JP2021519361A

JP2021519361A - 粉末洗濯洗剤を生成するための方法

Info

Publication number: JP2021519361A
Application number: JP2020551550A
Authority: JP
Inventors: デアルバカーキ、レルシオ; サード、ロバートバタリック、ザ; アール．スワン、マヘシュ; サーポンカリカリ、オーファ
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2021-08-10
Also published as: WO2019199424A1; US20210380908A1; BR112020018893A2; EP3775143A1; MX2020010070A; AR114766A1; CN111902525A

Abstract

粉末洗剤の生成方法であって、方法が、（ａ）（ｉ）６〜１１．５の少なくとも１つのｐＫａ値を有する、少なくとも１つの窒素含有エチレン性不飽和モノマーおよび少なくとも１つのエチレン性不飽和カルボン酸モノマーの重合単位を含む、ポリマーと、（ｉｉ）少なくとも１つの界面活性剤と、（ｉｉｉ）無機塩と、（ｉｖ）水と、を混合して、スラリーを形成するステップであって、スラリーが、５０〜９０重量％の固形含量を有する、形成するステップと、（ｂ）スラリーを噴霧乾燥させて、粉末洗剤を形成するステップと、を含む、方法。【選択図】なし

Description

本発明は、概して、粉末洗濯洗剤組成物を生成するための方法に関する。

粉末洗濯洗剤は、濃縮スラリーを噴霧乾燥させて、粉末を生成することによって作製される。クラッチャスラリー（ｃｒｕｔｃｈｅｒｓｌｕｒｒｙ）としても知られる洗剤スラリー組成物は、典型的には、高い割合の懸濁固形物を含有する高粘度の非ニュートン混合物である。洗剤スラリーを噴霧乾燥させるためには、生産性を改善するために、クラッチャスラリー中に、うまく取り扱われる、できるだけ高い固形含量を有することが有利である。しかしながら、固形分濃度は、スラリー粘度に直接影響し、通常、スプレーノズルが効果的に噴霧できる最大粘度によって制限される。例えば、この目的のために、米国特許第５，６１８，７８２号では、親水性ポリマーが添加されている。しかし、改善された添加剤は有用であろう。

本発明は、粉末洗剤を製造するための方法を対象とし、該方法は、（ａ）（ｉ）６〜１１．５の少なくとも１つのｐＫａ値を有する、少なくとも１つの窒素含有エチレン性不飽和モノマーおよび少なくとも１つのエチレン性不飽和カルボン酸モノマーの重合単位を含む、ポリマーと、（ｉｉ）少なくとも１つの界面活性剤と、（ｉｉｉ）無機塩と、（ｉｖ）水と、を混合して、スラリーを形成することであって、スラリーが、５０〜９０重量％の固形含量を有する、形成するステップと、（ｂ）スラリーを噴霧乾燥させて、粉末洗剤を形成するステップと、を含む。

別に指定のない限り、全ての百分率は、重量百分率（重量％）であり、全ての温度は、℃である。重量平均分子量、Ｍ_ｗは、当技術分野で既知のように、ポリアクリル酸標準を用いてゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される。ＧＰＣの技術は、ＭｏｄｅｒｎＳｉｚｅＥｘｃｌｕｓｉｏｎＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，Ｗ．Ｗ．Ｙａｕ，Ｊ．Ｊ．Ｋｉｒｋｌａｎｄ，Ｄ．Ｄ．Ｂｌｙ；Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ，１９７９およびＡＧｕｉｄｅｔｏＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓ，Ｊ．Ｐ．Ｓｉｂｉｌｉａ；ＶＣＨ，１９８８，ｐ．８１−８４で詳細に考察されている。本明細書に報告されている分子量は、ダルトンの単位である。本明細書で使用される場合、「（メタ）アクリル」という用語は、アクリルまたはメタクリルを指し、「炭酸塩」という用語は、炭酸塩、重炭酸塩、またはセスキ炭酸塩のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩を指し、「ケイ酸塩」という用語は、ケイ酸アルカリ金属を指す。ポリマー中のモノマー単位の百分率は、固形重量の百分率であり、すなわち、ポリマーエマルジョン中に存在する一切の水を排除した百分率である。ポリマー中の重合カルボン酸単位への全ての言及は、カルボン酸基のｐＫａ付近またはそれを上回るｐＨ値で存在するであろう酸の金属塩を含む。ｐＫａ値は、２５℃で測定される。アミンのｐＫａは、プロトン化アミンのｐＫａを指す。

