JP4379586B2 - 高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法 - Google Patents
高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法 Download PDFInfo
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α−スルホ脂肪酸アルキルエステルとアルカリ性無機粉体を、撹拌造粒装置又は流動層造粒装置内で顆粒状態を維持したまま混合、乾式中和及び造粒してα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子を得て、得られたα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子を他の洗剤成分と捏和・混練する。このようなα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子を用いることにより、低水分・低温の粒子が投入可能となり、捏和物温度の上昇が起きず、粉砕する際の装置内付着がほとんどない、良好な製造性を有するα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有高嵩密度粒状洗剤の製造が可能となるものである。
(I).(A)α−スルホ脂肪酸アルキルエステルと(B)アルカリ性無機粉体とを、撹拌造粒装置又は流動層造粒装置内で混合し、α−スルホ脂肪酸アルキルエステルの中和とα−スルホ脂肪酸アルキルエステル及びその中和物の造粒とを行い、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子を得る工程。
(II).上記α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子と洗剤成分とを捏和・混練し、温度40〜75℃のドウ状組成物を成形させ、これを粉砕して顆粒とする工程。
本発明の製造方法は、下記(I)及び(II)工程を含む、下記(II)で得られた顆粒を含有する高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法である。
(I).(A)α−スルホ脂肪酸アルキルエステルと(B)アルカリ性無機粉体とを、(B)アルカリ性無機粉体の顆粒状態を維持したまま、撹拌造粒装置内で混合し、α−スルホ脂肪酸アルキルエステルの中和とα−スルホ脂肪酸アルキルエステル及びその中和物の造粒とを行い、中和・造粒物からなるα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子を得る工程。
(II).上記α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子と、石鹸を含有する洗剤成分とを捏和・混練し、温度40〜75℃のドウ状組成物を成形させ、これを粉砕して顆粒とする工程。
[撹拌造粒法]
(混合・中和及び造粒工程:撹拌造粒機)
表1,2記載の組成に従い、アルカリ性無機粉体を含む粉体原料(コーティング剤は除く)を、ジャケットに10℃の冷水を通した20Lレーディゲミキサー((株)マツボー製、型式M−20)に、充填率50容積%(体積10L)になるような量を投入した。このときの粉体温度は30℃であった。その後、30秒間主軸、チョッパーを各々150rpm、6000rpmで回転させた後停止した。α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子7〜12においては、LAS−Hを添加した。LAS−Hは2分割し、1/2量添加後15秒間撹拌する操作を2回繰り返して全量添加した。次いで、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル(温度:60℃)を添加した。α−スルホ脂肪酸アルキルエステルは3分割し、1/3量添加後15秒間撹拌する操作を3回繰り返し全量を添加した。添加終了後の温度は約90℃であった。
(漂白工程:撹拌造粒機)
表1,2記載の量の過酸化水素水溶液を、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル全量添加後に添加した。添加時の主軸及びチョッパー回転数は混合時と同様とした。
