum Beispiel wasserlösliche Polymere, wie z. B. Polyethylenglycole, Polyvinylpyrrolidone, wasserlösliche Polyacrylate und Polyvinylalkohole. Insbesondere können Polyethylenglycole geeignet verwendet werden. Als Polyethylenglycol sind insbesondere bevorzugt solche mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht von 1.300 bis 20.000, wie aus dem Hydroxylwert, bestimmt durch das Pyridin-Phthalsäureanhydrid-Verfahren gemäß JIS K 155 6.4, bestimmt; und solche mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 100°C, wie durch ein Verfahren gemäß JIS K 8001 bestimmt. Die Menge des formulierten Bindemittels beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.%, bevorzugter 1 bis 5 Gew.%, des fest geformten Detergenses. Diese Bindemittel können zuvor wärmegeschmolzen oder in Wasser gelöst werden und hiernach auf das Teilchen beschichtet werden. Zudem, wenn das Bindemittel ein Feststoff ist, wird das Bindemittel in eine Pulverform pulverisiert; hiernach werden das Bindemittel und die oben erwähnte Ausgangszusammensetzung (oder zumindest ein Teil hiervon) einem Mischer zugeführt; und die Mischung wird unter Taumeln erhitzt, um das Bindemittel zu schmelzen, wodurch das Bindemittel auf der Oberfläche dieser Teilchen abgeschieden wird. Ein Verfahren zur Herstellung eines Tablettenwaschmittels umfassend ein Bindemittel beinhaltet ein Verfahren, wie es in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Hei 10-183198 beschrieben ist.
Zudem umfassen bevorzugte Verfahren ein Verfahren umfassend das Kompressionsformen einer Ausgangszusammensetzung und hiernach Bilden einer Hülle hierauf mit einem Beschichtungsmittel, wie in Beispiel 1, Seite 19 der WO 98/4873 offenbart; und ein auf den Seiten 15 bis 22 von WO 94/25563 offenbartes Verfahren, umfassend die Wärmebehandlung eines körnigen Feststoffaggregats umfassend ein Hydrat mit Mikrowellen.
Wenn ein zersetzungsförderndes Mittel hinzugefügt wird, löst sich das Bindemittel schnell und unterliegt einer Zersetzung, wenn das Bindemittel mit Wasser in Kontakt kommt, wodurch das oben erwähnte fest geformte Detergens eine hervorragende Löslichkeitseigenschaft erreicht. Bevorzugte zersetzungsfördernde Mittel sind physikalische zersetzungsfördernde Mittel, die durch Quellen wirken. Beispiele dieser zersetzungsfördernden Mittel umfassen Stärken, Stärkederivate wie z. B. Carboxymethylstärke, Cellulose, Cellulosederivate wie z. B. Carboxymethylcellulose, feinkristalline Cellulose, Saccharide (insbesondere Sorbitol) und Schichtsilikate (insbesondere Betonit oder fein quellbare Schichtsilikatteilchen vom Smektit-Typ). Zudem können auch wasserlösliche Salze formuliert werden, die die Löslichkeit verbessern, umfassend zum Beispiel Acetate, Succinate, Citrate und dergleichen, insbesondere Natriumacetat, Natriumcitrat und dergleichen. Zudem können organische Salze wie z. B. Natriumtripolyphosphate verwendet werden. Als ein zersetzungsförderndes Blasenmittel kann eine schwache Säure wie z. B. Zitronensäure oder Weinsäure in Kombination mit einem Alkalimetallcarbonat oder Alkalimetallbicarbonat verwendet werden.
Das fest geformte Detergens kann weiterhin mit enzymhaltigen Körnern, weichmacherhaltigen Körnern wie z. B. quaternären Ammoniumsalzen, schaumregulierende Mittel enthaltenden Körnern wie z. B. Dimethylsilicon, duftstoffhaltigen Körnern, Bleichmitteln wie z. B. Natriumpercarbonat und Natriumperborat und dergleichen formuliert werden.
Die für die Herstellung des fest geformten Detergenses mit der oben beschriebenen Zusammensetzung verwendete Vorrichtung ist nicht besonders beschränkt, und es kann zum Beispiel eine Tablettiermaschine wie z. B. eine Brikettiermaschine verwendet werden. Die Tablettiermaschine umfasst eine Einzelschuß-Tablettiermaschine oder eine Rotations-Tablettiermaschine.
1.3 Grösse und Festigkeit
Die Form des fest geformten Detergenses umfasst eine Form gemäß JIS K 8841, von denen eine zylindrische Form, kubische Form und dergleichen bevorzugt sind. Der Formdruck, wie zum Beispiel der Tablettierdruck, beträgt vorzugsweise 1 kgf/cm² oder mehr im Hinblick auf eine bevorzugte mechanische Festigkeit, und der Formdruck beträgt vorzugsweise 50 kgf/cm² oder weniger, bevorzugter 30 kgf/cm² oder weniger im Hinblick auf ein Verhindern des Zerdrückens des Teilchens und der Gewährleistung eines gegebenen Makroluftlückenverhältnisses (Hohlraumverhältnis). Zudem beträgt die Zersetzungshärte vorzugsweise 2 kgf oder mehr, bevorzugter 3 kgf oder mehr. Hierbei ist die Zersetzungshärte eine Zersetzungshärte in der Richtung des Durchmessers des fest geformten Detergenses gemäß JIS Z 8841.
1.4 Zersetzungsfördernde Eigenschaft
Die zersetzungsfördernde Eigenschaft des fest geformten Detergenses kann durch sein zersetzungsförderndes Verhältnis bewertet werden, und das zersetzungsfördernde Verhältnis beträgt vorzugsweise 25% oder mehr, bevorzugter 50% oder mehr. Hierbei kann das zersetzungsfördernde Verhältnis wie folgt erhalten werden.
15 g eines fest geformten Detergenses werden auf einem Sieb mit einer Pore eines Durchmessers von 1 cm stehengelassen, und das fest geformte Detergens wird zusammen mit dem Sieb in 1 l hartem Wasser (71,2 mg CaCO₃/L, Ca/Mg (molares Verhältnis) = 7/3) in einem Becherglas eingeweicht. Nach 1 Minute wird das fest geformte Detergens aus dem Becherglas zusammen mit dem Sieb herausgenommen, und die unlöslichen Überbleibsel auf dem Sieb werden 2 Stunden lang in einem auf 105°C erhitzten elektrischen Trockner getrocknet, wonach die getrockneten unlöslichen Überbleibsel durch Halten in einem Exsikkator (25°C) mit einem Silicagel 30 Minuten lang gekühlt werden. Nach dem Kühlen werden die Gewichte der getrockneten unlöslichen Überbleibsel für das Detergens, das Sieb und das Sammelgefäß bestimmt, und das zersetzungsfördernde Verhältnis des fest geformten Detergenses wird durch die folgende Gleichung erhalten:
zersetzungsförderndes Verhältnis (%) = {1 – (T/W)} × 100
wobei T das Trockengewicht (g) der unter den obigen Bedingungen erhaltenen unlöslichen Überbleibsel ist; und W das Anfangsgewicht (g) des fest geformten Detergenses ist.
1.5 Löslichkeit
Die Löslichkeit des fest geformten Detergenses kann durch die Lösungsgeschwindigkeit (Auflösungsrate) bestimmt werden, und die Lösungsgeschwindigkeit, als ein Maßstab zur Verhinderung von Problemen wie unlöslichen Überbleibseln des Detergenses, beträgt vorzugsweise 70% oder mehr, bevorzugter 80% oder mehr. Hierbei kann die Auflösungsgeschwindigkeit wie folgt erhalten werden.
15 g eines fest geformten Detergenses wird einer Waschmaschine vom Zwillingstrog-Typ (im Handel erhältlich von Toshiba Corporation unter dem Handelsnamen "GINGA Model 3.6 VH-360 SI") zugeführt, in die 30 l Leitungswasser bei 20°C zuvor zugeführt wurden. Die elektrische Leitfähigkeit wird wie folgt bestimmt unter Rühren über 20 Minuten bei einer Rührstärke, die auf dem "Standard"-Modus eingestellt wurde.
Die elektrische Leitfähigkeit wird unter Verwendung eines Leitfähigkeitsmeters, das im Handel von Toa Denpa Kogyo unter dem Handelsnamen TOA ConductivityMeter CM-60Swo erhältlich ist, bestimmt. Der Sättigungswert für die elektrische Leitfähigkeit wird als eine Leitfähigkeit definiert, bei der die Veränderung des bestimmten Wertes in Bezug auf den zuvor bestimmten Wert weniger als 1% beträgt, wenn die elektrische Leitfähigkeit alle 30 Sekunden lang nach dem Beginn des Rührens bestimmt wird. Hierbei wird die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit mindestens 5 Minuten lang vorgenommen. Die Auflösungsgeschwindigkeit wird gemäß der folgenden Gleichung bestimmt, die auf Seite 24 der japanischen Patentoffenlegungsschrift Hei 10-88199 offenbart ist.
Die Löslichkeit wird als Auflösungsrate nach 3 Minuten nach dem Beginn des Rührens bewertet.
Das erfindungsgemäße fest geformte Detergens mit dem oben beschriebenen Aufbau zeigt verbesserte Waschkraft und die Qualität, wie zum Beispiel bezüglich der überbleibenden unlöslichen Reste, da seine Detergenskomponenten schnell in einen Waschtrog herausgespült werden können, während es seine Vorzüge wie zum Beispiel die Handhabbarkeit beibehält.
2. Detergensteilchen und Basisteilchen
2.1. Mechanismus der schnellen Löslichkeit
2.1.1 Schnelle Löslichkeit durch eine Freisetzungsblase
Die erfindungsgemäß verwendeten Teilchen umfassen jeweils ein Teilchen, das eine Blase von 1/10 oder mehr der Teilchengrösse des Teilchens freisetzen kann in einem Prozess, bei dem das Detergensteilchen in Wasser gelöst wird (hiernach als "blasenfreisetzendes Teilchen" bezeichnet), und in einem Prozess, in dem das blasenfreisetzende Teilchen in Wasser gelöst wird, das blasenfreisetzende Teilchen zuerst eine Blase mit einer gegebenen Grösse aus dem inneren Teil des Teilchens freisetzt, da eine geringe Menge Wasser in das innere Teil eindringen kann, und anschließend das Teilchen selbst einer Zersetzung (Selbstzersetzung des Teilchens) dadurch unterliegt, dass eine grössere Menge Wasser in das innere Teil des Teilchens eindringt, so dass nicht nur eine Auflösung von einem Teil nahe der Oberfläche stattfindet, sondern auch eine Auflösung und Zersetzung aus den inneren Teil des Teilchens.