好ましくは、スラリーは、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも５５重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、好ましくは少なくとも６５重量％、好ましくは少なくとも７０重量％、好ましくは８５重量％以下、好ましくは８２重量％以下、好ましくは７９重量％以下、好ましくは７６重量％以下の固形含量を有する。

好ましくは、エチレン性不飽和カルボン酸モノマーは、Ｃ_３−Ｃ_８モノエチレン性不飽和カルボン酸モノマー、好ましくはＣ_３−Ｃ_４である。好ましくは、カルボン酸モノマーは、炭素−炭素二重結合の炭素に結合した少なくとも１つのカルボキシル基を有する。好ましくは、カルボン酸モノマーは、１つまたは２つのカルボキシル基、好ましくは１つを有する。好ましくは、モノエチレン性不飽和カルボン酸モノマーは、（メタ）アクリル酸である。

好ましくは、窒素含有エチレン性不飽和モノマーは、少なくとも６．５、好ましくは少なくとも７、好ましくは少なくとも７．５、好ましくは少なくとも８、好ましくは１１以下、好ましくは１０．５以下の少なくとも１つのｐＫａ値を有する。好ましくは、窒素含有エチレン性不飽和モノマーは、モノエチレン性不飽和である好ましくは、窒素含有エチレン性不飽和モノマーは、置換または非置換のアミノ基、好ましくは第三級アミノ基、好ましくは第三級アミノアルキル基、好ましくはジアルキルアミノアルキル基、好ましくはジ−（Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル）アミノアルキル基、好ましくはジ−（Ｃ_１〜Ｃ_４アルキル）アミノアルキル基、好ましくはジメチルアミノアルキルまたはジエチルアミノアルキル基、好ましくはジメチルアミノアルキル基を含む。好ましくは、第三級アミノアルキル基は、３〜２０個の炭素原子、好ましくは少なくとも４個の炭素原子、好ましくは１５個以下の炭素原子、好ましくは１０個以下、好ましくは８個以下の炭素原子を含む。好ましくは、窒素含有エチレン性不飽和モノマーは、（メタ）アクリル酸の置換アミノアルキルエステルまたはアミド、好ましくはジ−（Ｃ_１〜Ｃ_４アルキル）アミノエチルまたはジ−（Ｃ_１〜Ｃ_４アルキル）アミノプロピルエステルもしくはアミド、好ましくはジ−（Ｃ_１〜Ｃ_２アルキル）アミノエチルまたはジ−（Ｃ_１〜Ｃ_２アルキル）アミノプロピルエステルもしくはアミド、好ましくは２−（ジメチルアミノ）エチルメタクリレートまたはＮ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミドである。

好ましくは、ポリマーは、５〜４０重量％の少なくとも１つの窒素含有エチレン性不飽和モノマーおよび６０〜９５重量％の少なくとも１つのエチレン性不飽和カルボン酸モノマーの重合単位を含む。好ましくは、ポリマーは、少なくとも７重量％、好ましくは３５重量％以下、好ましくは３０重量％以下、好ましくは２５重量％以下、好ましくは２０重量％以下、好ましくは１５重量％以下の少なくとも１つの窒素含有エチレン性不飽和モノマーの重合単位を含む。好ましくは、ポリマーは、少なくとも６５重量％、好ましくは少なくとも７０重量％、好ましくは少なくとも７５重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、好ましくは少なくとも８５重量％の少なくとも１つのエチレン性不飽和カルボン酸モノマーの重合単位を含む。

好ましくは、スラリーは、０．１〜５重量％、好ましくは少なくとも０．３重量％、好ましくは少なくとも０．５重量％、好ましくは少なくとも０．７重量％、好ましくは少なくとも１．０重量％、好ましくは３重量％以下、好ましくは２重量％以下、好ましくは１．５重量％以下のポリマーを含む。