α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子5,6については、得られた中和物の熟成をレーディゲミキサー内で行った。主軸及びチョッパー回転数は混合時と同様とし、気流は主軸の軸シール部及び、特別に壁部に設けた気流導入ノズルより導入し、風温度20℃で60秒間熟成した。
(コーティング工程)
漂白工程後又は熟成工程後、粒子を撹拌造粒機より排出し、直径400mm、長さ700mm、Fr数を0.14とした水平円筒回転ドラム内で表1,2記載の量のゼオライト<1>をコーティングした。
(1)流動性(安息角θ):45℃の雰囲気で約20cmの高さからロートを通して試料を落とし、円錐状堆積層を形成させ、底円の直径と高さから下記式に基づいて角度θを算出し、下記評価基準で評価した。
θ:Tanθ=高さ/底円の半径
<評価基準>
○:θ≦60°
△:60°<θ≦70°
×:70°<θ
(2)非固化性:3#のふるいを通し、ふるいに通した全量に対するふるい上部に残った粒子の質量%を測定し、下記評価基準で評価した。
<評価基準>
○:10%未満
△:10%以上40%未満
×:40%以上
(混合・中和及び造粒工程:流動層)
表3,4記載の組成に従い、アルカリ性無機粉体を含む粉体原料(コーティング剤は除く)を、流動層((株)パウレックス製、Glatt−POWREX、型番FD−WRT−20)に、静置時の粉体層厚が200mmになる量を添加した。その後、20℃の風を流動層内に送り、粉体が流動化したことを確認した後に、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子19〜24においては、LAS−Hを流動化している粉体層に向け、上部より噴霧した。次いで、α−スルホ脂肪酸アルキルエステルを流動化している粉体層に向け、上部より噴霧した。流動層内風速は流動化状態を確認しながら、0.2〜2.0m/sの範囲で調整した。α−スルホ脂肪酸アルキルエステルは60℃で噴霧を行い、噴霧するためのノズルは噴霧角度70°の2流体ホローコーンノズルを使用した。噴霧速度は約400g/minで行った。
表3,4記載の量の過酸化水素水溶液を噴霧により添加した。噴霧時の流動層内風速は流動化状態を確認しながら0.2〜2.0m/sの範囲で調整した。
α−スルホ脂肪酸アルキルエステルの噴霧終了後、流動層風温度を40℃に変更し、5分間熟成を行った。
熟成後、粒子を流動層より排出し、直径400mm、長さ700mm、Fr数を0.14とした水平円筒回転ドラム内で表3,4記載の量のゼオライト<1>をコーティングした。
コーティング工程を行ったα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子を、上記と同様の方法で物性評価した。結果を表3,4に併記する。
(捏和)
表1〜4で得られたα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子と、表5〜10に示す組成の原料を、表5〜10記載の割合でKRCニーダー((株)栗本鐵工所製、S−4型)に投入した。この時のα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子の水分、温度、及び得られた捏和混練物の温度を表5〜10に併記した。能力は捏和混練物として150kg/hrであった。次いで、捏和混練物をペレッター(不二パウダル(株)製、EXDFJS−60、ダイス孔径10mmφ)に投入し、直径10mmφ、平均長さ10〜30mmのペレット状固形物の形成をした。
得られたペレット状固形物とゼオライト<2>を、94.49:5.51(有り姿質量比)の比率で、15℃の冷風とともに3段直列に配置したフィッツミル(ホソカワミクロン(株)製、DKA−3型、1段目スクリーン径:12mmφ、2段目スクリーン径:4mmφ、3段目スクリーン径:2mmφ)に投入し、処理速度160kg/hrで粉砕して顆粒を得た。この際、ブレード回転数は1880〜4700rpmの間で調整し、平均粒径400〜600μmの粒子を得た。
得られた顆粒を、上記と同様の方法で物性評価した。また粉砕機付着の評価を下記の評価基準で評価し、下記方法で嵩密度及び平均粒径を測定した。結果を表5〜10に併記する。
(3)粉砕機付着:粉砕機付着を下記評価基準で評価した。
<評価基準>
○:ほとんど付着物が無い、又は付着物があるが問題のないレベル
△:付着が目立つ
×:付着が多く、製造困難なレベル