Das oben beschriebene Auflösungsverhalten kann durch ein digitales Mikroskop oder optisches Mikroskop als ein Phänomen bestätigt werden, bei dem eine Blase von 1/10 oder mehr, vorzugsweise 1/5 oder mehr, bevorzugter 1/4 oder mehr, noch bevorzugter 1/3 oder mehr, der Teilchengrösse des Teilchens (hiernach als "Blase mit einer gegebenen Grösse" bezeichnet) in einem Fall freigesetzt wird, in dem das blasenfreisetzende Teilchen in Wasser gelöst wird. Zudem kann selbst nach Formen in ein festes Detergens das Auflösungsverhalten durch vorsichtiges Trennen des Detergenses in die einzelnen blasenfreisetzenden Teilchen und Beobachten der Teilchen in der gleichen Weise wie oben bestätigt werden. Es wird bevorzugt, dass in einem Fall, in dem das blasenfreisetzende Teilchen in Wasser in einem ruhenden Zustand gelöst wird, die Blase mit einer gegebenen Grösse sich innerhalb von 120 Sekunden, bevorzugter innerhalb von 60 Sekunden, noch bevorzugter innerhalb von 45 Sekunden entwickelt.
Das blasenfreisetzende Teilchen kann zum Beispiel ein Einzelkern-Detergensteilchen sein, das in dem folgenden Abschnitt 2.4 erklärt wird, oder es kann ein von dem Einzelkern-Detergensteilchen verschiedenes Detergensteilchen sein, einschließlich zum Beispiel eines Detergensteilchens, in dem das Einzelkern-Basisteilchen aggregiert ist (hiernach als "Multikern-Detergensteilchen" wie in Abschnitt 2.6 beschrieben, bezeichnet). Es ist im Hinblick auf eine dramatische Verstärkung der Auflösungsgeschwindigkeit bevorzugter, dass das blasenfreisetzende Teilchen einen einzelnen Kern aufweist. Zudem wird es bevorzugt, dass das blasenfreisetzende Teilchen 60 Gew.% oder mehr, bevorzugter 80 Gew.% oder mehr, der Teilchen ausmacht.
Die Grösse der aus dem inneren Teil des Teilchens freigesetzten Blase wird wie folgt gemessen.
Ein doppelseitiges Klebeband wird am Boden einer Glaspetrischale (inner Durchmesser: 50 mm) mittig angebracht. Die Teilchen werden an das doppelseitige Klebeband geklebt. Zuerst wird ein Äquivalenzdurchmesser (α μm) für jedes Teilchen aus einem durch ein digitales Mikroskop (z. B. ein im Handel erhältliches von Keyence Corporation, "VH-6300") erhaltenes Bild berechnet.
Anschließend wurden 5 ml von ionengetauschtem Wasser bei 20°C in die Glaspetrischale gegossen, und das Auflösungsverhalten der einzelnen Teilchen für die bestimmte Messung wird beobachtet. Wenn die Blase von dem inneren Teil des Teilchens freigesetzt wird, wird der Äquivalenzdurchmesser (β μm) der Blase aus einem Bild zu einem Moment gemessen, an dem die Blase das Teilchen verläßt. In einem Fall, in dem eine Mehrzahl von Blasen aus dem inneren Teil des Teilchens freigesetzt wird, bezieht sich "β μm" im übrigen auf einen maximalen Wert des für jede Blase gemessenen Äquivalenzdurchmessers. Das Verhältnis des Blasendurchmessers zu dem Teilchendurchmesser ((β/α) für jedes Teilchen wird berechnet. In dem blasenfreisetzenden Teilchen ist es bevorzugt, dass eine Makroluftlücke, d. h. eine Pore mit einer Grösse von 1/10 bis 4/5, vorzugsweise 1/5 bis 4/5, der Teilchengrösse in dem inneren Teil des Teilchens vorliegt.
Die Grösse der Pore (Porengrösse) kann wie folgt gemessen werden.
Das ausgewählte Teilchen wird im Querschnitt mit einem chirurgischen Messer oder dergleichen ohne Zerquetschen des Teilchens so gespalten, dass die maximale Teilchengrösse erhalten wird. Der gespaltene Querschnitt wird durch ein Rasterelektronenmikroskop (SEM) beobachtet. In dem Fall, in dem der Äquivalenzdurchmesser (Teilchengrösse) [γ μm] des gespaltenen Querschnitts des gespaltenen Teilchens und die Anwesenheit einer Pore in dem inneren Teil des Teilchens bestätigt werden, wird ein Äquivalenzdurchmesser der Pore (Porengrösse) [δ μm] gemessen. In dem Fall, in dem eine Mehrzahl von Poren bestätigt wird, ist der Äquivalenzdurchmesser δ μm übrigens als die größte Porengrösse von diesen definiert. Hiernach wird das Verhältnis der Porengrösse zu der Teilchengrösse (δ/γ) berechnet.
Zudem weisen in dem Fall, in dem das blasenfreisetzende Teilchen durch das unten beschriebene Basisteilchen aufgebaut ist, das Basisteilchen eine Struktur mit einer Pore in dem inneren Teil des Basisteilchens auf, wobei die Pore eine Grösse von 1/10 bis 4/5, vorzugsweise 1/5 bis 4/5, der Teilchengrösse des Basisteilchens aufweist.
2.1.2 Schnelle Löslichkeit durch eine lokalisierte Struktur des Basisteilchens
In den erfindungsgemäß verwendeten Teilchen kann abgesehen von dem oben erwähnten Lösungsmechanismus, oder in Kombination mit diesem Lösungsmechanismus, eine schnelle Löslichkeit von der Teilchenoberfläche beobachtet werden. Diese Merkmale beruhen darauf, dass die Teilchen Basisteilchen und/oder Detergensteilchen umfassen, die durch Stützen eines Tensids durch die Basisteilchen hergestellt werden, wobei jedes Basisteilchen eine wasserunlösliche anorganische Verbindung (A), ein wasserlösliches Polymer (B) und ein wasserlösliches Salz (C) umfasst, wobei das Basisteilchen eine lokalisierte Struktur aufweist, so dass eine grössere Menge des wasserlöslichen Polymers und/oder des wasserlöslichen Salzes nahe der Oberfläche des Basisteilchens und nicht in dem inneren Teil hiervon vorliegt (hiernach einfach als "lokalisierte Struktur des Basisteilchens" bezeichnet). Das Basisteilchen, in dem eine grössere Menge der wasserlöslichen Substanzen nahe der Oberfläche lokalisiert ist, kann eine schnellere Löslichkeit zeigen, da sich die wasserlöslichen Komponenten nahe der Oberfläche schneller in Wasser lösen, wodurch ein Auflösungsverhalten gezeigt wird, bei dem die Zersetzung des Teilchens von der Teilchenoberfläche her beschleunigt wird.
2.2 Zusammensetzung des Basisteilchens
Die wasserlösliche anorganische Verbindung (A) weist vorzugsweise eine primäre durchschnittliche Teilchengrösse von 0,1 bis 20 μm auf. Beispiele umfassen kristalline oder amorphe Aluminosilikate, Siliziumdioxid, hydratisierte Silikatverbindungen, Tonverbindungen wie z. B. Perlit und Betonit, und dergleichen, von denen kristalline oder amorphe Aluminosilikate, Siliziumdioxid und hydratisierte Silikatverbindungen vorzugsweise verwendet werden. Insbesondere werden kristalline Aluminosilikate bevorzugt.
Das wasserlösliche Polymer (B) umfasst Polymere auf Carbonsäurebasis, Carboxymethylcellulose, wasserlösliche Stärken, Zucker und dergleichen, von denen die Polymere auf Carbonsäurebasis bevorzugt werden. Insbesondere werden die Salze von Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymeren und die Salze von Polyacrylsäuren (Na, K, NH₄ und dergleichen) besonders bevorzugt. Das Molekulargewicht beträgt vorzugsweise 1.000 bis 80.000.
Neben den obigen Polymeren auf Carbonsäurebasis können Polymere wie z. B. Polyglyoxylate, Cellulosederivate wie z. B. Carboxymethylcellulose, Polymere auf Aminocarbonsäurebasis wie z. B. Polyaspartate verwendet werden.
Das wasserlösliche Salz (C) umfasst wasserlösliche anorganische Salze wie z. B. Carbonate, Hydrogencarbonate, Sulfate, Sulfite, Hydrogensulfate, Phosphate und Halogenide; und wasserlösliche organische Säuresalze mit niederen Molekulargewichten wie z. B. Citrate und Fumarate. Von diesen werden Carbonate, Sulfate und Sulfite bevorzugt. Die anorganischen Salze werden bevorzugt, weil die Pore in dem Teilchen weiter thermisch expandiert wird durch die Hydratationswärme und die Auflösungswärme durch die Reaktion mit Wasser nach der Herstellung des Basisteilchens, wodurch die Selbstzersetzung des Teilchens beschleunigt wird.
Hierbei wird Natriumcarbonat als ein Alkalisiermittel, das einen geeigneten pH-Pufferbereich in dem Waschwasser zeigt, bevorzugt. Andere Alkalisiermittel als Natriumcarbonat umfassen amorphe oder kristalline Silikate.