好ましくは、無機塩は、ケイ酸塩、二ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、クエン酸塩、リン酸塩、酒石酸塩、コハク酸塩、グルコン酸塩、およびポリカルボン酸塩を含む。好ましくは、無機塩は、１族、２族またはこれらの組み合わせの金属元素のカチオンを含む。好ましくは、無機塩は、ナトリウム塩、カリウム塩またはリチウム塩、好ましくはナトリウムまたはカリウム、好ましくはナトリウムである。好ましくは、スラリー中の無機塩の量は、５０〜９０重量％、好ましくは少なくとも５５重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、好ましくは少なくとも６５重量％、好ましくは８５重量％以下、好ましくは８０重量％以下、好ましくは７５重量％以下である。好ましくは、硫酸塩の量（硫酸塩全体の重量から計算）は、２０〜７０重量％、好ましくは少なくとも２５重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、好ましくは少なくとも３５重量％、好ましくは６５重量％以下、好ましくは６０重量％以下、好ましくは５５重量％以下、好ましくは５０重量％以下である。好ましくは、ケイ酸塩の量（ケイ酸塩全体の重量から計算）は、５〜３５重量％、好ましくは少なくとも１０重量％、好ましくは少なくとも１５重量％、好ましくは３０重量％以下、好ましくは２７重量％以下である。好ましくは、炭酸塩の量（炭酸塩全体の重量から計算）は、２５重量％以下、好ましくは２０重量％以下、好ましくは１５重量％以下、好ましくは１０重量％以下である。

好ましくは、スラリーは、１０〜５０重量％、好ましくは少なくとも１５重量％、好ましくは少なくとも１８重量％、好ましくは少なくとも２１重量％、好ましくは少なくとも２４重量％、好ましくは４５重量％以下、好ましくは４０重量％以下、好ましくは３５重量％以下、好ましくは３０重量％以下の水を含む。

本発明の洗剤組成物は、一般に界面活性剤の混合物から構成される。界面活性剤のうちの少なくとも１つは、アニオン性界面活性剤である。アニオン性界面活性剤は、好ましくはサルフェートまたはスルホネートである。１つの好ましいアニオン性界面活性剤は、式、Ｒ_ｂ−Ｃ_６Ｈ_４−ＳＯ_３Ｍによって表されるアルキルベンゼンスルホン酸塩であり、式中、Ｒ_ｂはＣ_６−Ｃ_１８アルキル基を表し、好ましくは直鎖であり、Ｃ_６Ｈ_４はベンゼンジイル基を表し、好ましくは１，４−ベンゼンジイル基であり、Ｍはナトリウム、カリウム、またはアンモニウムイオンを表す。別の好ましいアニオン性界面活性剤は、式Ｒ_ａ−Ｏ−（ＡＯ）_ｎ−ＯＳＯ_３Ｍの、任意選択でエトキシル化された脂肪アルコールのハーフエステルの塩であり、式中、Ｒ_ａは、Ｃ_６〜Ｃ_２２の直鎖または分岐のアルキル基を表し、ＡＯは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、またはランダムもしくはブロックで配置された２つ以上のアルキレンオキシドの組み合わせを表し、ｎは、０〜１０の範囲の数であり、Ｍは、カチオン、好ましくはナトリウムイオン、カリウムイオン、またはアンモニウムイオンを表す。別の好適なアニオン性界面活性剤は、式Ｒ_ｃ−ＯＳＯ_３Ｍにより表される、アルキル硫酸塩であり、式中、Ｒ_ｃは、Ｃ_６〜Ｃ_１８アルキル基、好ましくは直鎖を表し、Ｍは、カチオン、好ましくはナトリウムイオン、カリウムイオンまたはアンモニウムイオンを表す。

洗剤はまた、非イオン性界面活性剤、好ましくは直鎖アルコールエトキシレートも含有し得、ここで、アルコールは６〜２２個の炭素の直鎖脂肪アルコールであり、界面活性剤は２〜２０モル当量のエチレンオキシドを含有する。

好ましくは、スラリーは、５〜５０重量％、好ましくは少なくとも１０重量％、好ましくは少なくとも１５重量％、好ましくは少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも２５重量％、好ましくは４５重量％以下、好ましくは４０重量％以下、好ましくは３５重量％以下の全界面活性剤を含む。好ましくは、界面活性剤は、アニオン性界面活性剤である。

好ましくは、本発明のポリマーは、０．３重量％以下、好ましくは０．１重量％以下、好ましくは０．０５重量％以下、好ましくは０．０３重量％以下、好ましくは０．０１重量％以下の架橋モノマーの重合単位を含む。架橋モノマーは、多エチレン性不飽和モノマーである。

好ましくは、本発明のポリマー中の重合ＡＭＰＳ単位（金属またはアンモニウム塩を含む）の量は、１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、好ましくは２重量％以下、好ましくは１重量％以下である。好ましくは、本発明のポリマーは、８重量％以下、好ましくは５重量％以下、好ましくは３重量％以下、好ましくは１重量％以下のアクリル酸またはメタクリル酸のエステルの重合単位を含有する。

