【発明の詳細な説明】
非タワープロセスによる洗剤組成物の製造方法
発明の分野
本発明は、一般的に、粒状洗剤組成物を生産するための非タワープロセスに関
する。更に詳しくは、本発明は、洗剤凝集物が界面活性剤およびコーティング物
質を一連のミキサー中に供給することにより生産される連続プロセスに関する。
そのプロセスでは、密度が広範囲の消費者ニーズに合わせられて、市販すること
ができる、易流動性洗剤組成物を生産する。
発明の背景
近年、“コンパクト”であるため低使用量で済む洗濯洗剤について、洗剤産業
内でかなり興味がもたれている。これらのいわゆる低使用量洗剤の生産を容易に
するために、例えば600g/l以上の高嵩密度洗剤を生産する多くの試みが行
われてきた。低使用量洗剤はそれらが資源を保護することから現在高需要であり
、消費者により便利な小さなパッケージで販売することができる。しかしながら
、事実上、現在の洗剤製品が“コンパクト”であることを要する程度は未定のま
まである。実際に、多くの消費者は、特に開発途上国において、各自の洗濯操作
でもっと高い使用量レベルを好んで継続している。
通常、洗剤顆粒または粉末が製造されるプロセスには2つの主要タイプがある
。第一タイプのプロセスでは、高度に多孔質な洗剤顆粒を生産するために、スプ
レー乾燥タワーで水性洗剤スラリーをスプレー乾燥させる(例えば、低密度洗剤
組成物のタワープロセス)。第二タイプのプロセスでは、様々な洗剤成分がドラ
イミックスされてから、それらが高密度洗剤組成物を生産するためにノニオン性
またはアニオン性界面活性剤のような結合剤で凝集される(例えば、高密度洗剤
組
成物の凝集プロセス)。上記2つのプロセスにおいて、得られる洗剤顆粒の密度
を左右する重要なファクターは、上記顆粒の形状、孔度および粒度分布、様々な
出発物質の密度、様々な出発物質の形状と、それらの各化学組成である。
洗剤顆粒または粉末の密度を高めるプロセスを供する上で多くの試みが当業界
で行われてきた。特別な注意がポストタワー処理によるスプレードライ顆粒の緻
密化に払われてきた。例えば、1つの試みは、トリポリリン酸ナトリウムおよび
で緻密化および球状化されるバッチプロセスからなる。この装置は、実質的に垂
直で滑らかな壁のシリンダーの基部内部および基部に位置する、実質的に水平で
粗い回転テーブルからなる。しかしながら、このプロセスは本質的にバッチプロ
セスであるため、洗剤粉末の大規模生産にはさほど適さない。更に最近になり、
他の試みが“ポストタワー”またはスプレードライ洗剤顆粒の密度を高める連続
プロセスを供するために行われた。典型的に、このようなプロセスでは、顆粒を
粉砕または粉化させる第一装置と、凝集により粉砕顆粒の密度を高める第二装置
とを要する。これらのプロセスでは“ポストタワー”またはスプレードライ顆粒
を処理または緻密化することで密度に望ましい増加を果たせるが、それらは後で
コーティングステップなしに界面活性剤レベルを高める能力に限界がある。加え
て、“ポストタワー”による処理または緻密化は経済性(高い資本コスト)およ
び操作の複雑さの面で好ましくない。更に、すべての前記プロセスはスプレード
ライ顆粒を緻密化またはそれ以外で処理することに主に関するものである。現在
、洗剤顆粒の生産でスプレードライプロセスに付される物質の相対量およびタイ
プは制限されている。例えば、得られる洗剤組成物で高レベルの界面活性剤にす
ることは困難であったが、その特徴があると洗剤の生産をより効率的に行える。
こうしたことから、洗剤組成物が従来のスプレードライ技術による制限をうける
ことなく生産できるプロセスを有することが望まれる。
その目的のために、当業界は洗剤組成物の凝集を伴うプロセスの開示にも富ん
でいる。例えば、ミキサーでゼオライトおよび/または積層シリケートを混合し
て易流動性凝集物を形成することにより洗剤ビルダーを凝集させる試みが行われ
た。このような試みではそれらのプロセスが洗剤凝集物を生産するために使用で
きることを示唆しているが、ペースト、液体および乾燥物質の形態にある出発洗
剤物質がパリパリした易流動性の洗剤凝集物に効果的に凝集されうるメカニズム
について、それらは提供しない。
したがって、洗剤組成物を連続的に生産して出発洗剤成分から直接高密度にさ
せるための凝集(非タワープロセス)プロセスを有するニーズが当業界に残され
ており、好ましくはその密度はプロセス条件を調整することにより達成できる。
しかも、(1)最終組成物の最終密度の点における融通性と、(2)いくつか異
なる種類の洗剤成分(特に液体成分)をそのプロセスに組み込める点での融通性
とについて、洗剤の大規模生産を容易にさせるために、より効率的、融通的およ
び経済的なこのようなプロセスのニーズが残されている。
下記参考文献はスプレードライ顆粒を緻密化させることに関する:Appel らの
米国特許第5,133,924号(Lever)、Bortolottiらの米国特許第5,16
0,657号(Lever)、Johnson らの英国特許第1,517,713号(Unilever
)およびCurtisの欧州特許出願第451,894号明細書。
下記参考文献は凝集により洗剤を生産することに関する:Beujean らの公開第
WO93/23,523号(Henkel)、Lutzらの米国特許第4,992,079号
(FMC Corporation)、Porasik らの米国特許第4,427,417号(Korex
)、Beerseらの米国特許第5,108,646号(Procter & Gamble)、Capeci
らの米国特許第5,366,652号(Procter & Gamble)、Hollingsworth ら
の欧州特許出願第351,937号(Unilever)、Swatlingらの米国特許第5,2
05,958号、Dhalewadikarらの公開第WO96/04359号(Unilever)明
細書。
例えば、公開第WO93/23,523号(Henkel)明細書は、低速ミキサーに
より前凝集を行うプロセスと、2mm以上の直径を有した顆粒25wt%未満の
高密度洗剤組成物を得るための高速ミキサーによる別な凝集ステップについて記
載している。米国特許第4,427,417号(Korex)明細書は、ケーキングお
よび過大な凝集物を減少させる、凝集のための連続プロセスについて記載してい
る。
現行の技術はいずれも本発明の利点および効果をすべて発揮していない。
発明の要旨
本発明は、高密度顆粒洗剤組成物を生産するプロセスを提供することにより、
当業界における前記ニーズを満たしている。本発明は、凝集(例えば、非タワー
)プロセスから最終組成物の最終密度の点で融通性をもたせて顆粒洗剤組成物を
生産するプロセスを提供することによっても、当業界における前記ニーズを満た
している。そのプロセスでは、高い界面活性剤含有量の組成物を生産する上で制
限された従来のスプレードライタワーを用いていない。加えて、本発明のプロセ
スはそのプロセスで生産しうる様々な洗剤組成物についてより効率的、経済的お
よび融通的である。更に、そのプロセスは、典型的には粒子および揮発性有機化
合物を大気中に放出するスプレードライタワーを用いていないという点で、環境
問題に対処しやすい。
本明細書で用いられる“凝集物”という用語は、界面活性剤および/または無
機溶液/有機溶媒およびポリマー溶液のような結合剤で原料を凝集させることに
より形成される粒子に関する。本明細書で用いられる“平均滞留時間”という用
語は、下記定義に関する:
平均滞留時間(hr)=質量(kg)/処理量(kg/hr)
本明細書で用いられているすべてのパーセンテージは、別記されないかぎり
“重量%”として表示されている。すべての比率は別記されないかぎり重量比で
ある。本明細書で用いられている“含んでなる”とは、結果に影響を与えない他
のステップおよび他の成分が添加されうることを意味する。この用語は“からな
る”および“から本質的になる”という用語を包含している。
本発明の一面によると、少くとも約600g/lの密度を有した顆粒洗剤組成
物を製造する方法が提供される。
その方法は:
(a)ミキサーにおいて、界面活性剤を分散させて、0.1〜500ミクロン
の直径を有する微粉末でその界面活性剤をコーティングする(ミキサーの条件に
は(i)約2〜約50秒間の平均滞留時間、(ii)約4〜約25m/sのチップ
速度および (iii)約0.15〜約7kj/kg のエネルギー条件を含み、凝集物が形
成される);および
(b)ミキサーで凝集物上に微噴霧液をスプレーする(ミキサーの条件には
(i)約0.2〜約5秒間の平均滞留時間、(ii)約10〜約30m/sのチッ
プ速度および(iii)約0.15〜約5kj/kg のエネルギー条件を含む)
ステップからなる。
少くとも約600g/lの密度を有した顆粒洗剤組成物を製造する下記方法も
提供され、その方法は:
(a)ミキサーにおいて、界面活性剤を分散させて、0.1〜500ミクロン
の直径を有する微粉末でその界面活性剤をコーティングする(ミキサーの条件に
は(i)約2〜約50秒間の平均滞留時間、(ii)約4〜約25m/sのチップ
速度および(iii)約0.15〜約7kj/kg のエネルギー条件を含み、第一の凝集
物が形成される);
(b)ミキサーで第一凝集物上に微噴霧液をスプレーする(ミキサーの条件に
は(i)約0.2〜約5秒間の平均滞留時間、(ii)約10〜約30m/sのチ
ップ速度および(iii)約0.15〜約5kj/kg のエネルギー条件を含み、第二の
凝集物が形成される);および
(c)ミキサーで第二凝集物を十分にミックスする(ミキサーの条件には(i
)約0.5〜約15分間の平均滞留時間および(ii)約0.15〜約7kj/kg の
エネルギー条件を含む)
ステップからなる。
本明細書に記載されたプロセス態様のいずれか1つにより生産された、少くと
も約600g/lの高密度を有する顆粒洗剤組成物も提供される。
したがって、本発明の目的は、ミキサーでエネルギー入力、滞留時間条件およ
びチップ速度条件をコントロールすることにより最終産物の密度の点で融通性を
もたせた、洗剤組成物を連続的に生産するための方法を提供することである。大
規模生産を容易にさせる上でより効率的、融通的、経済的な方法を提供すること
も、本発明の目的である。本発明のこれらのおよび他の目的、特徴および追加利
点は、好ましい態様および添付された請求の範囲の以下の具体的な記載を読むこ
とから当業者に明らかとなるであろう。好ましい態様の具体的な説明
本発明は少くとも600g/lの密度を有した易流動性顆粒洗剤凝集物を生産
する方法に関する。その方法では、低密度顆粒を得るために、水性および/また
は非水性界面活性剤から顆粒洗剤凝集物を生産した後に、0.1〜500ミクロ
ンの直径を有した微粉末でコーティングする。
プロセス 第一ステップ(ステップa)
本プロセスの第一ステップでは、粉末、ペーストおよび/または液体の形態を
とる1種以上の水性および/または非水性界面活性剤と、0.1〜500ミクロ
ン、好ましくは約1〜約100ミクロンの直径を有する微粉末が、凝集物を作る
ように、第一ミキサー中に供給される(界面活性剤および微粉末の定義は以下で
詳細に記載されている)。場合により、本発明のプロセス後における追加ステッ
プである“任意のコンディショニングプロセス(即ち、乾燥および/または冷却
ステップ)”から出てくる約0.1〜約300ミクロンの直径を通常有した粉末
の内部リサイクル流も、その微粉末に加えて、ミキサーに供給することができる
。粉末のこのような内部リサイクル流の量は、最終産物の0〜約60wt%であ
る。
本発明のもう1つの態様において、界面活性剤は上記の前に最初にミキサーま
たはプレミキサー(例えば、慣用的なスクリュー押出機または他の類似ミキサー
)中に供給されて、その後でミックスされた洗剤物質が凝集について本明細書で
記載されたように第一ステップミキサー中に供給される。
一般的に言えば、好ましくは、第一ミキサーの平均滞留時間は約2〜約50秒
間の範囲内であり、第一ミキサーのチップ速度は約4〜約25m/sの範囲内で
あり、第一ミキサーの単位質量当たりエネルギー(エネルギー条件)は約0.1
5〜約7kj/kg の範囲内であり、更に好ましくは、第一ミキサーの平均滞留時間
は約5〜約30秒間の範囲内であり、第一ミキサーのチップ速度は約6〜約18