Die Zusammensetzung des Basisteilchens ist wie folgt. Der Gehalt der wasserunlöslichen anorganischen Verbindung (A) beträgt vorzugsweise 20 bis 90 Gew.%, bevorzugter 30 bis 75 Gew.%, am bevorzugtesten 40 bis 70 Gew.%. Der Gehalt des wasserlöslichen Polymers (B) beträgt vorzugsweise 2 bis 30 Gew.%, bevorzugter 3 bis 20 Gew.%, am bevorzugtesten 5 bis 20 Gew.%. Der Gehalt des wasserlöslichen Salzes (C) beträgt vorzugsweise 5 bis 78 Gew.%, bevorzugter 10 bis 70 Gew.%, am bevorzugtesten 10 bis 67 Gew.%, insbesondere bevorzugt 20 bis 60 Gew.%, am bevorzugtesten 20 bis 55 Gew.%. Innerhalb der obigen Bereiche ist das Basisteilchen vorteilhaft bezüglich einer Struktur, bei der die Oberfläche des Basisteilchens mit einer wasserlöslichen Komponente beschichtet ist, so dass die Beschichtung ausreichend auf der Teilchenoberfläche gebildet wird, wodurch die Teilchenfestigkeit ausreichend wird. Zudem ist dies im Hinblick auf die Löslichkeit der resultierenden Detergenszusammensetzung bevorzugt.
Weiterhin kann das Basisteilchen, neben den drei Komponenten (A) bis (C), auch Tenside und andere Hilfskomponenten, die geeignet in Detergenszusammensetzungen verwendet werden, wie z. B. Fluoreszenzfarbstoffe, Pigmente und Farbstoffe, umfassen.
Um die erwünschte Teilchengrösse und Volumendichte zu erhalten, kann das Tensid, obwohl es nicht als eine wesentliche Komponente des Basisteilchens benötigt wird, in einer Aufschlämmung zugefügt werden, die in Schritt (I) des unten beschriebenen Abschnitts 2.5.1 hergestellt wird, um die Trockeneffizienz in Schritt (II) zu verbessern. Die Menge des Tensids in der Aufschlämmung beträgt vorzugsweise 10 Gew.% oder weniger, bevorzugter 1 bis 10 Gew.%, am bevorzugtesten 2 bis 8 Gew.%. Diese Mengen werden übrigens auf Basis der festen Komponenten der Aufschlämmung erhalten.
Um eine hervorragende schnelle Löslichkeit zu zeigen, selbst wenn eine große Menge eines Tensids hinzugefügt wird, ist eine möglichst hohe Stützfähigkeit des Tensids durch das Basisteilchen erwünscht. Beispiele eines Verfahrens zur Verbesserung der Stützfähigkeit des Basisteilchens umfassen die Verwendung eines Basismaterials mit einer großen Stützfähigkeit (ölabsorbierende Fähigkeit) als wasserunlösliche anorganische Verbindung (A). Beispiele von geeignetem Basismaterial umfassen Zeolith vom A-Typ (z. B. mit dem Handelsnamen "Toyobuilder", im Handel erhältlich von Tosoh Corporation; ölabsorbierende Fähigkeit, gemessen durch ein Verfahren gemäß JIS K 5101, von 40 bis 50 ml/100 g); Zeolith vom P-Typ (z. B. Handelsnamen "Doucil A24" und "ZSE064", im Handel erhältlich von Crosfield B.V.; ölabsorbierende Fähigkeit: 60 bis 150 ml/100 g); und Zeolith vom X-Typ (z. B. mit dem Handelsnamen "Wessalith XD", im Handel erhältlich von Degussa AG; ölabsorbierende Fähigkeit: 80 bis 100 ml/100 g). Zudem können amorphes Silica und amorphe Aluminosilikate verwendet werden. Zum Beispiel sind solche vorteilhaft, die die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Hei 5-5100, Spalte 4, Zeile 34 bis Spalte 6, Zeile 16 (insbesondere die ölabsorbierenden Träger, die in Spalte 4, Zeile 43–49 beschrieben werden); und die in der japanische Patentveröffentlichung Nr. 6-179899, Spalte 12, Zeile 12 bis Spalte 13, Zeile 17 und Spalte 17, Zeile 34 bis Spalte 19, Zeile 17 beschrieben werden.
2.3 Lokalisierte Struktur des Basisteilchens
Als ein Verfahren zum Bestätigen der lokalisierten Struktur des Basisteilchens kann zum Beispiel ein kombiniertes Verfahren von Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (FT-IR) und photoakustischer Spektroskopie (PAS) (einfach als "FT-IR/PAS" abgekürzt) verwendet werden. Wie in "Applied Spectroscopy", 47, 1311–1316 (1993) beschrieben, kann der Verteilungszustand der Substanzen in Richtung der Tiefe von der Oberfläche der Proben durch dieses Verfahren bestätigt werden.
Das Meßverfahren zur Bestimmung der Struktur des erfindungsgemäß verwendeten Basisteilchens wird unten erläutert werden.
Jede Zelle wird mit jedem Basisteilchen in zwei unterschiedlichen Zuständen beladen, um eine FT-IR/PAS-Messung durchzuführen, und die Struktur des Basisteilchens kann durch Vergleich der Meßwerte bestimmt werden. Mit anderen Worten wird eine FT-IR/PAS-Messung an einem Basisteilchen in einem Zustand, in dem die erwünschte Struktur beibehalten ist, auf genommen, und eine weitere FT-IR/PAS-Messung wird für die Vergleichsprobe vorgenommen, wobei das Basisteilchen einen gleichförmigen Zustand durch ausreichendes Mahlen des Basisteilchens mit einem Achatmörser vorliegt. Das FT-IR/PAS wird gemessen zum Beispiel unter Verwendung eines Infrarot-Spektrometers "FTS-60A/896" (hergestellt von Bio-Rad Laboratories), und die PAS-Zelle umfasst einen photoakustischen Detektor "Model 300", hergestellt von MTEC Corporation. Die Meßbedingungen sind: Auflösung von 8 cm^–1, Rastergeschwindigkeit von 0,63 cm/s und 128 Scans. Unter den obigen Meßbedingungen wird die Information bis zu einer Tiefe von ungefähr 10 μm von der Oberfläche des Basisteilchens erhalten. In den PAS-Spektren des Basisteilchens kann jeder charakteristische Peak von Natriumcarbonat, Natriumsulfat, Zeolith und Natriumpolyacrylat bei 1.434 cm^–1 (CO₃ ^2– degenerierte Streckschwingung), 1.149 cm^–1 (SO₄ ^2– degenerierte Streckschwingung), 1.009 cm^–1 (Si-O-Si antisymmetrische Streckschwingung) und 1.576 cm^–1 (CO₂ antisymmetrische Streckschwingung) abgelesen werden, und die Flächenintensität jedes Peaks wird gemessen. Die relative Flächenintensität jedes charakteristischen Peaks des wasserlöslichen Salzes wie z. B. Natriumcarbonat oder Natriumsulfat zu den charakteristischen Peaks des Zeoliths, jeweils gemessen in dem Zustand, in dem die Struktur des Basisteilchens beibehalten ist, und in dem Zustand, in dem das Basisteilchen gleichförmig gemahlen wird, wird erhalten. Die resultierende relative Intensität wird dann mit der relativen Flächenintensität der charakteristischen Peaks des wasserlöslichen Polymers zu dem charakteristischen Peaks des Zeoliths verglichen, wenn in jedem der obigen Zustände gemessen, und hierdurch können die strukturellen Merkmale des Basisteilchens bestimmt werden. Es kann bewiesen werden, dass das Basisteilchen eine lokalisierte Struktur aufweist, so dass eine grössere Menge des wasserlöslichen Polymers und/oder der wasserlöslichen Salze nahe der Oberfläche des Basisteilchens im Vergleich zu dem inneren Teil enthalten ist, und dass eine grössere Menge der wasserunlöslichen anorganischen Verbindung in dem inneren Teil des Basisteilchens im Vergleich zur Oberfläche enthalten ist.
In Bezug auf das Basisteilchen werden Verhältnisse der relativen Flächenintensität der charakteristischen Peaks des wasserlöslichen Salzes und des wasserlöslichen Polymers zu den charakteristischen Peaks des Zeoliths, gemessen in einem Zustand, in dem die lokalisierte Struktur der Komponenten beibehalten wird, zu der relativen Flächenintensität der charakteristischen Peaks des Zeoliths, gemessen in einem Zustand, in dem das Basisteilchen gemahlen wird, um einen gleichförmigen Zustand zu ergeben, berechnet. Bezüglich des wasserlöslichen Salzes beträgt das Verhältnis 1,1 oder mehr, vorzugsweise 1,3 oder mehr, und bezüglich des wasserlöslichen Polymers beträgt das Verhältnis 1,3 oder mehr, vorzugsweise 1,5 oder mehr. Das Basisteilchen kann als eines mit einer lokalisierten Struktur erachtet werden, wenn das Basisteilchen diese Verhältnisse der relativen Flächenintensitäten aufweist, nämlich wenn der Gehalt der wasserlöslichen Salze wie z. B. Natriumcarbonat und Natriumsulfat und des wasserlöslichen Polymers wie z. B. Natriumpolyacrylat relativ grösser in einem Teil nahe der Oberfläche ist, und der Gehalt der wasserunlöslichen anorganischen Verbindung wie z. B. Zeolith relativ grösser in dem inneren Teil des Basisteilchens ist.
Als weitere Beispiele von Verfahren zur Bestimmung der lokalisierten Struktur des Basisteilchens können Energiedispersions-Röntgen-Spektroskopie (EDS) und Elektronensonden-Mikroanalyse (EPMA) angewendet werden. Durch diese Analyseverfahren kann die zweidimensionale Verteilung von Elementen durch Abrastern der Probenoberfläche mit einem Elektronenstrahl analysiert werden.
2.4. Eigenschaften
Es wird im Hinblick auf die schnelle Löslichkeit bevorzugt, dass die erfindungsgemäß verwendeten Detergensteilchen ein Einzelkern-Detergensteilchen umfassen. Der Ausdruck "Einzelkern-Detergensteilchen" bezieht sich auf ein Detergensteilchen, das durch Stützen eines Tensids durch ein Basisteilchen hergestellt wird, wobei ein einzelnes Detergensteilchen ein Basisteilchen als Kern aufweist.
Als ein Faktor zum Ausdrücken der Einzelkern-Eigenschaft kann der Grad des Teilchenwachstums angewendet werden, wie in der folgenden Gleichung definiert:
Der Grad des Teilchenwachstums beträgt vorzugsweise 1,5 oder weniger, bevorzugter 1,3 oder weniger.