好ましくは、ポリマーは、少なくとも５，０００、好ましくは少なくとも６，０００、好ましくは少なくとも９，０００、好ましくは少なくとも１０，０００、好ましくは少なくとも１１，０００、好ましくは少なくとも１２，０００、好ましくは７０，０００以下、好ましくは５０，０００以下、好ましくは３０，０００以下、好ましくは２０，０００以下、好ましくは１５，０００以下、好ましくは１２，０００以下のＭ_ｗを有する。

ポリマーは、自動食器洗浄機における不溶性堆積物を制御するのに有用な他のポリマーと組み合わせて使用されてもよく、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、または他の二酸モノマーの残基、ポリエチレングリコールエステルを含むアクリル酸またはメタクリル酸のエステル、スチレンモノマー、ＡＭＰＳおよび他のスルホン化モノマー、ならびに置換アクリルアミドまたはメタクリルアミドの組み合わせを含むポリマーを含む。

好ましくは、本発明のポリマーは、溶液重合によって生成される。好ましくは、ポリマーは、ランダムコポリマーである。好ましい溶媒としては、２−プロパノール、エタノール、水、およびそれらの混合物が挙げられる。好ましくは、開始剤は、リンを含有しない。好ましくは、ポリマーは、１重量％未満、好ましくは０．５重量％未満、好ましくは０．１重量％未満のリンを含有し、好ましくは、ポリマーは、リンを含有しない。好ましくは、重合は、過硫酸塩で開始され、ポリマー上の末端基は、硫酸塩またはスルホン酸塩である。ポリマーは、水溶性溶液ポリマー、スラリー、乾燥粉末、または顆粒もしくは他の固形形態であってもよい。

本発明のポリマーは、家庭用および施設用洗浄機の自動食器洗浄で使用される洗剤を含む他の洗浄および水処理用途のための分散剤として潜在的に有用である。

好ましくは、組成物は、少なくとも１０、好ましくは少なくとも１１．５のｐＨを有し、いくつかの実施形態では、ｐＨは、１３以下である。

好ましくは、スラリーは、１５０〜５００℃、好ましくは２５０〜５００℃、好ましくは３５０〜４５０℃の温度、および０．１〜３ｍ／ｓ、好ましくは０．２〜２ｍ／ｓ、好ましくは０．３〜１．５ｍ／ｓの速度で入る熱風で噴霧乾燥される。

材料。実施例では以下の材料を評価する。組成の詳細を表１に提供する。

ＡＣＵＳＯＬ（商標）４４５Ｎ（比較）：ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙから入手可能なアクリル酸のホモポリマー。

ＡＣＵＳＯＬ（商標）４７９Ｎ（比較）：ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙから入手可能なアクリル酸のコポリマー。

実施例１〜５（本発明）：アクリル酸と２−（ジメチルアミノ）エチルメタクリレートとのコポリマー。

実施例６（比較）：アクリル酸と２−（ジメチルアミノ）エチルメタクリレートとのコポリマー。

実施例７〜９（発明）：アクリル酸とＮ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミドとのコポリマー。

ポリマー合成
実施例１
機械攪拌装置、加熱マントル、熱電対、コンデンサー、窒素注入口、およびコフィードを添加するための注入口を備えた２リットルの丸底フラスコに、３００ｇの脱イオン水を入れた。０．１５％硫酸鉄七水和物の３．３２ｇの促進剤溶液を調製し、取っておいた。１０．０ｇの脱イオン水に溶解した０．６３ｇのメタ重亜硫酸ナトリウムのケトル添加剤を調製し、取っておいた。ケトルの内容物を撹拌し、窒素を吹き込みながら７３±１℃に加熱した。同時に、３８０ｇの氷アクリル酸（ＡＡ）をケトルに添加するためにメスシリンダーに添加した。別に、２０ｇの２−（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート（ＤＭＡＥＭＡ）をケトルに添加するためにシリンジに添加した。５０．０ｇの脱イオン水に溶解した１．１５ｇの過硫酸ナトリウムの開始剤溶液をケトルに添加するためにシリンジに添加した。６０．０ｇの脱イオン水に溶解した１３．３７ｇのメタ重亜硫酸ナトリウムの連鎖調整剤溶液をケトルに添加するためにシリンジに添加した。