m/sの範囲内であり、第一ミキサーの単位質量当たりエネルギー(エネルギー
条件)は約0.3〜約4kj/kg の範囲内であり、最も好ましくは、第一ミキサー
の平均滞留時間は約5〜約20秒間の範囲内であり、第一ミキサーのチップ速度
は約8〜約18m/sの範囲内であり、第一ミキサーの単位質量当たりエネルギ
ー(エネルギー条件)は約0.3〜約4kj/kg の範囲内である。
第一ステップにおける第一ミキサーの例は、そのミキサーが第一ステップに関
する上記条件を維持できるかぎり、当業者に知られているいかなるタイプのミキ
サーであってもよい。例として、Lodige company(Germany)により製造されるLod
ige CBミキサーがある。第一ステップの結果として、凝集物の表面上に微粉末
を有した凝集物(第一凝集物)が得られる。第二ステップ(ステップb)
第一ステップから得られたもの(即ち、第一凝集物)は第二ミキサーに供給さ
れる。微噴霧液が第二ミキサーで凝集物上にスプレーされる。第一ステップによ
る過剰の微粉末が、第二ステップに加えられる産物中に場合により含有されてい
るならば、微噴霧液をスプレーすることは第一ステップによる凝集物上に過剰の
微粉末を結合させる上で有用である。第一ステップに用いられた種類の粉末洗剤
成分および/または他の洗剤成分約0〜10%、更に好ましくは約2〜5%も、
第二ミキサーに加えてよい。
一般的に言えば、好ましくは、第二ミキサーの平均滞留時間は約0.2〜約5
秒間の範囲内であり、第二ミキサーのチップ速度は約10〜約30m/sの範囲
内であり、第三ミキサーの単位質量当たりエネルギー(エネルギー条件)は約0
.15〜約5kj/kg の範囲内であり、更に好ましくは、第二ミキサーの平均滞留
時間は約0.2〜約5秒間の範囲内であり、第二ミキサーのチップ速度は約10
〜約30m/sの範囲内であり、第二ミキサーの単位質量当たりエネルギー(エ
ネルギー条件)は約0.15〜約5kj/kg の範囲内であり、最も好ましくは、第
二ミキサーの平均滞留時間は約0.2〜約5秒間の範囲内であり、第二ミキサー
のチップ速度は約15〜約26m/sの範囲内であり、第二ミキサーの単位質量
当たりエネルギー(エネルギー条件)は約0.15〜約2kj/kg の範囲内である
。
第二ミキサーの例は、そのミキサーが第二ステップに関する上記条件を維持で
きるかぎり、当業者に知られているいかなるタイプのミキサーであってもよい。
例として、Schugi company(Netherlands)により製造されるFlexomic Modelがあ
る。第二ステップの結果として、第二凝集物が得られる。第三ステップ〔ステップ(c)〕
第二凝集物が600g/l未満であるか、または更なる凝集が本発明のプロセ
スによる最終産物として至適条件を満たすために選ばれるならば、第二ステップ
からの凝集物(第二凝集物)は第三ミキサーに供給される。即ち、第二凝集物は
第三ミキサーで凝集物の球状化および成長のためにミックスしてよく剪断される
。場合により、第一ステップ、第二ステップに用いられた種類の粉末洗剤成分お
よび/または他の洗剤成分約0〜10%、更に好ましくは約2〜5%も、第三ス
テップに加えてよい。好ましくは、第三ミキサーに接続可能なチョッパーが、望
ましくない過大な凝集物を粉砕するために使用できる。したがって、チョッパー
付き第三ミキサーを伴うプロセスは最終産物として過大な凝集物の量を減少させ
るために有用であり、このようなプロセスは本発明の1つの好ましい態様である
。
一般的に言えば、好ましくは、第三ミキサーの平均滞留時間は約0.5〜約1
5分間の範囲内であり、第三ミキサーの単位質量当たりエネルギー(エネルギー
条件)は約0.15〜約7kj/kg の範囲内であり、更に好ましくは、第三ミキサ
ーの平均滞留時間は約3〜約6分間の範囲内であり、第三ミキサーの単位質量当
たりエネルギー(エネルギー条件)は約0.15〜約4kj/kg の範囲内である。
第三ミキサーの例は、そのミキサーが第三ステップに関する上記条件を維持で
きるかぎり、当業者に知られているいかなるタイプのミキサーであってもよい。
例として、Lodige company(Germany)により製造される Lodige KM Mixerがあ
る。
第二ステップ(または第三ステップ)の結果として、少くとも600g/lの
密度を有する産物が得られる。場合により、得られたものは更に乾燥、冷却およ
び/または粉砕に付してもよい。
本発明のプロセスが(1)少くとも2種の液体成分を注入する上で融通性を有
したCBミキサー、(2)少くとも2種の液体成分を注入する上で融通性を有し
たSchugiミキサー、(3)少くとも1種の液体成分を注入する上で融通性を有し
たKMミキサーを用いて行われる場合には、そのプロセスでは異なる5種の液体
成分をプロセスに組み込める。したがって、提示されたプロセスは、液体形態で
あって、どちらかというと高価であり、固体物質よりも取扱いおよび/または貯
蔵の面で時々やっかいな出発洗剤物質を、造粒プロセスに組み込む上で、当業者
にとり有益である。
出発洗剤物質
下記洗剤物質、微噴霧液および補助洗剤成分中に含有される、本発明で作られ
た製品中における界面活性剤の総量は、本発明のプロセスにより得られる最終産
物の総量で通常約5〜約60%、更に好ましくは約12〜約40%、更に好まし
くは約15〜約35%である。上記で含有される界面活性剤は、本発明のプロセ
スのいずれか一部、例えば本発明の第一ステップ、第二ステップおよび/または
第三ステップのうちいずれかによる。洗剤界面活性剤(水性/非水性)
本プロセスの界面活性剤の量は、本発明のプロセスにより得られる最終産物の
総量のうち、約5〜約60%、更に好ましくは約12〜約40%、更に好ましく
は約15〜約35%である。
第一ステップで上記出発洗剤物質として用いられる本プロセスの界面活性剤は
、粉末、ペーストまたは液体として原料の形態をとる。
界面活性剤自体は、好ましくは、アニオン性、ノニオン性、双極性、両性およ
びカチオン性クラスとそれらの適合性混合物から選択される。本発明に有用な洗
剤界面活性剤は、1972年5月23日付で発行されたNorrisの米国特許第3,
664,961号および1975年12月30日付で発行されたLaughlinらの米
国特許第3,929,678号明細書に記載されており、その双方とも参考のた
め本明細書に組み込まれる。有用なカチオン性界面活性剤には、1980年9月
16日付で発行されたCockrellの米国特許第4,222,905号および198
0年12月16日付で発行されたMurphyの米国特許第4,239,659号明細
書に記載されたものもあり、その双方とも参考のため本明細書に組み込まれる。
界面活性剤の中では、アニオン性およびノニオン性が好ましく、アニオン性が最
も好ましい。
本発明で有用な好ましいアニオン性界面活性剤の非制限例には、慣用的な
C11‐C18アルキルベンゼンスルホネート(“LAS”)、一級の分岐鎖および
ランダムC10‐C20アルキルサルフェート(“AS”)、
式CH3(CH2)x(CHOSO3 -M+)CH3および
CH3(CH2)y(CHOSO3 -M+)CH2CH3のC10‐C18二級(2,3)ア
ルキルサルフェート(xおよび(y+1)は少くとも約7、好ましくは少くとも
約9の整数であり、Mは水溶性カチオン、特にナトリウムである)、不飽和サル
フェート、例えばオレイルサルフェート、C10‐C18アルキルアルコキシサルフ
ェート(“AExS”;特にEO1‐7エトキシサルフェート)がある。
有用なアニオン性界面活性剤には、アシル基に約2〜9の炭素原子とアルカン
部分に約9〜約23の炭素原子を有した2‐アシルオキシアルカン‐1‐スルホ
ン酸の水溶性塩;約12〜24の炭素原子を有したオレフィンスルホネートの水
溶性塩;アルキル基に約1〜3の炭素原子とアルカン部分に約8〜20の炭素原
子を有したβ‐アルキルオキシアルカンスルホネートもある。
場合により、本発明のペーストに有用な他の例示される界面活性剤には、C10
‐C18アルキルアルコキシカルボキシレート(特にEO1‐5エトキシカルボキ
シレート)、C10‐C18グリセロールエーテル、C10‐C18アルキルポリグリコ
シドおよび対応するサルフェート化ポリグリコシド、およびC12‐C18α‐スル
ホン化脂肪酸エステルがある。所望であれば、慣用的なノニオン性および両性界
面活性剤、例えば、いわゆる狭いピークのアルキルエトキシレートを含めたC12
‐C18アルキルエトキシレート(“AE”)、C6‐C12アルキルフェノールア
ルコキシレート(特にエトキシレートおよび混合エトキシ/プロポキシ)、C10
‐C18アミンオキシドなども、全体組成物中に含有させることができる。C10‐
C18N‐アルキルポリヒドロキシ脂肪酸アミドも使用できる。典型例には、C12
‐C18N‐メチルグルカミドがある。WO9,206,154参照。他の糖誘導
界面活性剤には、C10‐C18N‐(3‐メトキシプロピル)グルカミドのような
N‐アルコキシポリヒドロキシ脂肪酸アミドがある。N‐プロピル〜N‐ヘキシ
ルC12‐C18グルカミドは低起泡性のために使用できる。C10‐C20慣用石鹸も
用いてよい。高起泡性が望まれるならば、分岐鎖C10‐C16石鹸も用いてよい。
アニオン性およびノニオン性界面活性剤の混合物が特に有用である。他の慣用的
で有用な界面活性剤は標準テキストに掲載されている。
カチオン性界面活性剤も本洗剤界面活性剤として使用でき、適切な四級アンモ
ニウム界面活性剤はモノC6‐C16、好ましくはC6‐C10N‐アルキルまたはア
ルケニルアンモニウム界面活性剤(残りのN位はメチル、ヒドロキシエチルまた
はヒドロキシプロピル基で置換されている)から選択される。
ヘテロ環式二級および三級アミンの脂肪族誘導体を含めた両性界面活性剤;脂
肪族四級アンモニウム、ホスホニウムおよびスルホニウム化合物の誘導体を含め
た双極性界面活性剤;α‐スルホン化脂肪酸のエステルの水溶性塩;アルキルエ
ーテルサルフェート;オレフィンスルホネートの水溶性塩;β‐アルキルオキシ
アルカンスルホネート;式R(R1)2N+R2COO-を有するベタイン(RはC6
‐C18ヒドロカルビル基、好ましくはC10‐C16アルキル基またはC10‐C16ア
シルアミドアルキル基であり、各R1は典型的にはC1‐C3アルキル、好ましく
はメチルであり、R2はC1‐C5ヒドロカルビル基、好ましくはC1‐C3アルキ
レン基、更に好ましくはC1‐C2アルキレン基である)も本洗剤
界面活性剤として使用できる。適切なベタインの例には、ココナツアシルアミド
プロピルジメチルベタイン、ヘキサデシルジメチルベタイン、C12-14 アシルア
ミドプロピルベタイン、C8-14アシルアミドヘキシルジエチルベタイン、
4‐〔C14-16 アシルメチルアミドジエチルアンモニオ〕‐1‐カルボキシブタ
ン、C16-18 アシルアミドジメチルベタイン、C12-16 アシルアミドペンタンジ
エチルベタインおよびC12-16 アシルメチルアミドジメチルベタインがある。好
ましいベタインは、C12-18 ジメチルアンモニオヘキサノエートおよびC10-18
アシルアミドプロパン(またはエタン)ジメチル(またはジエチル)ベタイン;
式R(R1)2N+R2SO3 -を有するスルタイン(RはC6‐C18ヒドロカルビル
基、好ましくはC10‐C16アルキル基、更に好ましくはC12‐C13アルキル基で
あり、各R1は典型的にはC1‐C3アルキル、好ましくはメチルであり、R2はC1
‐C6ヒドロカルビル基、好ましくはC1‐C3アルキレン基、または好ましくは
ヒドロキシアルキレン基である)である。適切なスルタインの例には、C12‐C14
ジメチルアンモニオ‐2‐ヒドロキシプロピルスルホネート、C12‐C14アミ
ドプロピルアンモニオ‐2‐ヒドロキシプロピルスルタイン、C12‐C14ジヒド
ロキシエチルアンモニオプロパンスルホネートおよびC16-18ジメチルアンモニ
オヘキサンスルホネートがあり、C12-14 アミドプロピルアンモニオ‐2‐ヒド
ロキシプロピルスルタインが好ましい。微粉末
第一ステップに用いられる本プロセスの微粉末の量は、第一ステップにおける
出発物質の総量の約94〜30%、好ましくは86〜54%である。本プロセス
の出発微粉末は、粉砕ソーダ灰、粉末ナトリウムトリポリホスフェート(STP