Der Ausdruck "durchschnittliche Teilchengrösse des End-Detergensteilchens" bezieht sich entweder auf die durchschnittliche Teilchengrösse der Detergensteilchen, die nach Stützen eines Tensids durch Basisteilchen erhalten wird, oder auf die durchschnittliche Teilchengrösse der Detergensteilchen, bei denen die resultierenden Detergensteilchen einer Oberflächenverbesserungsbehandlung unterworfen werden.
Die Einzelkern-Eigenschaft kann durch mindestens ein Verfahren ausgewählt aus Verfahren (a), Verfahren (b) und Verfahren (c), wie unten erwähnt, bestätigt werden.
Verfahren (a): Ein Verfahren umfassend das Spalten einiger der Detergensteilchen, die wahllos von den Detergensteilchen aufgesammelt werden, von einer Grösse nahe der durchschnittlichen Teilchengrösse, und Beobachten der An- oder Abwesenheit des Basisteilchens und einer Anzahl der Basisteilchen in dem Detergensteilchen durch ein Rasterelektronenmikroskop (SEM).
Verfahren (b): Ein Verfahren umfassend das Extrahieren einer in einem organischen Lösungsmittel löslichen Komponente in dem Detergensteilchen mit einem organischen Lösungsmittel, in dem das wasserlösliche Polymer in dem Basisteilchen in dem Detergensteilchen sich nicht löst [z. B. im Falle, in dem ein Polyacrylat als ein wasserlösliches Polymer und ein anionisches Tensid (LAS) oder ein nichtionisches Tensid als ein Tensid im dem Basisteilchen vorliegt, kann vorteilhaft Ethanol verwendet werden]; und hiernach Beobachten einer in dem organischen Lösungsmittel unlöslichen Komponente durch SEM.
Verfahren (c): Ein Verfahren zum Bestätigen der Einzelkern-Eigenschaft umfassend die Detektion einer zweidimensionalen Elementverteilung des gespaltenen Querschnitts des Detergensteilchens, das in ein Harz eingebettet ist, mittels EDS oder EPMA.
Erfindungsgemäß umfasst das durch das Basisteilchen gestützte Tensid anionische Tenside, nichtionische Tenside, amphotere Tenside, kationische Tenside und dergleichen, wobei anionische Tenside und nichtionische Tenside bevorzugt werden.
Das anionische Tensid umfasst Salze von Estern, die aus einem Alkohol mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und Schwefelsäure erhalten werden; Salze von Estern, die aus einem alkoxylierten Produkt eines Alkohols mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen und Schwefelsäure erhalten werden; Alkylbenzolsulfonate; Paraffinsulfonate; α-Olefinsulfonate; Salze von α-sulfonierten Fettsäuren; Ester hiervon oder Salze von Fettsäuren hiervon, und dergleichen. Insbesondere werden geradkettige Alkylbenzolsulfonate, deren Alkylrest 10 bis 14 Kohlenstoffatome, bevorzugter 12 bis 14 Kohlenstoffatome, aufweist, bevorzugt.
Das nichtionische Tensid umfasst Polyoxyalkylenalkyl-(8 bis 20 Kohlenstoffatome)ether, Alkylpolyglycoside, Polyoxyalkylenalkyl-(8 bis 20 Kohlenstoffatome)phenylether, Polyoxyalkylensorbitanfettsäure-(8 bis 22 Kohlenstoffatome)ester, Polyoxyalkylenglycolfettsäure-(8 bis 22 Kohlenstoffatome)ester, Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Blockpolymere, Polyoxyalkylenalkylol-(8 bis 22 Kohlenstoffatome)amide und dergleichen.
Insbesondere wird ein Polyoxyalkylenalkylether, der durch Zugabe eines Alkylenoxids wie z. B. Ethylenoxid oder Propylenoxid zu einem Alkohol mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 4 bis 20 mol hergestellt wird, als nichtionisches Tensid bevorzugt, wobei der resultierende Polyoxyalkylenalkylether einen HLB-Wert, berechnet nach der Griffin-Methode, von 10,5 bis 15,0, vorzugsweise 11,0 bis 14,5 aufweist.
Die Menge des Tensids beträgt vorzugsweise 5 bis 80 Gew.Teile, bevorzugter 5 bis 60 Gew.Teile, noch bevorzugter 10 bis 60 Gew.Teile, insbesondere bevorzugt 20 bis 60 Gew.Teile, in Bezug auf 100 Gew.Teile der Basisteilchen, im Hinblick auf das Waschvermögen. Hierbei beträgt die tragende Menge des anionischen Tensids vorzugsweise 1 bis 60 Gew.Teile, bevorzugter 1 bis 50 Gew.Teile, noch bevorzugter 3 bis 40 Gew.Teile. Die tragende Menge des nichtionischen Tensids beträgt vorzugsweise 1 bis 45 Gew.Teile, bevorzugter 1 bis 35 Gew.Teile, und insbesondere bevorzugt 4 bis 25 Gew.Teile. Zudem kann das amphotere Tensid oder das kationische Tensid auch hiermit zusammen gemäß dem Zweck verwendet werden. Der Ausdruck "tragende Menge des Tensids", wie hier verwendet, umfasst nicht die Menge des zugefügten Tensids, wenn ein Tensid bei der Herstellung der Aufschlämmung in Schritt (I) von Abschnitt 2.5.1 unten hinzugefügt wird.
2.4.1. Schnelle Löslichkeit
Erfindungsgemäß kann die schnelle Löslichkeit der Detergensteilchen oder Basisteilchen durch eine 60 Sekunden-Auflösungsrate bewertet werden, wobei die Auflösungsrate der Detergensteilchen oder der Basisteilchen, wie durch das folgende Verfahren berechnet, 90% oder mehr beträgt. Die Auflösungsrate beträgt vorzugsweise 94% oder mehr, bevorzugter 97% oder mehr.
Die oben beschriebenen Testrührbedingungen werden genauer unten beschrieben. Ein 1 l-Becherglas (eine zylindrische Form mit einem inneren Durchmesser von 105 mm und einer Höhe von 150 mm, zum Beispiel ein 1 l-Becherglas hergestellt von Iwaki Glass Co., Ltd.) wird mit 1 l hartem Wasser, gekühlt auf 5°C, mit einer Wasserhärte entsprechend 71,2 mg CaCO₃/l (ein molares Verhältnis von Ca/Mg: 7/3) beladen. Während die Wassertemperatur bei 5°C mit einem Wasserbad konstant gehalten wird, wird das Wasser mit einem Rührstab (35 mm Länge und 8 mm Durchmesser, zum Beispiel im Handel erhältlich von Advantec, Model "Teflon SA" (Marugata-Hosogata)) bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit (800 U/min), so dass die Wirbeltiefe zu der Wassertiefe ungefähr 1/3 beträgt, gerührt. Die Teilchen, die genau probenvermindert und abgewogen sind, so dass sie 1,0000 ± 0,0010 g betragen, werden zugeführt und in Wasser unter Rühren dispergiert, und das Rühren wird fortgeführt. 60 Sekunden nach dem Zuführen der Teilchen wird die flüssige Dispersion der Teilchen in dem Becherglas mit einem Standardsieb (100 mm Durchmesser) und einer Sieböffnung von 74 μm, definiert gemäß JIS Z 8801, eines bekannten Gewichts filtriert. Hiernach werden die wasserhaltigen Teilchen, die auf dem Sieb verbleiben, in einem offenen Gefäß eines bekannten Gewichts zusammen mit dem Sieb aufgesammelt. Übrigens beträgt die Zeit für den Vorgang von dem Anfang der Filtration bis zum Aufsammeln mit dem Sieb 10 sek ±2 sek. Die unlöslichen Überreste der aufgesammelten Teilchen werden 1 Stunde lang in einem elektrischen Trockner bei 105°C getrocknet. Hiernach werden die getrockneten unlöslichen Stoffe in einem Exsikkator mit einem Silicagel bei 25°C 30 Minuten lang gekühlt. Nach dem Abkühlen der unlöslichen Überreste wird das Gesamtgewicht der getrockneten unlöslichen Überreste des Detergenses, des Siebes und des Sammelgefäßes gemessen, und die Auflösungsrate (%) der Teilchen wird durch Gleichung (1) berechnet:
Auflösungsrate (%) = {1 – (T/S)} × 100 (1)
wobei S das Gewicht (g) der zugeführten Teilchen ist; und T das Trockengewicht (g) von unlöslichen Resten der Teilchen ist, die auf dem Sieb verbleiben, wenn eine wässrige Lösung, die unter den obigen Rührbedingungen hergestellt wurde, mit dem Sieb filtriert wird.
Selbst wenn bei der obigen Bewertungsmethode Wasser einer geringeren Temperatur verwendet wird, wodurch sich die Auflösungsgeschwindigkeit des Detergenses verringert, weisen die Teilchen eine hohe Auflösungsrate auf, wie oben erwähnt.
2.4.2. Eigenschaften der Basisteilchen
Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Basisteilchen sind wie folgt.
2.4.2.1 Volumendichte: Im Bereich von 400 bis 1.000 g/l, vorzugsweise 500 bis 800 g/l. Die Volumendichte wird durch ein Verfahren gemäß JIS K 3362 gemessen.
2.4.2.2 Durchschnittliche Teilchengrösse: Im Bereich von vorzugsweise 150 bis 500 μm, bevorzugter 180 bis 300 μm. Die durchschnittliche Teilchengrösse wird durch Vibrieren jedes Standardsiebes (Sieböffnungen: 2.000 bis 125 μm) gemäß JIS Z 8801 über 5 Minuten und Berechnen der mittleren Grösse von einem Gewichtsprozentsatz in Abhängigkeit der Öffnungsgrössen der Siebe gemessen.
2.4.2.3 Teilchenfestigkeit: Im Bereich von vorzugsweise 50 bis 2.000 kgf/cm², bevorzugter 100 bis 1.500 kgf/cm², insbesondere bevorzugt 150 bis 1.000 kgf/cm². In dem obigen Bereich zeigen die Basisteilchen eine hervorragende zersetzungsfördernde Eigenschaft, so dass die Detergensteilchen mit einer hervorragenden schnellen Löslichkeit erhalten werden können. Die Teilchenfestigkeit wird durch das folgende Verfahren gemessen.