ケトルの内容物が、７３℃の反応温度に達したとき、促進剤溶液およびメタ重亜硫酸ナトリウムケトル添加物をケトルに添加した。反応温度に戻ると、モノマー、開始剤、および連鎖調整剤のコフィードを同時におよび別々に開始した。連鎖調整剤溶液を８０分かけて添加し、モノマーコフィードを９０分かけて添加し、開始剤コフィードを７３±１℃で９５分かけて添加した。１０．０ｇの脱イオン水に溶解した０．５３ｇの過硫酸ナトリウムの２つのチェイサー溶液を調製し、別々のシリンジに添加した。最初のチェイサー溶液を開始剤コフィードの完了から１０分後に添加した。第１のチェイサー溶液をケトルに１０分かけて添加し、その後、２０分間保持した。この保持が完了した後、第２のチェイサー溶液を１０分かけて添加し、次いで、さらに２０分間保持した。

空気の流れを使用して反応器を冷却しながら、１７５．０ｇの５０％水酸化ナトリウムを、反応温度が６０℃未満に維持されるような速度で、添加漏斗を介してケトルに添加した。過酸化水素（１．２ｇの３５％溶液）をスカベンジャーとしてケトルに添加した。１０分後、１５１．３ｇの５０％水酸化ナトリウムを、反応温度が、６０℃未満に維持されるような速度で、添加漏斗を介してケトルに添加した。脱イオン水（６０．０ｇ）を最終すすぎ液として漏斗に添加した。次いで、内容物を冷却して包装した。

最終生成物は、４２．２１％の固形含量、６．２７のｐＨ、１４８０ｃＰの粘度を有した。残留ＡＡ含有量は、７０ｐｐｍｗであった。重量平均分子量および数平均分子量は、それぞれ２０７８３および５５８３ｇ／ｍｏｌであった。

実施例２〜６は、実質的に実施例１について上述されるように、試薬および条件を適切に変更して、当業者によって調製され得る。

実施例７
機械攪拌装置、加熱マントル、熱電対、コンデンサー、窒素注入口、およびコフィードを添加するための注入口を備えた２リットルの丸底フラスコに、３００ｇの脱イオン水および３．３２ｇの０．１５％硫酸鉄七水和物を入れた。７．０ｇの脱イオン水に溶解した０．４ｇのメタ重亜硫酸ナトリウムのケトル添加剤を調製し、取っておいた。ケトルの内容物を撹拌し、窒素を吹き込みながら７３±１℃に加熱した。同時に、ケトルに追加するために、３６０ｇの氷ＡＡをメスシリンダーに添加した。別に、４０ｇのＮ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド（ＤＭＡＰＭＡ）をケトルに添加するためにシリンジに添加した。５０．０ｇの脱イオン水に溶解した１．２５ｇの過硫酸ナトリウムの開始剤溶液をケトルに添加するためにシリンジに添加した。７０．０ｇの脱イオン水に溶解した８．６ｇのメタ重亜硫酸ナトリウムの連鎖調整剤溶液をケトルに添加するためにシリンジに添加した。

ケトルの内容物が、７３℃の反応温度に達したら、メタ重亜硫酸ナトリウムケトル添加物をケトルに添加した。反応温度に戻ると、モノマー、開始剤、および連鎖調整剤のコフィードを同時におよび別々に開始した。連鎖調整剤溶液を８０分かけて添加し、モノマーコフィードを９０分かけて添加し、イニテーター（ｉｎｉｔａｔｏｒ）コフィードを７３±１℃で９５分かけて添加した。１０．０ｇの脱イオン水に溶解した０．５３ｇの過硫酸ナトリウムの２つのチェイサー溶液を調製し、別々のシリンジに添加した。最初のチェイサー溶液を開始剤コフィードの完了から１０分後に添加した。第１のチェイサー溶液をケトルに５分かけて添加し、その後、１０分間保持した。この保持が完了した後、第２のチェイサー溶液を５分かけて添加し、次いで、さらに１０分間保持した。

空気の流れを使用して反応器を冷却しながら、１００ｇの５０％水酸化ナトリウムを、反応温度が６０℃未満に維持されるような速度で、添加漏斗を介してケトルに添加した。過酸化水素（１．０ｇの３５％溶液）をスカベンジャーとしてケトルに添加した。１０分後、２０２ｇの５０％水酸化ナトリウムを、反応温度が６０℃未満に維持されるような速度で、反応漏斗を介してケトルに添加した。脱イオン水（９０．０ｇ）を最終すすぎ液として漏斗に添加した。次いで、内容物を冷却して包装した。

最終生成物は、４１．２２％の固形含量、６．５２のｐＨ、２８８０ｃＰの粘度を有した。残留ＡＡ含有量は、２３ｐｐｍｗであった。重量平均分子量および数平均分子量は、それぞれ３９１５０および８５２７ｇ／ｍｏｌであった。