P)、水和トリポリホスフェート、粉砕ナトリウムサルフェート、アルミノシリ
ケート、結晶積層シリケート、ニトリロトリアセテート(NTA)、ホスフェー
ト、沈降シリケート、ポリマー、カーボネート、シトレート、粉末界面活性剤
(例えば、粉末アルカンスルホン酸)および本発明のプロセスから生じる粉末の
内部リサイクル流からなる群より選択され、その粉末の平均径は0.1〜500
ミクロン、好ましくは1〜300ミクロン、更に好ましくは5〜100ミクロン
である。本発明の微粉末として水和STPPを用いる場合には、50%以上のレ
ベルまで水和されたSTPPが好ましい。洗剤ビルダーとして本発明で用いられ
るアルミノシリケートイオン交換物質は、好ましくは、高いカルシウムイオン交
換容量と高い交換率の双方を有している。理論に拘束されることなく、このよう
な高いカルシウムイオン交換率および容量は、アルミノシリケートイオン交換物
質が生産される方法に基づいたいくつかの相関ファクターの関数であると考えら
れる。それについては、本発明に用いられるアルミノシリケートイオン交換物質
はCorkill らの米国特許第4,605,509号(Procter & Gamble)に従い生
産されることが好ましく、その開示は参考のため本明細書に組み込まれる。
好ましくは、アルミノシリケートイオン交換物質は“ナトリウム”形であって
、その理由はカリウムおよび水素形の本アルミノシリケートがナトリウム形によ
り供されるほど高い交換率および容量を示さないからである。加えて、アルミノ
シリケートイオン交換物質は、本明細書に記載されたようなパリパリした洗剤凝
集物の生産を容易にできるように、過剰乾燥された形にあることが好ましい。本
発明に用いられるアルミノシリケートイオン交換物質は、洗剤ビルダーとしてそ
れらの有効性を最良にする粒径を有していることが好ましい。ここで用いられる
“粒径”という用語は、慣用的な分析技術、例えば顕微鏡測定および走査型電子
顕微鏡(SEM)で測定されるような所定アルミノシリケートイオン交換物質の
平均粒径を表す。アルミノシリケートの好ましい粒径は約0.1〜約10ミクロ
ン、更に好ましくは約0.5〜約9ミクロンである。最も好ましくは、粒径は約
1〜約8ミクロンである。
好ましくは、アルミノシリケートイオン交換物質は下記式を有している:
Naz〔(AlO2)z(SiO2)y〕・xH2O
上記式中zおよびyは少くとも6の整数であり、z対yのモル比は約1〜約5で
あり、xは約10〜約264である。更に好ましくは、アルミノシリケートは下
記式を有している:
Na12〔(AlO2)12(SiO2)12〕・xH2O
上記式中xは約20〜約30、好ましくは約27である。これらの好ましいアル
ミノシリケートは、例えばゼオライトA、ゼオライトBおよびゼオライトXとい
う名称で市販されている。一方、本発明で使用に適した天然または合成アルミノ
シリケートイオン交換物質はKrummel らの米国特許第3,985,669号明細
書に記載されたように作ってもよく、その開示は参考のため本明細書に組み込ま
れる。
本発明で用いられるアルミノシリケートは、無水ベースで計算して、少くとも
約200mg相当のCaCO3硬度/gであり、好ましくは約300〜352
mg相当のCaCO3硬度/gの範囲内にあるイオン交換容量で更に特徴付けら
れる。加えて、本アルミノシリケートイオン交換物質は、少くとも約2グレーン
Ca++/ガロン/min/‐g/ガロン、更に好ましくは約2〜約6グレーン
Ca++/ガロン/min/‐g/ガロンの範囲内にあるカルシウムイオン交換率で
更に特徴付けられる。微噴霧液
本プロセスの微噴霧液の量は、本発明のプロセスにより得られる最終産物の総
量のうち、約1〜約10%(活性ベース)、好ましくは2〜約6%(活性ベース
)である。本プロセスの微噴霧液は、液体シリケート、液体形態にあるアニオン
性またはカチオン性界面活性剤、水性または非水性ポリマー溶液、水およびそれ
らの混合からなる群より選択できる。本発明の微噴霧液の他の任意例には、ナト
リウムカルボキシメチルセルロース溶液、ポリエチレングリコール(PEG)と
、
ジメチレントリアミンペンタメチルホスホン酸(DETMP)の溶液がある。
本発明で微噴霧液として使用できるアニオン性界面活性剤溶液の好ましい例は
、約88〜97%活性HLAS、約30〜50%活性NaLAS、約28%活性
AE3S溶液、約40〜50%活性液体シリケートなどである。
カチオン性界面活性剤も本微噴霧液として使用でき、適切な四級アンモニウム
界面活性剤はモノC6‐C16、好ましくはC6‐C10N‐アルキルまたはアルケニ
ルアンモニウム界面活性剤(残りのN位はメチル、ヒドロキシエチルまたはヒド
ロキシプロピル基で置換されている)から選択される。
本発明で微噴霧液として使用できる水性または非水性ポリマー溶液の好ましい
例は、下記式に相当するポリアミン主鎖:
を含んで修飾ポリアミン式V(n+1)WmYnZを有しているか、または下記式に相
当するポリアミン主鎖:を含んで修飾ポリアミン式V(n-k+1)WmYnY’kZ(kはn以下である)を有し
ている修飾ポリアミンであって、修飾前の上記ポリアミン主鎖は約200ドルト
ン以上の分子量を有しており、上記式中
i)V単位は下記式を有する末端単位である:
ii)W単位は下記式を有する主鎖単位である:
iii)Y単位は下記式を有する分岐単位である:
および
iv)Z単位は下記式を有する末端単位である:
上記式中、主鎖連結R単位はC2‐C12アルキレン、C4‐C12アルケニレン、
C3‐C12ヒドロキシアルキレン、C4‐C12ジヒドロキシアルキレン、
C8‐C12ジアルキルアリレン、‐(R1O)xR1‐、
‐(R1O)xR5(OR1)x‐、‐(CH2CH(OR2)CH2O)z
(R1O)yR1(OCH2CH(OR2)CH2)w‐、
−C(O)(R4)rC(O)‐、‐CH2CH(OR2)CH2‐およびそれらの
混合からなる群より選択される;R1はC2‐C6アルキレンおよびそれらの混合
である;R2は水素、‐(R1O)xBおよびそれらの混合である;R3はC1‐C1 8
アルキル、C7‐C12アリールアルキル、C7‐C12アルキル置換アリール、C6
‐C12アリールおよびそれらの混合である;R4はC1‐C12アルキレン、C4‐
C12アルケニレン、C8‐C12アリールアルキレン、C6‐C10アリレンおよびそ
れらの混合である;R5はC1‐C12アルキレン、C3‐C12ヒドロキシアルキレ
ン、C4‐C12ジヒドロキシアルキレン、C8‐C12ジアルキルアリレン、‐C(
O)‐、‐C(O)NHR6NHC(O)‐、
‐R1(OR1)‐、‐C(O)(R4)rC(O)‐、
‐CH2CH(OH)CH2、
‐CH2CH(OH)CH2O(R1O)yR1OCH2CH(OH)CH2‐および
それらの混合である;R6はC2‐C12アルキレンまたはC6‐C12アリレンであ
る;E単位は水素、C1‐C22アルキル、C3‐C22アルケニル、
C7‐C22アリールアルキル、C2‐C22ヒドロキシアルキル、
‐(CH2)pCO2M、‐(CH2)qSO3M、
‐CH(CH2CO2M)CO2M、‐(CH2)pPO3M、
‐(R1O)xB、‐C(O)R3およびそれらの混合からなる群より選択される
;オキシド;Bは水素、C1‐C6アルキル、‐(CH2)qSO3M、
‐(CH2)pCO2M、‐(CH2)q(CHSO3M)CH2SO3M、
‐(CH2)q(CHSO2M)CH2SO3M、‐(CH2)pPO3M、
‐PO3Mおよびそれらの混合である;Mは水素または電荷バランスを満たす上
で十分な量の水溶性カチオンである;Xは水溶性アニオンである;mは4〜約4
00の値を有する;nは0〜約200の値を有する;pは1〜6の値を有す
る;qは0〜6の値を有する;rは0または1の値を有する;wは0または1の
値を有する;xは1〜100の値を有する;yは0〜100の値を有する;zは
0または1の値を有する。最も好ましいポリエチレンイミンの一例は、窒素当た
り約7つのエチレンオキシ残基の程度までエトキシル化により更に修飾された、
分子量1800を有するポリエチレンイミン(PEI 1800、E7)である
。NaLASのようなアニオン性界面活性剤と予め錯体形成させておくことが、
上記ポリマー溶液にとり好ましい。
本発明で微噴霧液として使用できる水性または非水性ポリマー溶液の他の好ま
しい例は、好ましくは酸形で適切な不飽和モノマーを重合または共重合させるこ
とにより製造できる、ポリマーポリカルボキシレート分散剤である。重合させて
適切なポリマーポリカルボキシレートを形成することができる不飽和モノマー酸
には、アクリル酸、マレイン酸(または無水マレイン酸)、フマル酸、イタコン
酸、アコニチン酸、メサコン酸、シトラコン酸およびメチレンマロン酸がある。
ビニルメチルエーテル、スチレン、エチレンなどのようなカルボキシレート基を
有しないモノマーセグメントの、本ポリマーポリカルボキシレート中における存
在は適切であるが、但しこのようなセグメントはポリマーの約40重量%を超え
てはならない。
次に記載されるような4000以上の分子量を有したホモポリマーポリカルボ
キシレートが好ましい。特に適切なホモポリマーポリカルボキシレートはアクリ
ル酸から誘導することができる。本発明で有用なこのようなアクリル酸ベースポ
リマーは、重合アクリル酸の水溶性塩である。酸形をしたこのようなポリマーの
平均分子量は、好ましくは4000〜10,000、好ましくは4000〜70
00、最も好ましくは4000〜5000である。このようなアクリル酸ポリマ
ーの水溶性塩には、例えばアルカリ金属、アンモニウムおよび置換アンモニウム
塩がある。
アクリル酸/マレイン酸ベースコポリマーのようなコポリマーポリカルボキシ
レートも用いてよい。このような物質には、アクリル酸およびマレイン酸のコポ
リマーの水溶性塩がある。酸形をしたこのようなコポリマーの平均分子量は、好
ましくは約2000〜100,000、更に好ましくは約5000〜
75,000、最も好ましくは約7000〜65,000である。このようなコ
ポリマー中におけるアクリレート/マレエートセグメントの比率は、通常
約30:1〜約1:1、更に好ましくは約10:1〜2:1である。このような
アクリル酸/マレイン酸コポリマーの水溶性塩には、例えばアルカリ金属、アン
モニウムおよび置換アンモニウム塩がある。LASのようなアニオン性界面活性
剤と予め錯体形成させておくことが、上記ポリマー溶液にとり好ましい。補助洗剤成分
本プロセスの出発洗剤物質には追加洗剤成分を含めることができ、および/ま
たはいくつかの追加成分も本プロセスで後のステップに際して洗剤組成物に配合
することができる。これらの補助成分には、他の洗浄ビルダー、ブリーチ、ブリ
ーチアクチベーター、起泡増強剤または起泡抑制剤、色あせ防止剤、および腐食
防止剤、汚れ懸濁剤、汚れ放出剤、殺菌剤、pH調整剤、非ビルダーアルカリ源
、キレート化剤、スメクタイトクレー、酵素、酵素安定剤と香料がある。参考の
ため本明細書に組み込まれる、1976年2月3日付で発行されたBaskerville,
Jr.らの米国特許第3,936,537号明細書参照。
他のビルダーは、通常、様々な水溶性アルカリ金属、アンモニウムまたは置換
アンモニウムホスフェート、ポリホスフェート、ホスホネート、ポリホスホネー
ト、カーボネート、ボレート、ポリヒドロキシスルホネート、ポリアセテート、
カルボキシレート、およびポリカルボキシレートから選択できる。アルカリ金属
、特にナトリウム、上記の塩が好ましい。本発明で使用上好ましいのは、ホスフ
ェート、カーボネート、C10-18 脂肪酸、ポリカルボキシレートおよびそれらの
混
合である。更に好ましいのは、ナトリウムトリポリホスフェート、テトラナトリ
ウムピロホスフェート、シトレート、、タートレートモノおよびジサクシネート
、およびそれらの混合である(下記参照)。
非晶質ナトリウムシリケートと比較して、結晶積層ナトリウムシリケートは明
らかに増加したカルシウムおよびマグネシウムイオン交換容量を示す。加えて、
積層ナトリウムシリケートはカルシウムイオンよりもマグネシウムイオンを優先
し、これは実質的にすべての“硬度”が洗浄水から確かに除去される上で必要な
特徴である。しかしながら、これらの結晶積層ナトリウムシリケートは非晶質シ