Ein zylindrisches Gefäß eines inneren Durchmessers von 3 cm und einer Höhe von 8 cm wird mit 20 g einer Probe beladen, und das Gefäß mit der Probe wird 30 mal mit einer Klopfvorrichtung (im Handel erhältlich von Tsutsui Rikagaku Kikai K.K., "Modell TVP 1", Meßeinrichtung für eine dicht gepackte Volumendichte vom Klopftyp; Klopfbedingungen: 36 mal/min, freier Fluß von einer Höhe von 60 mm) geklopft. Die Probenhöhe (die anfängliche Probenhöhe) nach dem Klopfen wird gemessen. Hiernach wird die gesamte obere Oberfläche der Probe in dem Gefäß bei einer Geschwindigkeit von 10 mm/min mit einer Preßmaschine gepreßt, um Messungen für eine Belastungs-Verschiebekurve aufzunehmen. Die Steigung des linearen Teils der Verschiebegeschwindigkeit von 5% oder weniger wird mit der anfänglichen Probenhöhe multipliziert, und das resultierende Produkt wird durch die gedrückte Fläche geteilt, um einen Quotienten zu ergeben, der als Teilchenfestigkeit definiert wird.
2.4.2.4 Tragefähigkeit: Vorzugsweise 20 ml/100 g oder mehr, bevorzugter 40 ml/100 g oder mehr. In dem obigen Bereich kann die Aggregation der Basisteilchen untereinander unterdrückt werden, so dass die einkernige Eigenschaft des Teilchens, das die Detergensteilchen aufbaut, vorteilhaft beibehalten werden kann. Die Tragefähigkeit wird durch das folgende Verfahren gemessen.
Ein zylindrisches Mischgefäß eines inneren Durchmessers von ungefähr 5 cm und einer Höhe von ungefähr 15 cm, das mit einem Rührwerkzeug in dem inneren Teil hiervon ausgestattet ist, wird mit 100 g einer Probe beladen. Unter Rühren des Inhalts bei 350 U/min wird Leinsamenöl in einer Geschwindigkeit von ungefähr 10 ml/min bei 25°C zugeführt. Die Tragefähigkeit wird als eine Menge von zugeführtem Leinsamenöl definiert, wenn das Rührmoment das höchste Niveau erreicht.
2.4.2.5 Wassergehalt: Vorzugsweise 20 Gew.% oder weniger, bevorzugter 10 Gew.% oder weniger, insbesondere bevorzugt 5 Gew.% oder weniger. In diesem Bereich können die Basisteilchen mit hervorragenden Eigenschaften erhalten werden. Der Wassergehalt wird durch das folgende Verfahren gemessen.
Ein 3 g Probe wird auf einen Waagentisch gelegt, und die Probe wird mit einem elektrischen Trockner bei 105°C 2 Stunden lang getrocknet. Die Probe nach dem Trocknen wird gewogen. Der Wassergehalt wird aus dem Gewichtsverlust, nämlich dem Unterschied zwischen dem Gewicht vor und nach dem Trocknen, ausgedrückt als Prozentsatz, berechnet.
2.4.3. Eigenschaften der Detergensteilchen
Die vorteilhaften Eigenschaften für die Detergensteilchen, die erfindungsgemäß erhalten werden, sind wie folgt.
2.4.3.1 Volumendichte: 500 g/l oder mehr, vorzugsweise 500 bis 1.000 g/l, bevorzugter 600 bis 1.000 g/l, noch bevorzugter 650 bis 850 g/l. Die Volumendichte wird durch ein Verfahren gemäß JIS K 3362 gemessen.
2.4.3.2 Durchschnittliche Teilchengrösse: Im Bereich von vorzugsweise 150 bis 500 μm, bevorzugter 180 bis 300 μm. Die durchschnittliche Teilchengrösse wird in der gleichen Weise wie im Falle der Basisteilchen gemessen.
2.4.3.3 Fließverhalten: Bewertet als Fließzeit von vorzugsweise 10 Sekunden oder kürzer, bevorzugter 8 Sekunden oder kürzer. Die Fließzeit ist eine Zeit, die zum Tropfen von 100 ml eines Pulvers aus einem Trichter, der für die Messung der Volumendichte, wie in JIS K 3362 definiert, verwendet wird, erforderlich ist.
2.5. Verfahren
Die erfindungsgemäß verwendeten Basisteilchen und Detergensteilchen können durch ein Verfahren umfassend die folgenden Schritte (I) bis (III) hergestellt werden:

(I): Herstellen einer Aufschlämmung umfassend eine wasserunlösliche anorganische Verbindung, ein wasserlösliches Polymer und ein wasserlösliches Salz, wobei 60 Gew.% oder mehr der wasserlöslichen Komponenten umfassend das wasserlösliche Polymer und das wasserlösliche Salz in der Aufschlämmung gelöst werden;
(II): Sprühtrocknen der in Schritt (I) erhaltenen Aufschlämmung, um die Basisteilchen herzustellen; und
(III): Zugabe eines Tensids zu den in Schritt (II) erhaltenen Basisteilchen, wodurch das Tensid durch die Basisteilchen getragen wird.

Zudem ist es bevorzugt, um die Eigenschaften und die Qualität der resultierenden Detergensteilchen weiter zu verbessern, einen Oberflächenmodifikationsschritt im Anschluß an Schritt (III) anzuschließen. Bevorzugte Ausführungsformen für jeden Schritt werden unten beschrieben werden.
2.5.1 Schritt (I) (Schritt zur Herstellung der Aufschlämmung)
Die erfindungsgemäß verwendete Aufschlämmung kann vorzugsweise eine Aufschlämmung mit einer nicht-härtenden Eigenschaft sein, die mit einer Pumpe gefördert werden kann. Zudem kann das Zugabeverfahren der Komponenten und ihre Reihenfolge geeignet in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen variieren. Es ist bevorzugt, dass der Gehalt der wasserunlöslichen Komponente (A) in der Aufschlämmung 6 bis 63 Gew.% beträgt, und der Gehalt jeder der wasserlöslichen Komponenten (B, C) in der Aufschlämmung 2,1 bis 56 Gew.% beträgt.
Damit jedes in Schritt (II) erhaltene Basisteilchen die oben beschriebene lokalisierte Struktur der Komponenten aufweist, müssen die wasserlöslichen Komponenten (B, C) in Schritt (II) zu der Teilchenoberfläche entlang dem Verdampfen der Feuchtigkeit migrieren. In einem solchen Fall werden die Auflösungsraten der wasserlöslichen Komponenten (B, C) in der Aufschlämmung wichtige Faktoren. Mit anderen Worten ist es notwendig, eine Aufschlämmung herzustellen, in der die wasserlöslichen Komponenten (B, C) in einer Menge von 60 Gew.% oder mehr, vorzugsweise 70 Gew.% oder mehr, bevorzugter 85 Gew.% oder mehr, noch bevorzugter 90 Gew.% oder mehr, gelöst werden. Im allgemeinen beträgt der Wassergehalt, der zur Herstellung einer solchen Aufschlämmung erforderlich ist, vorzugsweise 30 bis 70 Gew.%, bevorzugter 35 bis 60 Gew.%, am bevorzugtesten 40 bis 55 Gew.%. Wenn der Wassergehalt gering ist, können die wasserlöslichen Komponenten (B, C) nicht ausreichend in der Aufschlämmung gelöst werden, und hierdurch werden die Anteile der wasserlöslichen Komponenten (B, C), die nahe der Oberfläche des resultierenden Basisteilchens vorliegen, vermindert. Zudem wird, wenn der Wassergehalt zu hoch ist, der Wassergehalt, der in Schritt (I) verdampft werden muß, zu hoch, wodurch die Produktivität herabgesetzt wird.
Das Meßverfahren der Auflösungsrate der wasserlöslichen Komponenten (wasserlösliches Polymer und wasserlösliche Salze) in der Aufschlämmung ist wie folgt. Die Aufschlämmung wird unter vermindertem Druck filtriert, und die Wasserkonzentration (P %) in dem Filtrat wird gemessen. Der Wassergehalt der Aufschlämmung wird als (Q %) bezeichnet, und die Konzentration der wasserlöslichen Komponenten in der Aufschlämmung als (R %) bezeichnet. Die Auflösungsrate der wasserlöslichen Komponenten wird durch Gleichung (2) berechnet:
Wenn die berechnete Auflösungsrate 100% übersteigt, wird eine Auflösungsrate von 100% angenommen.
Ein Verfahren zum Bilden einer Aufschlämmung umfasst zum Beispiel ein Verfahren umfassend die Zugabe der Gesamtmenge oder fast der Gesamtmenge Wasser zu einem Mischgefäß in einer Reihenfolge oder gleichzeitig Zugabe der übrigen Komponenten, vorzugsweise nach einer Stufe, in der die Wassertemperatur fast die Betriebstemperatur erreicht. Die normale Reihenfolge der Zugabe umfasst zunächst die Zugabe der flüssigen Komponenten wie z. B. eines Tensids oder eines Polyacrylats und anschließend Zugabe eines wasserlöslichen, pulvrigen Ausgangsmaterials wie z. B. Sodaasche. Zudem wird eine geringe Menge der Hilfskomponenten wie z. B. eines Farbstoffs hinzugefügt. Letztlich wird die wasserunlösliche Komponente wie z. B. Zeolith hinzugefügt. Zu diesem Zeitpunkt kann die wasserunlösliche Komponente in zwei oder mehreren getrennten Teilen hinzugefügt werden, um die Mischeffizienz zu verbessern. Zudem können die pulvrigen Ausgangsmaterialien zuvor vermischt werden, und die gemischten pulvrigen Ausgangsmaterialien können dann zu dem wässrigen Medium hinzugefügt werden. Weiterhin kann nach der Zugabe der gesamten Komponenten Wasser hinzugefügt werden, um die Viskosität oder den Wassergehalt der Aufschlämmung einzustellen. Nach der Zugabe aller Komponenten in der Aufschlämmung werden die Komponenten vorzugsweise 10 Minuten oder länger, bevorzugter 30 Minuten oder länger, vermischt, um eine gleichförmige Aufschlämmung herzustellen.