実施例８および９は、実質的に実施例７について上述されるように、試薬および条件を適切に変更して、当業者によって調製され得る。

ポリマー分子量。重量平均分子量は、例えば、以下の典型的なパラメータを伴う、既知の方法論を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定され得る。
分析パラメータ：
機器：アイソクラティックポンプ、真空デガッサ、可変注入サイズオートサンプラー、およびカラムヒーターを備えたＡｇｉｌｅｎｔ１１００ＨＰＬＣシステム、または同等のもの。
検出器：Ａｇｉｌｅｎｔ１１００ＨＰＬＣＧ１３６２Ａ屈折率検出器、または同等のもの。
ソフトウェア：ＡｇｉｌｅｎｔＣｈｅｍＳｔａｔｉｏｎ、バージョンＢ．０４．０３、およびＡｇｉｌｅｎｔＧＰＣ−Ａｄｄｏｎ、バージョンＢ．０１．０１。
カラムセット：ＴＯＳＯＨＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅＴＳＫｇｅｌＧ２５００ＰＷｘｌ７．８ｍｍＩＤＸ３０ｃｍ、７μｍカラム（Ｐ／Ｎ０８０２０）、ＴＯＳＯＨＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅＴＳＫｇｅｌＧＭＰＷｘｌ７．８ｍｍＩＤＸ３０ｃｍ、１３μｍ（Ｐ／Ｎ０８０２５）付き。

方法パラメータ：
移動相：ＭｉｌｌｉＱＨＰＬＣ水中の２０ｍＭリン酸緩衝液、ｐＨ約７．０。
流速：１．０ｍｌ／分
注入量：２０μＬ
カラム温度：３５℃
実行時間：３０分

標準物および試料：
標準：ポリアクリル酸、Ｎａ塩Ｍｐ２１６〜Ｍｐ１，１００，０００。Ｍｐ９００〜Ｍｐ１，１００，０００の標準物は、ＡｍｅｒｉｃａｎＰｏｌｙｍｅｒＳｔａｎｄａｒｄｓのものである。
較正：ＡｇｉｌｅｎｔＧＰＣ−Ａｄｄｏｎソフトウェアを使用した多項式フィット（多項式４を使用）。
注入濃度：１−２ｍｇ固形分／ｍＬの２０ｍＭＧＰＣ移動相希釈剤。標準物および試料の両方に使用される。
サンプル濃度：通常、１０ｍｇのサンプルを５ｍＬの２０ｍＭＡＱＧＰＣ移動相溶液に入れる。

フローマーカー：３０ｍＭリン酸
溶液の調製：
移動相：移動相：１４．５２ｇのリン酸二ナトリウム一塩基性（ＮａＨ_２ＰＯ_４）および１４．０８ｇのリン酸ナトリウム二塩基性（Ｎａ_２ＨＰＯ_４）を量る。１１ＬのＭｉｌｌｉＱＨＰＬＣ水に溶解し、攪拌して、全ての固体を完全に溶解する。溶解の完了後、０．５Ｎ水酸化ナトリウムで溶液をｐＨ７に調整する。この溶液は、固定容量のレピペッターを介した移動相および試料／標準物の調製に使用される。
フローマーカー：重量で、等量の固体Ｎａ_２ＨＰＯ_４およびＮａＨ_２ＰＯ_４を混合する。よくブレンドされた混合物を使用して、１．３グラムを量り、１リットルの２０ｍＭＡＱＧＰＣ移動相混合物に溶解する。

実施例１０
市販の粉末洗剤生成で使用される代表的なクラッチャスラリーを、以下の成分を使用してラボで模擬した（表２）。

ラボのマルチプロペラミキサーを使用して、表２に示す順序で成分を追加した。実験で評価されたポリマー組成物は、表２で分散剤として参照される。本発明で特許請求されるポリマー組成物を使用して調製した配合物のスラリー粘度（表１）を、ＡＣＵＳＯＬ（商標）４７９Ｎ（現在の配合物で使用される分散剤ポリマー）のスラリー粘度と比較する。粘度は、２ｒｐｍでＴ−Ｆスピンドルを使用して、ブルックフィールド粘度計により４０℃で測定した。スラリー中の含水量が、３５％〜２５％に減少したとき、同じ投入量でのＡＣＵＳＯＬ（商標）４７９Ｎおよび実験用ポリマーの測定粘度を表２に示す。水分の減少は、低水分配合物で硫酸ナトリウムを増加し、炭酸ナトリウムを減少させることで補う。スラリー中の水分が１０％減少するこの例では、例２および５のポリマー組成物の粘度が増加するが、引き続き流動挙動を示す。これに対して、水２５％のＡＣＵＳＯＬ（商標）４７９Ｎスラリーは、粘度を測定できない濃厚なペーストになった。