リケートと他のビルダーよりも通常高価である。したがって、経済的に可能な洗
濯洗剤を供するためには、用いられる結晶積層ナトリウムシリケートの割合は考
慮した上で決められねばならない。このような結晶積層ナトリウムシリケートは
、既に参考のため本明細書に組み込まれた、Corkill らの米国特許第4,605
,509号明細書に記載されている。
無機ホスフェートビルダーの具体例は、ナトリウムおよびカリウムトリポリホ
スフェート、ピロホスフェート、約6〜21の重合度を有するポリマーメタホス
フェート、およびオルトホスフェートである。ポリホスホネートビルダーの例は
、エチレンジホスホン酸のナトリウムおよびカリウム塩、エタン1‐ヒドロキシ
‐1,1‐ジホスホン酸のナトリウムおよびカリウム塩と、エタン1,1,2‐
トリホスホン酸のナトリウムおよびカリウム塩である。他のリンビルダー化合物
は米国特許第3,159,581号、第3,213,030号、第3,422,
021号、第3,422,137号、第3,400,176号および第3,40
0,148号明細書に開示されており、それらすべてが参考のため本明細書に組
み込まれる。
非リン無機ビルダーの例は、テトラボレート十水和物と、約0.5〜約4.0
、好ましくは約1.0〜約2.4のSiO2対アルカリ金属酸化物の重量比を有
す
るシリケートである。本発明で有用な水溶性非リン有機ビルダーには、様々なア
ルカリ金属、アンモニウムおよび置換アンモニウムポリアセテート、カルボキシ
レート、ポリカルボキシレートおよびポリヒドロキシスルホネートがある。ポリ
アセテートおよびポリカルボキシレートビルダーの例は、エチレンジアミン四酢
酸、ニトリロ三酢酸、オキシジコハク酸、メリット酸、ベンゼンポリカルボン酸
およびクエン酸のナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウムおよび置換ア
ンモニウム塩である。
ポリマーポリカルボキシレートビルダーは、1967年3月7日付で発行され
たDiehl の米国特許第3,308,067号明細書に記載されており、その開示
は参考のため本明細書に組み込まれる。このような物質には、脂肪族カルボン酸
、例えばマレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、フマル酸、アコニチン酸、シト
ラコン酸およびメチレンマロン酸のホモおよびコポリマーの水溶性塩がある。こ
れら物質の一部は後記のような水溶性アニオン性ポリマーとして有用であるが、
但し非石鹸アニオン性界面活性剤との完全混合物のときだけである。
本発明で使用に適した他のポリカルボキシレートは、1979年3月13日付
で発行されたCrutchfield らの米国特許第4,144,226号および1979
年3月27日付で発行されたCrutchfield らの米国特許第4,246,495号
明細書に記載されたポリアセタールカルボキシレートであり、その双方とも参考
のため本明細書に組み込まれる。これらのポリアセタールカルボキシレートは、
グリオキシル酸のエステルおよび重合開始剤を重合条件下で一緒にすることによ
り製造できる。次いで、得られたポリアセタールカルボキシレートエステルは、
アルカリ溶液中で急速な解重合に対してポリアセタールカルボキシレートを安定
化させるために、化学的に安定な末端基に結合され、対応する塩に変換されて、
洗剤組成物に加えられる。特に好ましいポリカルボキシレートビルダーは、
1987年5月5日付で発行されたBushらの米国特許第4,663,071号明
細書に記載されたタートレートモノサクシネートおよびタートレートジサクシネ
ートの組合せからなるエーテルカルボキシレートビルダー組成物であり、その開
示は参考のため本明細書に組み込まれる。
漂白剤およびアクチベーターは、1983年11月1日付で発行されたChung
らの米国特許第4,412,934号および1984年11月20日付で発行さ
れたHartman の米国特許第4,483,781号明細書に記載されており、その
双方とも参考のため本明細書に組み込まれる。キレート化剤も、参考のため本明
細書に組み込まれる、Bushらの米国特許第4,663,071号明細書、第17
欄54行目〜第18欄68行目に記載されている。起泡調整剤も任意成分であり
、1976年1月20日付で発行されたBartolettaらの米国特許第3,933,
672号および1979年1月23日付で発行されたGault らの第4,136,
045号明細書に記載されており、双方とも参考のため本明細書に組み込まれる
。
本発明で使用に適したスメクタイトクレーは、参考のため本明細書に組み込ま
れる、1988年9月9日付で発行されたTuckerらの米国特許第4,762,6
45号明細書、第6欄3行目〜第7欄24行目に記載されている。本発明で使用
に適した追加洗浄ビルダーは、Baskerville 特許明細書、第13欄54行目〜第
16欄16行目と、1987年5月5日付で発行されたBushらの米国特許第4,
663,071号明細書に列挙されており、双方とも参考のため本明細書に組み
込まれる。
任意のプロセスステップ
場合により、そのプロセスは本発明について第一、第二および/または第三ミ
キサーのうち1つまたは2以上で追加結合剤をスプレーするステップを含んでい
てもよい。結合剤は、洗剤成分用の“結合”または“粘着”剤を供することによ
り凝集性を高める目的で加えられる。結合剤は、好ましくは、水、アニオン性界
面活性剤、ノニオン性界面活性剤、液体シリケート、ポリエチレングリコール、
ポリビニルピロリドンポリアクリレート、クエン酸およびそれらの混合物からな
る群より選択される。本明細書に掲載されたものを含めて他の適切な結合剤物質
は、Beerseらの米国特許第5,108,646号(Procter & Gamble Co.)明細
書に開示されており、その開示は参考のため本明細書に組み込まれる。
本プロセスにより考えられる他の任意ステップでは、過大な洗剤凝集物をスク
リーニング装置でスクリーニングするが、その装置は、最終洗剤製品で望まれる
粒径に合わせて選択される慣用的なスクリーンに限定されないが、それを含めて
様々な形態をとることができる。他の任意ステップには、既に記載された装置で
の追加乾燥に凝集物を付すことによる、洗剤凝集物のコンディショニングがある
。
本プロセスのもう1つの任意ステップでは、他の慣用的な洗剤成分をスプレー
および/または混合することを含めた様々なプロセスにより、得られた洗剤凝集
物を仕上げる。例えば、仕上げステップでは、より完全な洗剤組成物を提供する
ために、香料、増白剤および酵素を最終凝集物上にスプレーする。このような技
術および成分は当業界で周知である。
本プロセスにおけるもう1つの任意ステップでは界面活性剤ペースト構築プロ
セスを行い、例えば、本発明のプロセス前に押出機を用いてペースト硬化物質を
配合することにより水性アニオン性界面活性剤ペーストを硬化させる。界面活性
剤ペースト構築プロセスの詳細は、同時出願PCT/US96/15960
(1996年10月4日付出願)に開示されている。
本発明をもっと良く理解してもらうために下記例が参考にされるが、これは例
示のためだけであり、請求の範囲に限定されるわけではない。例 例1
以下は、Lodige CBミキサー(CB‐30)、その後 Schugi FX-160ミキサ
ーを用いて、高密度を有する凝集物を得るための例である。
〔ステップ1〕水性CFAS(ココナツ脂肪アルコールサルフェート界面活性
剤)ペースト(C12‐C18、71.5%活性)250〜270kg/hr を、粉末S
TPP(40〜75ミクロンの平均粒径)220kg/hr 、粉砕ソーダ灰(15ミ
クロンの平均粒径)160〜200kg/hr 、粉砕硫酸ナトリウム(15ミクロン
の平均粒径)80〜120kg/hr および粉末の内部リサイクル流200kg/hrと
一緒に、CB‐30ミキサーのピンツールにより分散させる。界面活性剤ペース
トは約40〜52℃で供給し、粉末は室温で供給する。CB‐30ミキサーの条
件は下記のとおりである:
平均滞留時間:10〜18秒間
チップ速度:7.5〜14m/s
エネルギー条件:0.5〜4kj/kg
ミキサー速度:550〜900rpm
ジャケット温度:30℃
〔ステップ2〕CB‐30ミキサーからの凝集物を Schugi FX-160ミキサーに
供給する。HLAS(C11‐C18アルキルベンゼンスルホネートの酸前駆体;
94〜97%活性)30kg/hr を約50〜60℃でSchugiミキサーに微噴霧液と
して分散させる。ソーダ灰(約10〜20ミクロンの平均粒径)20〜80kg/h
rをSchugiミキサーに加える。Schugiミキサーの条件は下記のとおりである:
平均滞留時間:0.2〜5秒間
チップ速度:16〜26m/s
エネルギー条件:0.15〜2kj/kg
ミキサー速度:2000〜3200rpm
ステップ2から得られた顆粒は約600g/lの密度を有しており、乾燥、冷却
、サイジングおよび/または粉砕の任意プロセスに場合により付すことができる
。例2
以下は、Lodige CBミキサー(CB‐30)、その後 Schugi FX-160ミキサ
ー、次いで Lodige KMミキサー(KM‐600)を用いて、高密度を有する凝
集物を得るための例である。
〔ステップ1〕約50℃のHLAS(C11‐C18アルキルベンゼンスルホネー
トの酸前駆体;95%活性)15〜30kg/hr および水性CFAS(ココナツ脂
肪アルコールサルフェート界面活性剤)ペースト(C12‐C18、70%活性)
250〜270kg/hr を、粉末STPP(40〜75ミクロンの平均粒径)
220kg/hr 、粉砕ソーダ灰(15ミクロンの平均粒径)160〜200kg/hr
、粉砕硫酸ナトリウム(15ミクロンの平均粒径)80〜120kg/hr および粉
末の内部リサイクル流200kg/hr と一緒に、CB‐30ミキサーのピンツール
により分散させる。界面活性剤ペーストは約40〜52℃で供給し、粉末は室温
で供給する。CB‐30ミキサーの条件は下記のとおりである:
平均滞留時間:10〜18秒間
チップ速度:7.5〜14m/s
エネルギー条件:0.5〜4kj/kg
ミキサー速度:550〜900rpm
ジャケット温度:30℃
〔ステップ2〕CB‐30ミキサーからの凝集物を Schugi FX-160ミキサーに
供給する。中和されたAE3S液体(28%活性)35kg/hr を約30〜40℃
でSchugiミキサーに微噴霧液として分散させる。ソーダ灰20〜80kg/hr を
Schugiミキサーに加える。Schugiミキサーの条件は下記のとおりである:
平均滞留時間:0.2〜5秒間
チップ速度:16〜26m/s
エネルギー条件:0.15〜2kj/kg
ミキサー速度:2000〜3200rpm
〔ステップ3〕Schugi ミキサーからの凝集物を、凝集物の更なる凝集、球状
化および成長のためにKM‐600ミキサーに供給する。粉砕ソーダ灰(15ミ
クロンの平均粒径)60kg/hr もKMミキサーに加える。鋸歯状すきをKMミキ
サーでミキシング要素として用いる。KMミキサーのチョッパーを、過大な凝集
物の量を減らすために用いてもよい。KMミキサーの条件は下記のとおりである
:
平均滞留時間:3〜6分間
エネルギー条件:0.15〜2kj/kg
ミキサー速度:100〜150rpm
ジャケット温度:30〜40℃
ステップ3から得られた顆粒は約700g/lの密度を有しており、冷却、乾燥
、サイジングおよび/または粉砕の任意プロセスに場合により付すことができる
。
こうして本発明を詳細に記載してきたが、様々な変更が本発明の範囲から逸脱
することなく行えて、本発明が明細書に記載されたものに限定されるわけでない
ことは、当業者に明らかであろう。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Method for producing detergent composition by non-tower process
Field of the invention
The present invention generally relates to a non-tower process for producing a particulate detergent composition.