Zudem beträgt die Temperatur der Aufschlämmung vorzugsweise 30 bis 80°C, bevorzugter 40 bis 70°C. Wenn die Temperatur der Aufschlämmung in dem obigen Bereich liegt, ist dies im Hinblick auf die Löslichkeit der wasserlöslichen Komponenten (B, C) und der flüssigen Förderbarkeit hiervon mit einer Pumpe bevorzugt.
2.5.2 Schritt (II) (Schritt der Herstellung der Basisteilchen)
Als Trockenverfahren der Aufschlämmung, um zu gewährleisten, dass die Basisteilchen Poren aufweisen, die eine Blase einer gewünschten Grösse freisetzen können, und zudem um zu gewährleisten, dass die Basisteilchen die lokalisierte Struktur der Komponenten aufweisen, ist es bevorzugt, dass die Aufschlämmung sofort getrocknet wird, und besonders bevorzugt ist ein Sprühtrocknen, um die resultierende Teilchenform zu erzielen, die im wesentlichen kugelförmig ist. Der Sprühtrockenturm ist bevorzugter ein Gegenstromturm im Hinblick auf die Verbesserungen in der thermischen Effizienz und der Teilchenfestigkeit der Basisteilchen. Eine Atomisiervorrichtung für die Aufschlämmung ist besonders bevorzugt, zum Beispiel eine Drucksprühdüse.
Die Temperatur des Hochtemperaturgases, das dem Trockenturm zugeführt wird, Beträgt vorzugsweise 150 bis 300°C, bevorzugter 170 bis 250°C. Zudem ist es bevorzugt, dass die Temperatur des Abgases aus dem Trockenturm normalerweise 70 bis 125°C, bevorzugter 80 bis 115°C beträgt.
2.5.3 Schritt (III) (Schritt des Tragens des Tensids)
Der Schritt des Aufbringens eines Tensids auf die Basisteilchen, zum Beispiel wenn die Erfindung absatzweise durchgeführt wird, umfasst das Zuführen der Basisteilchen und eines Tensids zu einem Mischer. Beispiele eines solchen Verfahrens umfassen (1) ein Verfahren umfassend zunächst das Zuführen von Basisteilchen in den Mischer und dann Zugabe eines Tensids hierzu; (2) ein Verfahren umfassend das gleichzeitige Zuführen der Basisteilchen und eines Tensids in den Mischer in jeweils kleinen Mengen; und (3) ein Verfahren umfassend zunächst das Zuführen eines Teils der Basisteilchen in den Mischer und Zuführen der verbleibenden Basisteilchen und eines Tensids in jeweils kleinen Mengen. Von diesen Verfahren wird (1) oben besonders bevorzugt.
In diesem Schritt ist es bevorzugt, dass das Tensid in einem flüssigen Zustand zugefügt wird, und es ist besonders bevorzugt, dass das Tensid in einem flüssigen Zustand durch Sprühen zugeführt wird.
Mischer, die als vorzugsweise für Schritt (III) verwendete Vorrichtungen verwendet werden können, umfassen solche Vorrichtungen, die weniger wahrscheinlich hohe Scherkräfte gegen das Basisteilchen aufweisen (mit anderen Worten solche Mischer, die weniger wahrscheinlich eine Zersetzung des Basisteilchens bewirken), wobei die Vorrichtungen im Hinblick auf die Dispersionseffizienz der Tenside eine gute Mischeffizienz aufweisen. Insbesondere bevorzugt wird ein Mischer enthaltend einen Rührschaft, der entlang der Mittellinie eines horizontalen, zylindrischen Mischgefäßes angeordnet ist, und ein Rührwerkzeug, das auf dem Rührschaft angeordnet ist, um das Mischen der Pulver durchzuführen (horizontale Mischer), einschließlich zum Beispiel Lödige-Mischer (hergestellt von Matsuzaka Giken Co., Ltd.), Plough-Share-Mischer (hergestellt von Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd.) und dergleichen.
Zudem wird in diesem Schritt, wenn ein nichtionisches Tensid verwendet wird, ein Schmelzpunkt erhöhendes Mittel des nichtionischen Tensids verwendet, das eine wasserlösliche nichtionische organische Verbindung (hiernach als "Schmelzpunkt erhöhendes Mittel" bezeichnet) mit einem Schmelzpunkt von 45 bis 100°C und einem Molekulargewicht von 1.000 bis 30.000 ist. Durch Zugabe des Schmelzpunkt erhöhenden Mittels können die Backeigenschaften und die Ausschwitzeigenschaften der Tenside in den Detergensteilchen unterdrückt werden. Beispiele für das Schmelzpunkt erhöhende Mittel umfassen Polyethylenglycole, Polypropylenglycole, Polyoxyethylenalkylether, nichtionische Pluronic-Tenside und dergleichen.
Die Menge des verwendeten Schmelzpunkt erhöhenden Mittels beträgt vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.Teile, bevorzugter 0,5 bis 3 Gew.Teile, in Bezug auf 100 Gew.Teile der Basisteilchen, in Bezug auf die Beibehaltung der Einzelkern-Eigenschaft und im Hinblick auf die schnelle Löslichkeit sowie das Unterdrücken der Ausschwitzeigenschaft und der Backeigenschaften.
Zudem kann ein Schritt des Trocknens von überschüssigem Wasser bereitgestellt werden in einem Fall, in dem eine wässrige Lösung eines Tensids oder eine wässrige Lösung einer wasserlöslichen, nichtionischen organischen Verbindung hinzugefügt wird.
Weiterhin kann ein pulvriger Builder für Detergenzien hinzugefügt werden. Durch Zugabe des pulvrigen Builders kann die Teilchengrösse der Detergensteilchen eingestellt werden, wodurch die Waschkraft verbessert werden kann. Der Ausdruck "pulvriger Builder", wie hier erwähnt, bezieht sich übrigens auf ein Mittel zum Verstärken der Waschkraft, das sich von den Tensiden unterscheidet, welcher in einer pulvrigen Form vorliegt. Beispiele hierfür umfassen Grundmaterialien, die eine Metallionen-Fangfähigkeit zeigen, wie z. B. Zeolithe und Citrate; Grundmaterialien, die eine Alkalisierfähigkeit zeigen, wie z. B. Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat, Grundmaterialien, die sowohl eine Metallionen-Fangfähigkeit als auch alkalisierende Fähigkeit zeigen, wie z. B. kristalline Silikate; und andere Grundmaterialien, die die Ionenstärke verstärken, wie z. B. Natriumsulfat.
Kristalline Silikate, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Hei 5-279013, Spalte 3, Zeile 17 bis Spalte 6, Zeile 24 (insbesondere solche, die durch ein Verfahren hergestellt werden, umfassend das Kalzinieren und Kristallisieren bei einer Temperatur von 500 bis 1.000°C werden bevorzugt); in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Hei 7-89712, Spalte 2, Zeile 45 bis Spalte 9, Zeile 34; und der japanischen Offenlegungsschrift Sho 60-227895, Seite 2, untere rechte Spalte, Zeile 18 bis Seite 4, obere rechte Spalte, Zeile 3 (insbesondere die Silikate in Tabelle 2 werden bevorzugt) offenbart werden, können als pulvrige Builder verwendet werden. Hierbei ist es erwünscht, dass die Alkalimetallsilikate ein SiO₂/M₂O-Verhältnis, wobei M ein Alkalimetall ist, von 0,5 bis 3,2, vorzugsweise 1,5 bis 2,6 aufweisen.
Die Menge des verwendeten pulvrigen Builders beträgt vorzugsweise 0,5 bis 12 Gew.Teile, bevorzugter 1 bis 6 Gew.Teile, in Bezug auf 100 Gew.Teile der Basisteilchen, im Hinblick auf die Beibehaltung der Einzelkern-Eigenschaft der Detergensteilchen, dem Erhalt einer hervorragenden schnellen Löslichkeit und der bevorzugten Einstellung der Teilchengrösse.
2.5.4 Oberflächenmodifizierungsschritt
Erfindungsgemäß kann ein Oberflächenmodifizierungsschritt umfassend die Zugabe von (1) einem feinen Pulver und (2) flüssigen Materialien durchgeführt werden, um die Teilchenoberfläche der Detergensteilchen zu modifizieren, insbesondere um das Fließverhalten der Detergensteilchen zu verbessern.
(1) Feines Pulver
Es wird bevorzugt, dass die durchschnittliche Teilchengrösse des Primärteilchens 10 μm oder weniger, bevorzugter 0,1 bis 10 μm im Hinblick auf die Verbesserung in dem Beschichtungsverhältnis der Teilchenoberfläche der Detergensteilchen beträgt, so dass das Fließverhalten und die Antibackeigenschaft der Detergensteilchen verbessert werden. Die durchschnittliche Teilchengrösse des feinen Pulvers kann durch ein Verfahren unter Verwendung von Lichtstreuung durch zum Beispiel einem Teilchenanalysator (hergestellt von Hiroba, Ltd.) gemessen werden, oder sie kann durch mikroskopische Beobachtung gemessen werden. Zudem ist es bevorzugt, dass das feine Pulver eine hohe Ionenaustauschkapazität oder eine hohe Alkalisierfähigkeit im Hinblick auf die Waschkraft aufweist.
Das feine Pulver ist wünschenswerterweise ein Aluminosilikat, das kristallin oder amorph sein kann. Neben den Aluminosilikaten können Natriumsulfat, Calciumsilicat, Siliziumdioxid, Betonit, Talk, Tonerde, amorphe Silicaderivate, Silikatverbindungen wie z. B. kristalline Silikatverbindungen, eine Metallseife und ein pulvriges Tensid (z. B. Alkylsulfate), deren Primärteilchen eine Grösse von 0,1 bis 10 μm aufweisen, verwendet werden. Die Menge des verwendeten feines Pulvers beträgt vorzugsweise 0,5 bis 40 Gew.Teile, bevorzugter 1 bis 30 Gew.Teile, insbesondere bevorzugt 2 bis 20 Gew.Teile, in Bezug auf 100 Gew.Teile der Detergensteilchen.