実施例１１
市販の粉末洗剤の製造に使用されるクラッチャスラリー組成物は、以下の表３に示す成分を使用してラボで調製した。ラボのマルチプロペラミキサーを使用して、表３に示す順序で成分を添加した。実験で評価されたポリマー組成物を、表３で分散剤と参照される。本発明で特許請求されるポリマー組成物（表１）を使用して調製した配合物のスラリー粘度を、ＡＣＵＳＯＬ（商標）４７９Ｎ（すなわち、現在の配合物で使用される分散剤ポリマー）のスラリー粘度と比較する。粘度は、１および２ｒｐｍでＴ−Ｆスピンドルを使用して、ブルックフィールド粘度計により４０℃で測定した。スラリー中の水分が、３５％〜２５％に減少したときの、同じ投入量でのＡＣＵＳＯＬ（商標）４７９Ｎおよび実験用ポリマーの測定粘度を表３に示す。水分の減少は、低水分配合物の場合、他の全ての成分で比例する増加によって補う。本例では、水が１０％減少の場合、例５のポリマー組成物は、粘度が増加するが、まだ流動性はある。しかしながら、実施例２とＡＣＵＳＯＬ（商標）４７９Ｎの両方の２５％水スラリーは、粘度を測定することができない濃厚なペーストになった。

実施例１２
市販の粉末洗剤の製造に使用されるクラッチャスラリー組成物は、以下の表４に示す成分を使用してラボで調製した。ラボのマルチプロペラミキサーを使用して、表示されている順序で成分を添加した。実験で評価されたポリマー組成物を、表４で分散剤と呼ぶ。実施例２（表１）を使用して調製した配合物のスラリー粘度を、ＡＣＵＳＯＬ（商標）４４５Ｎ（現在の配合物で使用される別の分散剤ポリマー）のスラリー粘度と比較する。粘度を、１０ｒｐｍでＨＢ−４スピンドルを使用して、ブルックフィールド粘度計により４０℃で測定した。２つの異なる投入量（０．５および１．５％）で、スラリー中の水が３０％〜２５％に減少したときの、ＡＣＵＳＯＬ（商標）４４５Ｎおよび実験用ポリマーの測定粘度を表４に示す。水の減少は、配合物中の硫酸ナトリウムを増やすことで補う。

水が５％減少の場合、０．５％の投入量での実施例２のポリマー組成物は、最低の粘度（水３０％を含有するＡＣＵＳＯＬ（商標）４４５Ｎ対照スラリーに最も近い）を達成し、１．５％の投入量でのＡＣＵＳＯＬ（商標）４４５Ｎよりも低い粘度を有する。同じ投入量（０．５％）で、ＡＣＵＳＯＬ（商標）４４５Ｎ含有スラリーは、実施例２を含有するスラリーよりも約４倍粘稠である。

洗剤の性能は、最終的な乾燥粉末の品質に依存し、流動性、破砕性、形状、かさ密度、分散、および組成の均一性に起因する。最終製品は、洗濯機への体積で測定されるため、かさ密度は、消費者にとって重要である。密度の制御は、梱包および輸送のコストに影響を与えるため、製造業者にとっても重要である。特許請求されたポリマー組成物によりもたらされる、同じ固形分割合でより低い粘度は、噴霧乾燥された粒子の形態を改善し、最終的に改善されたバルク輸送および貯蔵特性をもたらすと予想される。

噴霧乾燥中、溶液の液滴の蒸発は、２つの反作用メカニズムによって制御される。１つ目は、溶媒の蒸発による液滴表面の後退であり、溶媒の蒸発により、液滴の直径は、乾燥時間とともに小さくなる。これにより、溶媒分子が一掃され、より高い表面濃度が促進される。２つ目は、溶質が、液滴表面からそのより低い濃度のコアに向かって拡散することである。コアへの溶質粒子の拡散が、蒸発による液滴表面の後退の速度よりも速い場合、その結果、固体の均一で高密度の粒子が形成される。他方では、液滴表面の後退が、コアへの溶質拡散よりも速い場合、溶質のより高い表面濃度を促進し、シェルが形成されるため、粒子が多孔質になり、低密度となる（Ｍ．Ａ．Ｂｏｒａｅｙ，Ｒ．Ｖｅｈｒｉｎｇ，‘Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ’，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｅｒｏｓｏｌＳｃｉｅｎｃｅ６７（２０１４）１３１−１４３）を参照）。溶質拡散性は、粘度に反比例して変化するため、所定の固形分の割合でその粘度低下効果により、特許請求されたポリマープロセス添加剤は、より小さい直径およびより高いかさ密度の洗剤顆粒を形成する。