I do. More specifically, the present invention relates to a method for producing detergent aggregates comprising surfactants and coatings.
It relates to a continuous process produced by feeding quality into a series of mixers.
The process requires that the density be tailored to a wide range of consumer needs and be marketed.
To produce a free flowing detergent composition.
Background of the Invention
In recent years, the detergent industry has been focusing on laundry detergents that are "compact" and require low usage.
There is considerable interest within. Facilitate the production of these so-called low usage detergents
Many attempts have been made to produce high bulk density detergents, e.g.
I have been. Low usage detergents are currently in high demand because they conserve resources
, Can be sold in small packages that are more convenient for consumers. However
In fact, the degree to which current detergent products need to be “compact” remains to be determined.
Up to. In fact, many consumers have their own laundry operations, especially in developing countries.
And continue to favor higher usage levels.
Usually, there are two main types of processes in which detergent granules or powders are manufactured.
. In the first type of process, sponges are used to produce highly porous detergent granules.
Spray dry the aqueous detergent slurry in a laye drying tower (eg, low density detergent
Composition tower process). In the second type of process, various detergent ingredients are dried.
Once immiscible, they are nonionic to produce a high-density detergent composition
Or aggregated with a binder such as an anionic surfactant (eg, a high density detergent
set
Product agglomeration process). The density of the resulting detergent granules in the above two processes
Important factors influencing the shape, porosity and particle size distribution of the granules
Starting material densities, various starting material shapes, and their respective chemical compositions.
Many attempts have been made in the industry to provide a process for increasing the density of detergent granules or powders.
Has been done in Special attention must be paid to the fineness of the spray-dried granules by post-tower processing.
It has been paid for densification. For example, one attempt is to use sodium tripolyphosphate and
And a batch process for densification and spheroidization. This device is substantially vertical
Substantially horizontal, located inside and at the base of the cylinder with straight and smooth walls
Consists of a coarse turntable. However, this process is essentially a batch process
As such, it is not well suited for large scale production of detergent powders. More recently,
Other attempts are "post tower" or continuous to increase the density of spray-dried detergent granules
Made to serve the process. Typically, in such a process, the granules are
A first device for pulverizing or pulverizing and a second device for increasing the density of pulverized granules by agglomeration
And require. These processes use “post tower” or spray-dried granules
Can be processed or densified to achieve the desired increase in density,
The ability to increase surfactant levels without a coating step is limited. In addition
Therefore, processing or densification by “post tower” is economical (high capital cost) and
And operation complexity is not desirable. In addition, all the above processes are sprayed
It is mainly concerned with densifying or otherwise processing the rye granules. Current
, The relative amounts and ties of substances subjected to the spray drying process in the production of detergent granules
Is limited. For example, the resulting detergent composition may require high levels of surfactant.
Although it was difficult to do so, its characteristics make the production of detergent more efficient.
As a result, detergent compositions are limited by conventional spray drying techniques.
It is desirable to have a process that can be produced without any problems.
To that end, the art is also rich in disclosing processes involving agglomeration of detergent compositions.
In. For example, mixing zeolite and / or laminated silicate with a mixer
Attempts have been made to agglomerate detergent builders by forming free flowing agglomerates
Was. In such attempts, those processes can be used to produce detergent agglomerates.
Starting wash in the form of pastes, liquids and dry substances
Mechanism by which dispersant materials can be effectively aggregated into crisp, free-flowing detergent agglomerates
For, they do not provide.
Therefore, the detergent composition is continuously produced to increase the density directly from the starting detergent components.
Need to have an agglomerated (non-tower process) process
And preferably the density can be achieved by adjusting the process conditions.
Moreover, (1) flexibility in terms of final density of the final composition and (2) some differences.
Flexibility in incorporating different types of detergent components (especially liquid components) into the process
And more efficient, flexible and flexible to facilitate large-scale production of detergents.
There remains a need for such a process that is economical and economical.
The following references relate to densification of spray-dried granules: Appel et al.
U.S. Pat. No. 5,133,924 (Lever); Bortolotti et al., U.S. Pat.
0,657 (Lever) and British Patent No. 1,517,713 to Johnson et al. (Unilever
) And Curtis European Patent Application 451,894.
The following references relate to the production of detergents by flocculation: Beujean et al.
WO 93 / 23,523 (Henkel); Lutz et al., U.S. Pat. No. 4,992,079.
(FMC Corporation), US Patent No. 4,427,417 to Porasik et al. (Korex
U.S. Patent No. 5,108,646 to Beerse et al. (Procter & Gamble), Capeci.
U.S. Patent No. 5,366,652 (Procter &Gamble); Hollingsworth et al.
European Patent Application 351,937 (Unilever); Swatling et al., US Pat.
No. 05,958, published by Dhalewadikar et al., WO 96/04359 (Unilever)
Thin book.
For example, WO 93 / 23,523 (Henkel) discloses a low speed mixer.
Process with more pre-agglomeration and less than 25 wt% of granules with a diameter of 2 mm or more
Note the separate flocculation step with a high-speed mixer to obtain a high-density detergent composition
It is listed. U.S. Pat. No. 4,427,417 (Korex) discloses caking and
Describes a continuous process for agglomeration that reduces
You.
None of the current technologies have demonstrated all of the advantages and effects of the present invention.
Summary of the Invention
The present invention provides a process for producing a high-density granular detergent composition,
Meet the needs in the industry. The present invention relates to agglomeration (eg, non-tower
) Process to provide a granular detergent composition with flexibility in terms of final density of the final composition
Providing a production process also meets the needs in the industry.
are doing. The process limits the production of compositions with high surfactant content.
No limited conventional spray-dry tower is used. In addition, the process of the present invention
Is more efficient, economical and efficient for the various detergent compositions that can be produced in the process.
And flexible. Further, the process typically involves particles and volatile organic
Environmentally friendly because it does not use a spray-dry tower that releases compounds into the atmosphere.
Easy to deal with the problem.
As used herein, the term “aggregate” refers to a surfactant and / or
Aggregating raw materials with binders such as organic solvent / organic solvent and polymer solution
Related to the particles formed. "Average residence time" as used herein
The terms relate to the following definitions:
Average residence time (hr) = mass (kg) / throughput (kg / hr)
All percentages used herein are unless otherwise indicated.
Shown as "wt%". All ratios are by weight unless otherwise specified
is there. As used herein, “comprising” means that it does not affect the result.
Means that other steps and other components can be added. This term is
And "consisting essentially of".
According to one aspect of the present invention, a granular detergent composition having a density of at least about 600 g / l
A method for manufacturing an article is provided.
The method is:
(A) In a mixer, disperse the surfactant to form 0.1 to 500 microns
The surfactant is coated with a fine powder having a diameter of
Is (i) an average residence time of about 2 to about 50 seconds, and (ii) a chip of about 4 to about 25 m / s.
Speed and energy conditions of (iii) about 0.15 to about 7 kj / kg;
Performed); and
(B) Spray the finely sprayed liquid on the aggregates with a mixer (mixer conditions include:
(I) an average residence time of about 0.2 to about 5 seconds, (ii) a tip of about 10 to about 30 m / s.
Speed (iii) and energy conditions of about 0.15 to about 5 kj / kg)
Consists of steps.
The following method for producing a granular detergent composition having a density of at least about 600 g / l is also provided.
Provided, the method is:
(A) In a mixer, disperse the surfactant to form 0.1 to 500 microns
The surfactant is coated with a fine powder having a diameter of
Is (i) an average residence time of about 2 to about 50 seconds, and (ii) a chip of about 4 to about 25 m / s.
Speed and energy conditions of (iii) about 0.15 to about 7 kj / kg;
Object is formed);
(B) Spray the finely sprayed liquid on the first aggregate using a mixer (under the conditions of the mixer).
Is (i) an average residence time of about 0.2 to about 5 seconds, and (ii) a time of about 10 to about 30 m / s.
And (iii) an energy condition of about 0.15 to about 5 kj / kg,
Aggregates are formed); and
(C) Mix the second aggregate sufficiently with a mixer (mixer conditions include (i
) An average residence time of about 0.5 to about 15 minutes and (ii) an average residence time of about 0.15 to about 7 kj / kg.
(Including energy requirements)
Consists of steps.
At least one produced by any one of the process aspects described herein.
Also provided is a granular detergent composition having a high density of about 600 g / l.
Therefore, it is an object of the present invention to provide a mixer with energy input, residence time conditions and
Flexibility in terms of final product density by controlling chip and tip speed conditions.