(2) Flüssige Materialien
(2-1) Wasserlösliches Polymer
Beispiele des wasserlöslichen Polymers umfassen Carboxymethylcellulose, Polyethylenglycole und Polycarboxylate, wie z. B. Natriumpolyacrylate und Copolymere von Acrylsäure und Maleinsäure, und Salze hiervon. Die Menge des verwendeten wasserlöslichen Polymers beträgt vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.Teile, bevorzugter 1 bis 8 Gew.Teile, insbesondere bevorzugt 2 bis 6 Gew.Teile, in Bezug auf 100 Gew.Teile der Detergensteilchen, im Hinblick auf die Beibehaltung der Einzelkern-Eigenschaft der Detergensteilchen und der hervorragenden schnellen Löslichkeit, des Fließverhaltens und der Antibackeigenschaften der Detergensteilchen.
(2-2) Fettsäuren
Beispiele der Fettsäure umfassen Fettsäuren mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen. Die Menge der verwendeten Fettsäure beträgt vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.Teile, insbesondere bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.Teile, in Bezug auf 100 Gew.Teile der Detergensteilchen. Im Falle einer Fettsäure in einem festen Zustand bei normaler Temperatur wird es bevorzugt, dass die Fettsäure auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der sie fließt, und dann den Detergensteilchen durch Sprühen zugeführt wird.
2.6. Andere Detergensteilchen
Die erfindungsgemäß verwendeten Detergensteilchen können aus mehrkernigen Detergensteilchen aufgebaut sein. Die mehrkernigen Detergensteilchen können solche sein, in denen die obigen Basisteilchen, die die einkernigen Detergensteilchen, die in Abschnitt 2.4 oben beschrieben sind, aufbauen, aggregiert sind, oder solche, in denen wasserlösliche Salze wie z. B. Natriumcarbonat und dergleichen, die als Kern verwendet werden, aggregiert sind. Insbesondere werden solche, in denen das Basisteilchen, das das Einzelkern-Detergensteilchen aufbaut, aggregiert ist, bevorzugt im Hinblick auf ihren Beitrag zu der lokalisierten Struktur der Basisteilchen, so dass die schnelle Löslichkeit weiter verbessert werden kann. Daher kann das Basisteilchen in dem oben beschriebenen Einzelkern-Detergensteilchen hierbei als Basisteilchen verwendet werden, und als Tensid, das durch das Basisteilchen gestützt wird, kann das Tensid in dem oben beschriebenen Einzelkern-Detergensteilchen verwendet werden. Zudem kann ein mehrkerniges Detergensteilchen leicht durch Erhöhen der Menge des Tensids gebildet werden. Die Auflösungsbeschleunigung zwischen den Basisteilchen kann übrigens durch Verwendung eines Schäumungsmittels wie z. B. Natriumbicarbonat oder einem Percarbonat verstärkt werden.
2.6.1 Eigenschaften
Die erfindungsgemäß verwendeten, oben beschriebenen Detergensteilchen weisen eine schnelle Löslichkeit auf. Der Ausdruck "schnelle Löslichkeit", wie erfindungsgemäß definiert, kann durch das oben beschriebene Verfahren von Abschnitt 2.4.1 bestätigt werden. Zudem zeigen die erfindungsgemäß verwendeten Detergensteilchen eine ähnlich hohe Auflösungsrate wie die Detergensteilchen umfassend das einkernige Detergensteilchen, wodurch sie eine schnellere Löslichkeit als herkömmliche Detergenzien zeigen.
Bezüglich der Volumendichte, der durchschnittlichen Teilchengrösse und dem Fließverhalten ist es bevorzugt, dass die Detergensteilchen ähnliche Eigenschaften aufweisen wie die, die das einkernige Detergensteilchen aufweist, das in Abschnitt 2.4.3 oben beschrieben ist.
Beispiele
Herstellungsbeispiel 1 (Herstellung von Basisteilchen)
490 kg Wasser wurden in ein 1 m³-Mischgefäß mit Rührwerkzeug gegeben. Nachdem die Wassertemperatur 55°C erreicht hat, wurden hierzu 83 kg Natriumsulfat und 135 kg einer 40 Gew.%igen wässrigen Natriumpolyacrylat-(durchschnittliches Molekulargewicht: 10.000)-lösung hinzugegeben. Nach 15 minütigem Rühren der Mischung wurden 120 kg Natriumcarbonat ("Dense Ash", hergestellt von Central Glass Co., Ltd.), 9 kg Natriumsulfit und 3 kg eines Fluoreszenzfarbstoffs ("Tinopal CBS-X", hergestellt von Ciba Geigy AG) hinzugegeben. Nach weiteren 15 Minuten Rühren der resultierenden Mischung wurden 300 kg Zeolith (Zeolith 4A, durchschnittliche Teilchengrösse: 3,5 μm (hergestellt von Tosoh Corporation)) hierzu hinzugegeben, und die erhaltene Mischung wurde 30 Minuten lang gerührt, wobei eine gleichförmige Aufschlämmung erhalten wurde. Die Endtemperatur dieser Aufschlämmung betrug 59°C. Zudem betrug der Wassergehalt in dieser Aufschlämmung 50 Gew.%.
Diese Aufschlämmung wurde mit einer Drucksprühdüse, die nahe dem oberen Ende eines Sprühtrockenturms angeordnet war, bei einem Sprühdruck von 25 kg/cm² gesprüht. Ein Hochtemperaturgas, das dem Sprühtrockenturm zugeführt wurde, wurde von dem unteren Teil des Turms bei einer Temperatur von 225°C zugeführt und aus dem oberen Ende des Turms bei 105°C abgelassen. Die resultierenden Basisteilchen 1 wiesen eine Volumendichte von 620 g/l, eine durchschnittliche Teilchengrösse von 225 μm, eine Teilchenfestigkeit von 250 kgf/cm², eine Tragefähigkeit von 52 ml/100 g und einen Wassergehalt von 5 Gew.% auf. In Bezug auf die Basisteilchen 1 wurde übrigens bestätigt, dass die Poren mit einer Porengrösse von 1/10 bis 4/5 der Teilchengrösse in 88% der Teilchen gefunden wurde (hierbei betrug der Durchschnittswert für Porengrösse/Teilchengrösse in 90% der Teilchen 2,9/5).
Herstellungsbeispiel 2 (Herstellung der Detergensteilchen 1)
15 Gew.Teile eines Polyoxyethylenalkylethers ("Emulgen 108KM", hergestellt von Kao Corporation), 15 Gew.Teile Natriumdodecylbenzolsulfonat ("Neopelex F65", hergestellt von Kao Corporation) und 1 Gew.Teil eines Polyethylenglycols (durchschnittliches Molekulargewicht: 8.500) wurden unter Erhitzen auf eine Temperatur von 70°C gemischt, um eine flüssige Mischung herzustellen. Anschließend wurden 100 Gew.Teile der obigen Basisteilchen in einen Lödige-Mischer (hergestellt von Matsuzaka Giken Co., Ltd.; Kapazität: 20 l; ausgestattet mit einem Mantel) zugeführt, und das Rühren wurde mit dem Mischer mit einem Hauptschaft (150 U/min) und einem Chopper (4.000 U/min) begonnen.
Übrigens wurde heißes Wasser bei 60°C durch den Mantel geführt. Die obige flüssige Mischung wurde in den Mischer über einen Zeitraum von 2 Minuten zugeführt, und hiernach wurden die Komponenten 4 Minuten lang gerührt und entladen. Weiterhin wurde die Teilchenoberfläche der Detergensteilchen mit 20 Gew.Teilen des gleichen Zeoliths wie in Herstellungsbeispiel 1 oberflächenbeschichtet. Die resultierenden Detergensteilchen 1 wiesen eine durchschnittliche Teilchengrösse von 240 μm, eine Volumendichte von 660 g/l und eine 60 Sekunden-Auflösungsrate von 97% auf. Zudem ergab eine SEM-Untersuchung des Querschnitts, dass das Detergensteilchen ein Einzelkern-Teilchen war.
Zudem wurde der Hohlraum der Detergensteilchen 1 gemessen. Als ein Ergebnis wurde gefunden, dass Poren mit einer Porengrösse von 1/10 bis 4/5 der Teilchengrösse in 86% der Teilchen vorlagen.
Weiterhin wurde das Auflösungsverhalten der Detergensteilchen 1 durch ein digitales Mikroskop beobachtet. Als ein Ergebnis wurde bestätigt, dass Blasen mit einer Grösse von 1/10 oder mehr der Teilchengrösse aus 87% der Teilchen freigesetzt wurden. Der Durchschnittswert für die Grösse der freigesetzten Blasen/der Teilchengrösse in 87% der Teilchen betrug übrigens 3,0/5.
Herstellungsbeispiel 3 (Herstellung der Detergensteilchen 2)
Es wurde eine Aufschlämmung mit einem Wassergehalt von 50 Gew.% hergestellt, umfassend die Komponenten der Inhaltsstoffe, die in Tabelle 1 aufgelistet sind, nur dass anstelle der 50 Gew.% der formulierten Menge des gleichen Polyoxyethylenalkylethers wie in Herstellungsbeispiel 2 50 Gew.% der formulierten Menge Zeolith verwendet wurden, und die gesamten formulierten Mengen des kristallinen Silikats und des Enzyms, und die Aufschlämmung sprühgetrocknet wurde, wobei ein Pulver mit einer Volumendichte von 0,26 bis 0,3 g/cm³ erhalten wurde. Anschließend wurde das Pulver einem Hochgeschwindigkeitsmixer (hergestellt von Fukae Powtec Corp.) zugeführt, und 20 Gew.% der formulierten Menge des Zeoliths, des verbliebenen Polyoxyethylenalkylethers und die gesamte formulierte Menge des kristallinen Silikats wurden hinzugegeben, und die Mischung wurde aggregiert. Weiterhin wurden 20 Gew.% der formulierten Menge des Zeoliths hierzu hinzugegeben, und die Mischung wurde aggregiert. Hiernach wurden die resultierenden Teilchen mit dem verbliebenen Zeolith und der gesamten formulierten Menge des Enzyms trockengemischt, wodurch die Detergensteilchen 2 erhalten wurden.