化学組成の均一性は、製品の性能だけでなく、プロセス性能および安全性にとっても重要であるため、噴霧乾燥中にスラリー成分の変動または分離はない。スラリーは、遊離水と、溶解固形物と、懸濁固形物と、無機結晶水和物と、有機界面活性剤の結晶構造に関連する水との混合物である。乾燥中、「遊離」水だけでなく、存在する結晶水和物のうちのいくつかから水も除去され、蒸発する液滴の表面が濃縮される。また、噴霧乾燥中、より低いスラリーの粘度により、液滴表面の濃縮が遅くなり、シェル形成時間が長くなるため、洗剤成分のより均一な分布をもたらす（Ｖｅｈｒｉｎｇら、‘Ｐａｒｔｉｃｌｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｓｐｒａｙｄｒｙｉｎｇ’，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｅｒｏｓｏｌＳｃｉｅｎｃｅ３８（２００７）７２８−７４６を参照）。

あるいは、実施例で立証されるように、特許請求されるポリマー組成物は、粘度を劇的に増加させることなく、スラリー中の水の割合を減らす（または固形分の割合の増加）ことを可能にする。噴霧乾燥中に、水の蒸発による「膨化」の結果として、顆粒のサイズが増加する。スラリー中の減少した含水量により、この影響が小さくなり、密度が高く、多孔性が低い、小径の顆粒になる。また、減少したスラリーの含水量により、工場の処理量が向上し、噴霧乾燥中、ユニットのエネルギー消費量が減少する。

Claims

粉末洗剤を生成するための方法であって、前記方法が、
（ａ）（ｉ）６〜１１．５の少なくとも１つのｐＫａ値を有する、少なくとも１つの窒素含有エチレン性不飽和モノマーおよび少なくとも１つのエチレン性不飽和カルボン酸モノマーの重合単位を含む、ポリマーと、（ｉｉ）少なくとも１つの界面活性剤と、（ｉｉｉ）無機塩と、（ｉｖ）水と、を混合して、スラリーを形成するステップであって、前記スラリーが、５０〜９０重量％の固形含量を有する、形成するステップと、（ｂ）前記スラリーを噴霧乾燥させて、粉末洗剤を形成するステップと、を含む、方法。
前記ポリマーが、第三級アミノ基を含む、５〜４０重量％の少なくとも１つのエチレン性不飽和モノマーおよび６０〜９５重量％の少なくとも１つのＣ_３〜Ｃ_８エチレン性不飽和カルボン酸モノマーの重合単位を含む、請求項１に記載の方法。
前記窒素含有エチレン性不飽和モノマーが、ジアルキルアミノアルキル基を含む、請求項２に記載の方法。
前記スラリーが、５５〜８５重量％の固形含量を有する、請求項３に記載の方法。
前記ポリマーが、Ｃ_４〜Ｃ_１５アミノアルキル基を有する、５〜３０重量％の少なくとも１つの（メタ）アクリル酸エステルまたはアミドおよび６０〜９５重量％の少なくとも１つの（メタ）アクリル酸の重合単位を含む、請求項４に記載の方法。
前記ポリマーが、５，０００〜５０，０００のＭ_ｗを有する、請求項５に記載の方法。
前記ポリマーが、７〜３０重量％の少なくとも１つのジ−（Ｃ_１〜Ｃ_４アルキル）アミノエチルまたはジ−（Ｃ_１〜Ｃ_４アルキル）アミノプロピル（メタ）アクリレートもしくは（メタ）アクリルアミドおよび７０〜９３重量％の少なくとも１つの（メタ）アクリル酸の重合単位を含む、請求項６に記載の方法。
前記スラリーが、１５０〜５００℃の温度および０．１〜３ｍ／ｓの速度で入る熱風で噴霧乾燥される、請求項７に記載の方法。
前記ジ−（Ｃ_１〜Ｃ_４アルキル）アミノエチルまたはジ−（Ｃ_１〜Ｃ_４アルキル）アミノプロピル（メタ）アクリレートもしくは（メタ）アクリルアミドが、２−（ジメチルアミノ）エチルメタクリレートまたはＮ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミドである、請求項８に記載の方法。