It is an object of the present invention to provide a method for continuously producing a detergent composition. Big
To provide a more efficient, flexible and economical way to facilitate scale production
Is also an object of the present invention. These and other objects, features and additional benefits of the present invention
Points may be read in the following specific description of the preferred embodiments and the appended claims.
And will be apparent to those skilled in the art.Specific description of preferred embodiments
The present invention produces a free-flowing granular detergent aggregate having a density of at least 600 g / l.
On how to do it. In that method, to obtain low density granules, aqueous and / or
Is from 0.1 to 500 micron after producing granule detergent aggregate from non-aqueous surfactant
Coated with a fine powder having a diameter of
process First step (step a)
In the first step of the process, the powder, paste and / or liquid form
One or more aqueous and / or non-aqueous surfactants taken and 0.1-500 micron
Powder, preferably having a diameter of about 1 to about 100 microns, forms an agglomerate
As such, it is fed into the first mixer (definition of surfactant and fines is defined below.
Described in detail). Optionally, additional steps after the process of the present invention
Any conditioning process (ie, drying and / or cooling)
Step) "Powder that usually has a diameter of about 0.1 to about 300 microns coming out of
The internal recycle stream can also be fed to a mixer in addition to its fines
. The amount of such an internal recycle stream of powder can range from 0 to about 60 wt% of the end product.
You.
In another embodiment of the present invention, the surfactant is first added to the mixer before the above.
Or premixer (eg, a conventional screw extruder or other similar mixer)
)) And subsequently mixed detergent material herein for agglomeration
Feed into the first step mixer as described.
Generally speaking, preferably, the average residence time of the first mixer is from about 2 to about 50 seconds.
And the tip speed of the first mixer is in the range of about 4 to about 25 m / s.
Yes, the energy per unit mass of the first mixer (energy condition) is about 0.1
5 to about 7 kj / kg, more preferably the average residence time of the first mixer.
Is in the range of about 5 to about 30 seconds and the tip speed of the first mixer is about 6 to about 18
m / s, the energy per unit mass of the first mixer (energy
Condition) is in the range of about 0.3 to about 4 kj / kg, most preferably the first mixer
Average residence time is in the range of about 5 to about 20 seconds and the tip speed of the first mixer
Is in the range of about 8 to about 18 m / s, and the energy per unit mass of the first mixer is
(Energy conditions) are in the range of about 0.3 to about 4 kj / kg.
An example of the first mixer in the first step is that the mixer is related to the first step.
Any type of mixer known to those skilled in the art, as long as the above conditions can be maintained.
It may be a sir. As an example, Lod manufactured by the Lodge company (Germany)
There is an ige CB mixer. Fine powder on the surface of the agglomerate as a result of the first step
(First aggregate) having the following formula:Second step (step b)
The product from the first step (ie, the first agglomerate) is fed to a second mixer.
It is. The fine spray is sprayed onto the agglomerates in a second mixer. According to the first step
Excess fines are optionally contained in the product added to the second step.
Spraying the microspray liquid may result in excess
Useful for binding fine powder. Powder detergent of the kind used in the first step
About 0 to 10%, more preferably about 2 to 5% of ingredients and / or other detergent ingredients,
It may be added to a second mixer.
Generally speaking, preferably, the average residence time of the second mixer is from about 0.2 to about 5
Second mixer tip speed in the range of about 10 to about 30 m / s.
And the energy per unit mass of the third mixer (energy condition) is about 0
. Between 15 and about 5 kj / kg, more preferably the average residence of the second mixer.
The time is in the range of about 0.2 to about 5 seconds and the tip speed of the second mixer is about 10
約 30 m / s, the energy per unit mass of the second mixer (d
Energy conditions) are in the range of about 0.15 to about 5 kj / kg, most preferably
The average residence time of the two mixers is in the range of about 0.2 to about 5 seconds, and the second mixer
Chip speed is in the range of about 15 to about 26 m / s and the unit mass of the second mixer
Energy per energy (energy condition) is in the range of about 0.15 to about 2 kj / kg
.
An example of a second mixer is that the mixer maintains the above conditions for the second step.
As far as possible, it can be any type of mixer known to the person skilled in the art.
An example is the Flexomic Model manufactured by the Schugi company (Netherlands).
You. As a result of the second step, a second aggregate is obtained.Third step [Step (c)]
If the second agglomerate is less than 600 g / l or further agglomeration is
The second step, if it is selected to meet the optimal conditions as the final product by
(Second agglomerate) is supplied to a third mixer. That is, the second aggregate is
Mix well for agglomeration and growth in a third mixer and shear well
. Optionally, powder detergent ingredients of the type used in the first and second steps,
About 0-10%, and more preferably about 2-5%, of the other detergent components.
May be added to Tep. Preferably, a chopper connectable to the third mixer is
Can be used to grind undesirably large agglomerates. Therefore, chopper
Process with a third mixer reduces the amount of excessive agglomerates as end products
Such a process is one preferred embodiment of the present invention.
.
Generally speaking, preferably, the average residence time of the third mixer is from about 0.5 to about 1
Within 5 minutes, the energy per unit mass of the third mixer (energy
Condition) is in the range of about 0.15 to about 7 kj / kg, and more preferably the third mixer.
The average residence time of the third mixer is in the range of about 3 to about 6 minutes, per unit weight of the third mixer.
Rip energy (energy conditions) is in the range of about 0.15 to about 4 kj / kg.
An example of a third mixer is that the mixer maintains the above conditions for the third step.
As far as possible, it can be any type of mixer known to the person skilled in the art.
An example is the Lodige KM Mixer manufactured by the Lodge company (Germany).
You.
As a result of the second (or third) step, at least 600 g / l
A product with a high density is obtained. In some cases, the result is further dried, cooled and
And / or grinding.
The process of the present invention has (1) flexibility in injecting at least two liquid components.
CB mixer, (2) flexible for injecting at least two liquid components
Schugi mixer, (3) flexible in injecting at least one liquid component
If the process is performed using a KM mixer, the process uses five different liquids.
Ingredients can be incorporated into the process. Therefore, the process presented is in liquid form
Are rather expensive, and are easier to handle and / or store than solid materials.
One skilled in the art of incorporating the sometimes cumbersome starting detergent material in the granulation process into the granulation process.
Is beneficial to
Starting detergent substance
Made in the present invention, contained in the following detergent substances, microsprays and auxiliary detergent ingredients:
The total amount of surfactant in the finished product is the final product obtained by the process of the present invention.
About 5 to about 60%, more preferably about 12 to about 40%, more preferably
About 15 to about 35%. The surfactant contained above is the process of the present invention.
Any part of the process, for example, the first step, the second step and / or
According to one of the third steps.Detergent surfactant (aqueous / non-aqueous)
The amount of surfactant in the present process depends on the final product obtained by the process of the present invention.
About 5 to about 60%, more preferably about 12 to about 40%, more preferably, of the total amount
Is about 15 to about 35%.
The surfactant of the present process used as the starting detergent material in the first step is
In the form of raw materials, as a powder, paste or liquid.
The surfactant itself is preferably anionic, nonionic, zwitterionic, amphoteric and
And cationic classes and compatible mixtures thereof. Washing useful in the present invention
Surfactants are disclosed in Norris U.S. Pat. No. 3,301, issued May 23, 1972.
US Pat. No. 664,961 and Laughlin et al. Issued on Dec. 30, 1975
No. 3,929,678, both of which are referred to.
Incorporated herein. Useful cationic surfactants include September 1980
Cockrell U.S. Pat. Nos. 4,222,905 and 198, issued on Dec. 16, 2016.
U.S. Pat. No. 4,239,659 to Murphy, issued on Dec. 16, 2009.
Some are described herein, both of which are incorporated herein by reference.
Among surfactants, anionic and nonionic are preferable, and anionic is most preferable.
Is also preferred.
Non-limiting examples of preferred anionic surfactants useful in the present invention include the conventional
C11-C18Alkylbenzenesulfonates ("LAS"), primary branched chains and
Random CTen-C20Alkyl sulfate ("AS"),
Formula CHThree(CHTwo)x(CHOSOThree -M+) CHThreeand
CHThree(CHTwo)y(CHOSOThree -M+) CHTwoCHThreeCTen-C18Second grade (2,3)
Rukylsulfate (x and (y + 1) are at least about 7, preferably at least
An integer of about 9 and M is a water-soluble cation, especially sodium), unsaturated monkey
Fate, such as oleyl sulfate, CTen-C18Alkyl alkoxy sulf
("AExS"; especially EO1-7 ethoxy sulfate).
Useful anionic surfactants include about 2 to 9 carbon atoms in the acyl group and an alkane
2-Acyloxyalkane-1-sulfo having from about 9 to about 23 carbon atoms in the moiety
Water-soluble salts of carboxylic acids; water of olefin sulphonates having about 12 to 24 carbon atoms
A soluble salt; about 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group and about 8 to 20 carbon atoms in the alkane moiety.
There are also β-alkyloxyalkanesulfonates which have an offspring.
Optionally, other exemplary surfactants useful in the pastes of the present invention include CTen
-C18Alkyl alkoxy carboxylate (especially EO1-5 ethoxycarboxy)
Silate), CTen-C18Glycerol ether, CTen-C18Alkyl polyglyco
Cid and the corresponding sulfated polyglycoside, and C12-C18α-sul
There are honated fatty acid esters. If desired, conventional nonionic and amphoteric
Surfactants such as C, including so-called narrow peak alkyl ethoxylates12
-C18Alkyl ethoxylate ("AE"), C6-C12Alkylphenol
Lucoxylates (especially ethoxylates and mixed ethoxy / propoxy), CTen
-C18Amine oxide and the like can also be included in the overall composition. CTen-
C18N-alkyl polyhydroxy fatty acid amides can also be used. A typical example is C12
-C18There is N-methylglucamide. See WO 9,206,154. Other sugar induction
Surfactants include CTen-C18Like N- (3-methoxypropyl) glucamide
There are N-alkoxy polyhydroxy fatty acid amides. N-propyl to N-hex
Le C12-C18Glucamide can be used for its low foaming properties. CTen-C20Customary soap
May be used. If high foaming properties are desired, the branched chain CTen-C16Soap may also be used.
Mixtures of anionic and nonionic surfactants are particularly useful. Other idiomatic
Useful surfactants are listed in the standard text.
Cationic surfactants can also be used as detergent surfactants and suitable quaternary
The surfactant is Mono C6-C16, Preferably C6-CTenN-alkyl or a
Lucenyl ammonium surfactant (the remaining N-position is methyl, hydroxyethyl or
Is substituted with a hydroxypropyl group).