Die resultierenden Detergensteilchen 2 wiesen eine durchschnittliche Teilchengrösse von 420 μm, eine Volumendichte von 720 g/l und eine 60 Sekunden-Auflösungsrate von 68% auf. Die SEM-Beobachtung zeigte, dass das Detergensteilchen kein Einzelkern-Teilchen war. Tabelle 1 Detergensteilchen 2 Zusammensetzung (Gew.%)

LAS-Na	23,0
AS-Na	5,0
Seife	6,0
Polyoxyethylenalkylether	6,0
kristallines Silikat B (durchschnittliche Teilchengrösse: 50 μm)	2,0
amorphes Silikat	10,0
Zeolith	22,0
Natriumpolyacrylat (Molekulargew. = 20.000)	5,0
Natriumcarbonat	10,0
Kaliumcarbonat	3,0
Natriumsulfat	1,5
Polyethylenglycol	1,0
Enzym	2,0
Fluoreszenzfarbstoff	0,5
Wasser	6,0

Bermerkung:
LAS-Na: (Natriumdodecylbenzolsulfonat, das gleiche wie in Herstellungsbeispiel 2)
AS-Na: (Natrium C₁₂-C₁₄-Alkylsulfat, hergestellt von Kao Corporation)
Seife: (Rindertalgfettsäure, hergestellt von Kao Corporation)
kristallines Silikat B: (SKS-6, hergestellt von Clariant) amorphes Silikat: (Nr. 2 Natriumsilikat, hergestellt von Central Glass Co., Ltd.)
Natriumpolyacrylat: (Aqualic, hergestellt von Nippon Shokubai Co., Ltd.)
Enzym: (Savinase 18T, hergestellt von Novo Industry)

Zeolith, Natriumcarbonat und der Fluoreszenzfarbstoff waren die gleichen wie in Herstellungsbeispiel 1. Das Polyethylenglycol ist das gleiche wie in Herstellungsbeispiel 2.
Beispiele 1 bis 9 und Vergleichsbeispiel 1 (Herstellung von Tabletten- (festgeformtem) -waschmittel)
Tablettenwaschmittel der Beispiele 1 und 9 und des Vergleichsbeispiels 1 wurden unter Verwendung der in Tabelle 2 aufgelisteten Teilchen als Ausgangsmaterialien in der unten beschriebenen Weise hergestellt. Die Detergensteilchen 1 und 2 und/oder die Basisteilchen, aufgeführt in Tabelle 2, wurden jeweils in einen 10 l-Hochgeschwindigkeitsmischer (hergestellt von Fukae Powtec Corp.) eingeführt, und die Komponenten wurden bei 150 U/min für den Hauptschaft und 600 U/min für den Chopper rotiert, wobei heißes Wasser bei 70°C durch den Mantel geleitet wurde, bis die Temperatur der Teilchen 60°C überstieg. Hiernach wurde das obige Polyethylenglycol als ein Bindemittel in einer Menge von 5,0 Gew.Teilen, in Bezug auf 100 Gew.Teile der Teilchen, zugeführt, und die resultierende Mischung wurde 2 Minuten lang unter solchen Bedingungen rotiert. Anschließend wurden diese Mischung und 5,0 Gew.Teile Zeolith 4A (durchschnittliche Teilchengrösse: 3 μm), in Bezug auf 100 Gew.Teile der Teilchen, in den Hochgeschwindigkeitsmischer eingeführt und 30 Sekunden lang gerührt, wobei die Teilchen vor dem Formen erhalten wurden. Anschließend wurden die Teilchen kompressionsgeformt bei einem in Tabelle 2 gezeigten Druck mit einer Temperaturkontrolle auf 60°C, und hiernach an Luft 15 Minuten lang abgekühlt, wobei ein Tablettenwaschmittel mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Dicke von 11 mm erhalten wurde.
Das Zersetzungsverhältnis und die Auflösungsrate jedes Tablettenwaschmittels, das in den Beispielen 1 bis 9 und dem Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurde, sind in Tabelle 2 gezeigt. Hierbei wurden die Zersetzungshärte, das Zersetzungsverhältnis und die Auflösungsrate, die in der Tabelle gezeigt sind, bestimmt, wie jeweils in den Abschnitten 1,3, 1,4 und 1,5 beschrieben.
Es ist gefunden worden, dass alle Tablettenwaschmittel, die in den Beispielen 1 bis 9 erhalten wurden, eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen und dass sie hervorragend sind bezüglich der zersetzungsfördernden Eigenschaft/Löslichkeit, im Vergleich zu dem von Vergleichsbeispiel 1.
Da das fest geformte Detergens bezüglich der schnellen Löslichkeit bei ausreichender mechanischer Festigkeit nach dem Trocknen hervorragend ist und sich schnell in Wasser nach Zufuhr lösen kann, können die Waschkomponenten schnell in einen Waschbehälter eluiert werden, während die Vorzüge der Handhabbarkeit des fest geformten Detergenses beibehalten werden. Daher kann eine Verbesserung der Waschkraft und eine große Wirkung bezüglich der Produktqualität, da keine verbleibenden unlöslichen Stoffe entstehen, erreicht werden.

Claims

Fest geformtes Detergens, umfassend Teilchen für das Detergens, umfassend ein Teilchen, das eine Blase von einem inneren Teil des Teilchens in einem Prozess des Lösens des Teilchens in Wasser freisetzen kann, wobei die Blase eine Grösse von 1/10 oder mehr der Teilchengrösse des Teilchens aufweist, und wobei das Teilchen, das eine Blase freisetzen kann, eine Struktur mit einer Pore im inneren Teil hiervon aufweist, wobei die Pore eine Grösse von 1/10 bis 4/5 der Teilchengrösse aufweist, und wobei die Teilchen eine Auflösungsrate von 90% oder mehr aufweisen, unter Bedingungen, bei denen die Teilchen zu Wasser bei 5°C zugeführt werden; 60 Sekunden lang unter den Rührbedingungen gerührt wird, dass 1 g der Teilchen zu einem 1 l-Becherglas mit einem Innendurchmesser von 105 mm zugeführt wird, das mit 1 l hartem Wasser mit 71,2 mg CaCO₃/l versetzt ist, wobei das molare Verhältnis von Ca/Mg 7/3 beträgt, und mit einem Rührstab von 35 mm Länge und 8 mm Durchmesser bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 800 U/min gerührt wird; und mit einem Standardsieb mit einer Sieböffnung von 74 μm, wie in JIS Z 8801 definiert, filtriert wird, wobei die Auflösungsrate der Teilchen durch die Gleichung (1) berechnet wird: Auflösungsrate (%) = [1 – (T/S)] × 100 (1) wobei S das Gewicht (g) der zugeführten Teilchen ist; und T das Trockengewicht (g) von unlöslichen Resten der Teilchen ist, die auf dem Sieb verbleiben, wenn eine wässrige Lösung, die unter den obigen Rührbedingungen hergestellt wurde, mit dem Sieb filtriert wird.
Fest geformtes Detergens gemäss Anspruch 1, wobei die Teilchen eine durchschnittliche Teilchengrösse von 150 bis 500 μm und eine Volumendichte von 500 g/l oder mehr aufweisen.
Fest geformtes Detergens gemäss Anspruch 1 oder 2, wobei die Teilchen Basisteilchen zum Tragen eines Tensids und/oder Detergensteilchen, die durch Tragen eines Tensids durch die Basisteilchen hergestellt werden, umfassen, wobei jedes Basisteilchen eine wasserunlösliche anorganische Verbindung, ein wasserlösliches Polymer und ein wasserlösliches Salz umfasst, und wobei das Basisteilchen eine lokalisierte Struktur aufweist, in der grössere Mengen des wasserlöslichen Polymers und/oder des wasserlöslichen Salzes nahe der Oberfläche des Basisteilchens sind, im Vergleich mit dem Innenteil hiervon.
Fest geformtes Detergens gemäss Anspruch 3, wobei die Detergensteilchen Detergensteilchen mit einem Kern umfassen, wobei jedes Teilchen ein Basisteilchen als einen Kern aufweist.
Fest geformtes Detergens, umfassend Teilchen für das Detergens, umfassend Basisteilchen zum Tragen eines Tensids und/oder Detergensteilchen, die durch Tragen eines Tensids von den Basisteilchen hergestellt werden, wobei jedes Basisteilchen eine wasserunlösliche anorganische Verbindung, ein wasserlösliches Polymer und ein wasserlösliches Salz umfasst, wobei das Basisteilchen eine lokalisierte Struktur aufweist, in der grössere Mengen des wasserlöslichen Polymers und/oder des wasserlöslichen Salzes nahe der Oberfläche des Basisteilchens im Vergleich mit dem Innenteil hiervon vorkommen, wobei das Basisteilchen eine Struktur mit einer Pore im Innenteil hiervon aufweist, wobei die Pore eine Grösse von 1/10 bis 4/5 der Teilchengrösse des Basisteilchens aufweist, und wobei die Teilchen eine Auflösungsrate von 90% oder mehr aufweisen, unter Bedingungen, bei denen die Teilchen zu Wasser bei 5°C zugeführt werden; 60 Sekunden lang unter den Rührbedingungen gerührt wird, dass 1 g der Teilchen zu einem 1 l-Becherglas mit einem Innendurchmesser von 105 mm zugeführt wird, das mit 1 l hartem Wasser mit 71,2 mg CaCO₃/l versetzt ist, wobei das molare Verhältnis von Ca/Mg 7/3 beträgt, und mit einem Rührstab von 35 mm Länge und 8 mm Durchmesser bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 800 U/min gerührt wird; und mit einem Standardsieb mit einer Sieböffnung von 74 μm wie in JIS Z 8801 definiert, filtriert wird, wobei die Auflösungsrate der Teilchen durch die Gleichung (1) berechnet wird: Auflösungsrate (%) = [1 – (T/S)] × 100 (1) wobei S das Gewicht (g) der zugeführten Teilchen ist; und T das Trockengewicht (g) von unlöslichen Resten der Teilchen ist, die auf dem Sieb verbleiben, wenn eine wässrige Lösung, die unter den obigen Rührbedingungen hergestellt wurde, mit dem Sieb filtriert wird.
Fest geformtes Detergens gemäss Anspruch 5, wobei die Teilchen eine durchschnittliche Teilchengrösse von 150 bis 500 μm und eine Volumendichte von 500 g/l oder mehr aufweisen.
Fest geformtes Detergens gemäss Anspruch 5 oder 6, wobei die Detergensteilchen Detergensteilchen mit einem Kern umfassen, wobei jedes Teilchen ein Basisteilchen als einen Kern aufweist.