Amphoteric surfactants including aliphatic derivatives of heterocyclic secondary and tertiary amines;
Including derivatives of aliphatic quaternary ammonium, phosphonium and sulfonium compounds
Dipolar surfactants; water-soluble salts of esters of α-sulfonated fatty acids;
-Tersulfate; water-soluble salt of olefin sulfonate; β-alkyloxy
Alkanesulfonates; Formula R (R1)TwoN+RTwoCOO-(R is C6
-C18A hydrocarbyl group, preferably CTen-C16Alkyl group or CTen-C16A
A silamidoalkyl group, each R1Is typically C1-CThreeAlkyl, preferably
Is methyl and RTwoIs C1-CFiveA hydrocarbyl group, preferably C1-CThreeArchi
A len group, more preferably C1-CTwoThis detergent is an alkylene group)
Can be used as a surfactant. Examples of suitable betaines include coconut acylamide
Propyl dimethyl betaine, hexadecyl dimethyl betaine, C12-14 Asilua
Midopropyl betaine, C8-14Acylamidohexyl diethyl betaine,
4- [C14-16 Acylmethylamide diethylammonio] -1-carboxybuta
N, C16-18 Acylamide dimethyl betaine, C12-16 Acylamide pentane
Ethyl betaine and C12-16 There is acylmethylamide dimethyl betaine. Good
A good betaine is C12-18 Dimethylammoniohexanoate and C10-18
Acylamidopropane (or ethane) dimethyl (or diethyl) betaine;
Formula R (R1)TwoN+RTwoSOThree -(R is C6-C18Hydrocarbyl
Group, preferably CTen-C16Alkyl group, more preferably C12-C13With an alkyl group
Yes, each R1Is typically C1-CThreeAlkyl, preferably methyl, RTwoIs C1
-C6A hydrocarbyl group, preferably C1-CThreeAn alkylene group, or preferably
A hydroxyalkylene group). Examples of suitable sultaines include C12-C14
Dimethylammonio-2-hydroxypropylsulfonate, C12-C14Ami
Dopropylammonio-2-hydroxypropylsultaine, C12-C14Jihid
Roxyethylammoniopropane sulfonate and C16-18Dimethyl ammonium
Ohexanesulfonate, C12-14 Amidopropylammonio-2-hydride
Roxypropyl sultaine is preferred.Fine powder
The amount of fine powder of the process used in the first step is
About 94-30%, preferably 86-54% of the total amount of starting materials. This process
Starting fine powder is ground soda ash, powdered sodium tripolyphosphate (STP
P), hydrated tripolyphosphate, ground sodium sulfate, aluminosili
Kate, crystal laminated silicate, nitrilotriacetate (NTA), phosphate
, Precipitated silicate, polymer, carbonate, citrate, powdered surfactant
(Eg, powdered alkanesulfonic acid) and powders resulting from the process of the present invention.
Selected from the group consisting of internal recycle streams, the powder having an average diameter of 0.1 to 500
Microns, preferably 1 to 300 microns, more preferably 5 to 100 microns
It is. When hydrated STPP is used as the fine powder of the present invention, 50% or more
STPP hydrated to the bell is preferred. Used in the present invention as a detergent builder
The aluminosilicate ion exchange material preferably has a high calcium ion exchange rate.
It has both exchange capacity and high exchange rate. Without being bound by theory,
High calcium ion exchange rate and capacity is aluminosilicate ion exchanger
Quality is considered to be a function of several correlation factors based on the way it is produced.
It is. About that, the aluminosilicate ion exchange material used in the present invention
Was produced in accordance with US Patent No. 4,605,509 to Corkill et al. (Procter & Gamble).
It is preferably produced, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
Preferably, the aluminosilicate ion exchange material is in "sodium" form.
The reason is that the potassium and hydrogen forms of the aluminosilicate
This is because they do not show a high exchange rate and capacity so that they can be used. In addition, Alumino
The silicate ion exchange material may be a crisp detergent coagulant as described herein.
Preferably, it is in an overdried form to facilitate the production of the agglomerate. Book
The aluminosilicate ion exchange material used in the invention is a detergent builder.
It is preferred to have a particle size that optimizes their effectiveness. Used here
The term “particle size” refers to conventional analytical techniques, such as microscopy and scanning electron
Of a given aluminosilicate ion exchange material as measured by a microscope (SEM)
Represents the average particle size. The preferred particle size of the aluminosilicate is from about 0.1 to about 10 micron
And more preferably from about 0.5 to about 9 microns. Most preferably, the particle size is about
1 to about 8 microns.
Preferably, the aluminosilicate ion exchange material has the following formula:
Naz[(AlOTwo)z(SiOTwo)y] XHTwoO
Wherein z and y are at least integers of 6 and the molar ratio of z to y is from about 1 to about 5.
And x is from about 10 to about 264. More preferably, the aluminosilicate is
Has the notation:
Na12[(AlOTwo)12(SiOTwo)12] XHTwoO
In the above formula, x is about 20 to about 30, preferably about 27. These preferred al
Minosilicates include, for example, zeolite A, zeolite B and zeolite X.
It is commercially available under the name On the other hand, natural or synthetic alumino suitable for use in the present invention
Silicate ion exchange materials are described in U.S. Pat. No. 3,985,669 to Krummel et al.
May be made as described herein, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
It is.
The aluminosilicates used in the present invention are calculated on an anhydrous basis and at least
About 200mg of CaCOThreeHardness / g, preferably about 300-352
mg of CaCOThreeFurther characterized by an ion exchange capacity in the range of hardness / g
It is. In addition, the aluminosilicate ion exchange material has at least about 2 grains.
Ca++/ Gallon / min / -g / gallon, more preferably about 2 to about 6 grains
Ca++/ Gallon / min / -g / gallon in the range of calcium ion exchange rate
Further characterized.Fine spray liquid
The amount of microspray in this process depends on the total end product obtained by the process of the present invention.
Of the amount, from about 1 to about 10% (active basis), preferably 2 to about 6% (active basis)
). The fine spray liquid of this process is liquid silicate, anion in liquid form
Or cationic surfactants, aqueous or non-aqueous polymer solutions, water and it
It can be selected from the group consisting of a mixture of these. Other optional examples of the fine spray liquid of the present invention include nato
Lium carboxymethyl cellulose solution, polyethylene glycol (PEG)
,
There is a solution of dimethylenetriaminepentamethylphosphonic acid (DETMP).
Preferred examples of the anionic surfactant solution that can be used as the fine spray liquid in the present invention are:
About 88-97% active HLAS, about 30-50% active NaLAS, about 28% active
AE3S solution, about 40-50% active liquid silicate, and the like.
Cationic surfactants can also be used as the microspray liquid and suitable quaternary ammonium
Surfactant is Mono C6-C16, Preferably C6-CTenN-alkyl or alkenyl
Ruammonium surfactant (the remaining N-position is methyl, hydroxyethyl or hydride
Substituted with a roxypropyl group).
Preferred aqueous or non-aqueous polymer solutions that can be used as microsprays in the present invention
Examples are polyamine backbones corresponding to the formula:
And modified polyamine formula V(n + 1)WmYnZ or
Applicable polyamine main chain:And modified polyamine formula V(n-k + 1)WmYnY 'kZ (k is less than or equal to n)
Modified polyamine, wherein the polyamine backbone before modification is about $ 200.
Having a molecular weight of at least
i) V units are terminal units having the formula:
ii) W units are backbone units having the formula:
iii) Y units are branching units having the formula:
and
iv) Z units are terminal units having the formula:
In the above formula, the main chain linking R unit is CTwo-C12Alkylene, CFour-C12Alkenylene,
CThree-C12Hydroxyalkylene, CFour-C12Dihydroxyalkylene,
C8-C12Dialkylarylene,-(R1O)xR1-
-(R1O)xRFive(OR1)x-,-(CHTwoCH (ORTwo) CHTwoO)z
(R1O)yR1(OCHTwoCH (ORTwo) CHTwo)w-
-C (O) (RFour)rC (O)-, -CHTwoCH (ORTwo) CHTwo-And their
Selected from the group consisting of mixtures; R1Is CTwo-C6Alkylene and their mixtures
RTwoIs hydrogen,-(R1O)xB and mixtures thereof; RThreeIs C1-C1 8
Alkyl, C7-C12Arylalkyl, C7-C12Alkyl-substituted aryl, C6
-C12Aryl and mixtures thereof; RFourIs C1-C12Alkylene, CFour-
C12Alkenylene, C8-C12Arylalkylene, C6-CTenArylene and its
A mixture of these; RFiveIs C1-C12Alkylene, CThree-C12Hydroxyalkyl
N, CFour-C12Dihydroxyalkylene, C8-C12Dialkylarylene, -C (
O)-, -C (O) NHR6NHC (O)-,
-R1(OR1)-, -C (O) (RFour)rC (O)-,
-CHTwoCH (OH) CHTwo,
-CHTwoCH (OH) CHTwoO (R1O)yR1OCHTwoCH (OH) CHTwo-and
Mixtures thereof; R6Is CTwo-C12Alkylene or C6-C12Arylene
E units are hydrogen, C1-Ctwenty twoAlkyl, CThree-Ctwenty twoAlkenyl,
C7-Ctwenty twoArylalkyl, CTwo-Ctwenty twoHydroxyalkyl,
-(CHTwo)pCOTwoM,-(CHTwo)qSOThreeM,
-CH (CHTwoCOTwoM) COTwoM,-(CHTwo)pPOThreeM,
-(R1O)xB, -C (O) RThreeSelected from the group consisting of
An oxide; B is hydrogen, C1-C6Alkyl,-(CHTwo)qSOThreeM,
-(CHTwo)pCOTwoM,-(CHTwo)q(CHSOThreeM) CHTwoSOThreeM,
-(CHTwo)q(CHSOTwoM) CHTwoSOThreeM,-(CHTwo)pPOThreeM,
-POThreeM and mixtures thereof; M is hydrogen or charge balance
Is a sufficient amount of a water-soluble cation; X is a water-soluble anion; m is from 4 to about 4
Has a value of 00; n has a value of 0 to about 200; p has a value of 1 to 6
Q has a value of 0-6; r has a value of 0 or 1; w has a value of 0 or 1
Has a value; x has a value of 1 to 100; y has a value of 0 to 100;
It has a value of 0 or 1. One example of the most preferred polyethylene imine is nitrogen
Further modified by ethoxylation to a degree of about 7 ethyleneoxy residues,
Polyethyleneimine having a molecular weight of 1800 (PEI 1800, E7)
. Pre-complexing with an anionic surfactant such as NaLAS,
Preferred for the above polymer solution.
Other preferred aqueous or non-aqueous polymer solutions that can be used as microsprays in the present invention
A preferred example is to polymerize or copolymerize a suitable unsaturated monomer, preferably in the acid form.
And a polymer polycarboxylate dispersant which can be produced by Polymerize
Unsaturated monomeric acids capable of forming suitable polymeric polycarboxylates
Include acrylic acid, maleic acid (or maleic anhydride), fumaric acid, itacone
There are acids, aconitic acid, mesaconic acid, citraconic acid and methylenemalonic acid.
Carboxylate groups such as vinyl methyl ether, styrene, ethylene, etc.
The presence of monomer segments not present in the polymer polycarboxylate
Is suitable, provided that such segments comprise more than about 40% by weight of the polymer.
must not.
Homopolymer polycarbo having a molecular weight of 4000 or more as described below
Xylates are preferred. Particularly suitable homopolymer polycarboxylates are acrylic
It can be derived from luic acid. Such acrylic acid bases useful in the present invention
Limers are water-soluble salts of polymerized acrylic acid. Of such polymers in acid form
The average molecular weight is preferably 4000 to 10,000, preferably 4000 to 70.
00, most preferably 4000 to 5000. Such acrylic acid polymer
Water-soluble salts of, for example, alkali metals, ammonium and substituted ammonium
There is salt.
Copolymer polycarboxy, such as acrylic acid / maleic acid based copolymer
Rates may also be used. Such materials include acrylic acid and maleic acid
There are water-soluble salts of limers. The average molecular weight of such copolymers in the acid form is favorable.
Preferably about 2000 to 100,000, more preferably about 5000 to
75,000, most preferably about 7000-65,000. Such a
The acrylate / maleate segment ratio in the polymer is usually
It is about 30: 1 to about 1: 1, more preferably about 10: 1 to 2: 1. like this
Water-soluble salts of acrylic acid / maleic acid copolymers include, for example, alkali metals,
There are monium and substituted ammonium salts. Anionic surfactant such as LAS
It is preferable for the polymer solution to form a complex with the agent in advance.Auxiliary detergent ingredients
The starting detergent material of the process may include additional detergent components and / or
Or some additional ingredients in the detergent composition during later steps in the process
can do. These supplements include other cleaning builders, bleach,
Activators, foam enhancers or suppressors, fade inhibitors, and corrosion
Inhibitor, soil suspending agent, soil release agent, bactericide, pH adjuster, non-builder alkali source
, Chelating agents, smectite clay, enzymes, enzyme stabilizers and fragrances. Reference
Baskerville, published February 3, 1976, incorporated herein by reference.
See U.S. Pat. No. 3,936,537 to Jr. et al.
Other builders usually use various water-soluble alkali metals, ammonium or substituted
Ammonium phosphate, polyphosphate, phosphonate, polyphosphonate
, Carbonate, borate, polyhydroxysulfonate, polyacetate,
It can be selected from carboxylate and polycarboxylate. Alkali metal
Particularly preferred are sodium and the above-mentioned salts. Preferred for use in the present invention are phosphines
, Carbonate, C10-18 Fatty acids, polycarboxylates and their
Mixed
It is. More preferred are sodium tripolyphosphate, tetranatri
Umpyrophosphate, citrate, tartrate mono and disuccinate
, And mixtures thereof (see below).
Compared to amorphous sodium silicate, crystalline laminated sodium silicate
4 shows the calcium and magnesium ion exchange capacity clearly increased. in addition,
Stacked sodium silicate prefers magnesium ions over calcium ions
This is necessary to ensure that virtually all "hardness" is removed from the wash water.
It is a feature. However, these crystalline sodium silicates are amorphous silicon silicates.
Like and usually more expensive than other builders. Therefore, economically possible washing
In order to provide a rinse, the percentage of crystalline sodium silicate used should be considered.
It must be determined with due consideration. Such a crystal-laminated sodium silicate
U.S. Patent No. 4,605 to Corkill et al., Which is already incorporated herein by reference.
, 509.
Specific examples of inorganic phosphate builders include sodium and potassium tripolyphosphates.
Sulfate, pyrophosphate, polymer metaphos with a degree of polymerization of about 6 to 21
Fate, and orthophosphate. Examples of polyphosphonate builders are
, Sodium and potassium salts of ethylene diphosphonic acid, ethane 1-hydroxy
Sodium and potassium salts of -1,1-diphosphonic acid and ethane 1,1,2-
Sodium and potassium salts of triphosphonic acid. Other phosphorus builder compounds
Are U.S. Patent Nos. 3,159,581, 3,213,030, 3,422.
Nos. 021, 3,422,137, 3,400,176 and 3,40
No. 0,148, all of which are incorporated herein by reference.
Be impregnated.
Examples of non-phosphorus inorganic builders are tetraborate decahydrate and about 0.5 to about 4.0.
, Preferably from about 1.0 to about 2.4 SiOTwoHas a weight ratio of alkali metal oxide to
You
Silicate. Various water-soluble non-phosphorus organic builders useful in the present invention include
Lucali metal, ammonium and substituted ammonium polyacetate, carboxy
Rates, polycarboxylates and polyhydroxysulfonates. Poly
Examples of acetate and polycarboxylate builders are ethylenediaminetetravinegar
Acid, nitrilotriacetic acid, oxydisuccinic acid, melitic acid, benzenepolycarboxylic acid
And citric acid sodium, potassium, lithium, ammonium and substituted
It is a ammonium salt.
The Polymer Polycarboxylate Builder was issued on March 7, 1967
No. 3,308,067 to Diehl, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Is incorporated herein by reference. Such substances include aliphatic carboxylic acids
For example, maleic acid, itaconic acid, mesaconic acid, fumaric acid, aconitic acid, cyto
There are water-soluble salts of homo- and copolymers of laconic and methylene malonic acids. This
Some of these substances are useful as water-soluble anionic polymers as described below,
However, only in the case of a complete mixture with a non-soap anionic surfactant.
Other polycarboxylates suitable for use in the present invention are described on March 13, 1979.
U.S. Patent Nos. 4,144,226 and 1979 issued to Crutchfield et al.
U.S. Pat. No. 4,246,495 issued to Crutchfield et al.
Polyacetal carboxylate described in the description, both of which are reference
And incorporated herein by reference. These polyacetal carboxylates are
By combining the ester of glyoxylic acid and the polymerization initiator under polymerization conditions
Can be manufactured. Then, the obtained polyacetal carboxylate ester is
Stable polyacetal carboxylate against rapid depolymerization in alkaline solution
To a chemically stable end group, converted to the corresponding salt,
Added to the detergent composition. Particularly preferred polycarboxylate builders are
No. 4,663,071 issued to Bush et al. On May 5, 1987.
Tartrate monosuccinate and tartrate disuccine described in the detailed description
An ether carboxylate builder composition comprising a combination of
The indications are incorporated herein by reference.
Bleaches and activators are available from Chung, issued November 1, 1983.
U.S. Pat. No. 4,412,934 and issued Nov. 20, 1984.
No. 4,483,781 to Hartman, which is incorporated herein by reference.
Both are incorporated herein by reference. Chelating agents are also provided for reference
No. 4,663,071 to Bush et al., No. 17, incorporated by reference.
It is described in column 54 line to column 18 line 68. The foam control agent is also an optional ingredient
Bartoletta et al., U.S. Patent No. 3,933, issued January 20, 1976.
No. 672 and Gault et al., No. 4,136, issued Jan. 23, 1979.
No. 045, both of which are incorporated herein by reference.
.
Smectite clays suitable for use in the present invention are incorporated herein by reference.
U.S. Pat. No. 4,762,6, issued Sep. 9, 1988 to Tucker et al.
No. 45, column 6, line 3 to column 7, line 24. Used in the present invention
Additional wash builders suitable for use are described in Baskerville Patent Specification, column 13, line 54-
Column 16, line 16, and Bush et al., U.S. Pat. No. 4, issued May 5, 1987.
No. 663,071 and both are incorporated herein by reference.
Be included.
Optional process steps
Optionally, the process may involve a first, second and / or third
Spraying the additional binder with one or more of the xers.
You may. Binders are provided by providing a "binding" or "sticking" agent for the detergent components.
Is added for the purpose of increasing cohesion. The binder is preferably water, an anionic
Surfactant, nonionic surfactant, liquid silicate, polyethylene glycol,
Polyvinyl pyrrolidone polyacrylate, citric acid and mixtures thereof
Group. Other suitable binder materials, including those listed herein
Are described in Beerse et al., US Pat. No. 5,108,646 (Procter & Gamble Co.).
And the disclosure of which is incorporated herein by reference.
Another optional step considered by this process is to remove excess detergent agglomerates.
Screening with a cleaning device, which is desired in the final detergent product
It is not limited to a conventional screen selected according to the particle size, but includes
It can take various forms. Other optional steps include the already described equipment
Conditioning of detergent agglomerates by adding agglomerates to additional drying
.
Another optional step in the process is to spray other conventional detergent ingredients
Detergent aggregation obtained by various processes including and / or mixing
Finish things. For example, the finishing step provides a more complete detergent composition
For this purpose, fragrances, brighteners and enzymes are sprayed on the final agglomerates. Such techniques
Techniques and ingredients are well known in the art.
Another optional step in the process is a surfactant paste building professional
Process, for example, using an extruder prior to the process of the present invention to remove the paste hardened material.
By mixing, the aqueous anionic surfactant paste is hardened. Surface activity
The details of the agent paste construction process are described in co-pending PCT / US96 / 15960.
(Filed October 4, 1996).
For a better understanding of the present invention, the following examples are referenced,
By way of illustration only, and not limitation of the claims.An example Example 1
The following is a Lodige CB mixer (CB-30), and then a Schugi FX-160 mixer
This is an example for obtaining an aggregate having a high density by using ー.
[Step 1] Aqueous CFAS (coconut fatty alcohol sulfate surfactant
Agent) paste (C12-C18, 71.5% activity) 250-270 kg / hr.
TPP (average particle size of 40 to 75 microns) 220 kg / hr, ground soda ash (15
160-200 kg / hr of average particle size of cron, pulverized sodium sulfate (15 micron
Average particle size) of 80-120 kg / hr and internal recycle flow of powder of 200 kg / hr
Together, disperse with the pin tool of the CB-30 mixer. Surfactant pace
And the powder is supplied at room temperature. Article of CB-30 mixer
The results are as follows:
Average residence time: 10 to 18 seconds
Chip speed: 7.5 to 14 m / s
Energy condition: 0.5-4kj / kg
Mixer speed: 550-900 rpm
Jacket temperature: 30 ° C
[Step 2] Aggregate from CB-30 mixer is transferred to Schugi FX-160 mixer
Supply. HLAS (C11-C18Acid precursors of alkylbenzene sulfonates;
94-97% activity) 30kg / hr at about 50-60 ° C with Schugi mixer
And disperse. Soda ash (average particle size of about 10 to 20 microns) 20 to 80 kg / h
Add r to Schugi mixer. The conditions of the Schugi mixer are as follows:
Average residence time: 0.2-5 seconds
Chip speed: 16-26m / s
Energy conditions: 0.15 to 2 kj / kg
Mixer speed: 2000-3200 rpm
The granules obtained from step 2 have a density of about 600 g / l, dry, cool
Can optionally be subjected to any process of sizing and / or grinding
.Example 2
The following is a Lodige CB mixer (CB-30), and then a Schugi FX-160 mixer
-Then, using a Lodige KM mixer (KM-600),
This is an example for obtaining a collection.
[Step 1] HLAS (C at about 50 ° C.11-C18Alkylbenzenesulfone
Acid precursor; 95% activity) 15-30 kg / hr and aqueous CFAS (coconut fat)
Fatty alcohol sulfate surfactant) paste (C12-C18, 70% active)
250-270 kg / hr, powdered STPP (average particle size of 40-75 microns)
220 kg / hr, ground soda ash (15 micron average particle size) 160-200 kg / hr
Crushed sodium sulfate (15 micron average particle size) 80-120kg / hr and powder
Pin tool of CB-30 mixer with 200kg / hr of internal recycle stream at the end
To disperse. Surfactant paste is supplied at about 40-52 ° C, powder is at room temperature
Supply by The conditions for the CB-30 mixer are as follows:
Average residence time: 10 to 18 seconds
Chip speed: 7.5 to 14 m / s
Energy condition: 0.5-4kj / kg
Mixer speed: 550-900 rpm
Jacket temperature: 30 ° C
[Step 2] Aggregate from CB-30 mixer is transferred to Schugi FX-160 mixer
Supply. Neutralized AEThree35kg / hr of S liquid (28% activity) at approx.
To disperse as a fine spray in a Schugi mixer. 20-80kg / hr of soda ash
Add to Schugi mixer. The conditions of the Schugi mixer are as follows:
Average residence time: 0.2-5 seconds
Chip speed: 16-26m / s
Energy conditions: 0.15 to 2 kj / kg
Mixer speed: 2000-3200 rpm
[Step 3] The aggregates from the Schugi mixer are further aggregated,
Feed to KM-600 mixer for crystallization and growth. Crushed soda ash (15 mi
60 kg / hr (average particle size of cron) is also added to the KM mixer. KM Miki saw tooth
Used as a mixing element in sir. Excessive coagulation of chopper of KM mixer
It may be used to reduce the amount of material. The conditions of the KM mixer are as follows
:
Average residence time: 3-6 minutes
Energy conditions: 0.15 to 2 kj / kg
Mixer speed: 100-150 rpm
Jacket temperature: 30-40 ° C
The granules obtained from step 3 have a density of about 700 g / l, cool, dry
Can optionally be subjected to any process of sizing and / or grinding
.
Although the present invention has been described in detail, various modifications may depart from the scope of the invention.
Without limiting the invention to those described in the specification.
That will be apparent to those skilled in the art.
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D,SZ,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ
,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU
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B,GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE,KG
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