目開き1680μm、1410μm、1190μm、1000μm、710μm、500μm、350μm、250μm、149μm、の9段の篩と受け皿を用いて分級操作を行なった。分級操作は、受け皿に目開きの小さな篩から目開きの大きな篩の順に積み重ね、最上部の1680μmの篩の上から100g/回のベースサンプルを入れ、蓋をしてロータップ型ふるい振盪機((株)飯田製作所製、タッピング:156回/分、ローリング:290回/分)に取り付け、10分間振動させた後、それぞれの篩及び受け皿上に残留したサンプルを篩目ごとに回収する操作を行った。
この操作を繰すことによって1410〜1680μm(1410μm.on)、1190〜1410μm(1190μm.on)、1000〜1190μm(1000μm.on)、710〜1000μm(710μm.on)、500〜710μm(500μm.on)、350〜500μm(350μm.on)、250〜350μm(250μm.on)、149〜250μm(149μm.on)、皿〜149μm(149μm.pass)の各粒径の分級サンプルを得て、重量頻度(%)を算出した。
次に、算出した重量頻度が50%以上となる最初の篩の目開きをaμmとし、またaμmよりも一段大きい篩の目開きをbμmとし、受け皿からaμmの篩までの重量頻度の積算をc%、またaμmの篩上の重量頻度をd%として、次式によって平均粒径(重量50%)を求めた。
嵩密度はJIS K3362に準じて測定した。
(捏和)
α−スルホ脂肪酸アルキルエステル(酸)、α−スルホ脂肪酸アルキルエステルナトリウム塩ペースト、及びα−スルホ脂肪酸アルキルエステルナトリウム塩/ノニオン性界面活性剤濃縮物と、表11に示す組成の原料を、表11記載の割合でKRCニーダー((株)栗本鐵工所製、S−4型)に導入した。捏和混練機投入時のα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有物の水分、温度、及び得られた捏和混練物の温度を表11に併記した。能力は捏和混練物として150kg/hrであった。次いで、捏和混練物をペレッター(不二パウダル社製、EXDFJS−60、ダイス孔径10mmφ)に投入し、直径10mmφ、平均長さ10〜30mmのペレット状固形物の形成をした。
得られたペレット状固形洗剤とゼオライト<2>を、94.49:5.51(有り姿質量比)の比率で15℃の冷風とともに3段直列に配置したフィッツミル(ホソカワミクロン(株)製、DKA−3型、1段目スクリーン径:12mmφ、2段目スクリーン径:4mmφ、3段目スクリーン径:2mmφ)に投入し、処理速度160kg/hrで粉砕して顆粒(高嵩密度粒状洗剤組成物)を得た。この際、ブレード回転数は1880〜4700rpmの間で調整し、平均粒径は400〜600μmの粒子を得た。
得られた顆粒を、上記と同様の方法で物性評価及び粉砕機付着評価、並びに嵩密度及び平均粒径を測定した。結果を表11に併記する。
実施例1〜14、参考例1〜14で得られた嵩密度粒状洗剤組成物と、表14,15に記載の混合粒子とを表12,13記載の比率(質量比)で混合し、混合品の嵩密度粒状洗剤組成物を得た。具体的には、水平円筒ドラム(直径400mm、長さ700mm、Fr数0.14)に、高嵩密度粒状洗剤組成物、混合粒子、酵素を投入し、ドラム内で色素、香料を噴霧し、2分間混合した後排出した。ドラムに投入する酵素、色素、香料の質量は、実施例1〜14、参考例1〜14で得られた嵩密度粒状洗剤組成物と混合粒子の合計量100%に対して、1.53%、0.015%、0.31%とした。得られた混合品を実施例1と同様の方法で評価した。評価結果を表12,13に併記する。なお、混合粒子1,2については下記に示す。
表14に示す組成のうち、炭酸ナトリウム<3>を、鋤刃上ショベルを装備し、ショベル−壁面間クリアランスが5mmのレーディゲミキサー((株)マツボー製、M20型)に投入し(充填率30容量%)、主軸200rpmの撹拌を開始した(チョッパーは停止)。撹拌開始後10秒後に、アクリル酸/マレイン酸コポリマーナトリウム水溶液を30秒で添加し、造粒・被覆操作を行った。引き続きレーディゲミキサーの撹拌を継続しつつ、表14に示した量のラウリン酸を30秒で添加し被覆した。最後にゼオライト<1>を添加し、30秒間撹拌を続け粒子を得た。得られた粒子を目開き2000μmの篩を用いて分級し、2000μmの篩を通過するものを混合粒子1とした。
表15に示す量の12−ヒドロキシステアリン酸を80℃に加熱して、表15に示す量のノニオン性界面活性剤<2>に溶解し、液状のゲル化剤含有ノニオン性界面活性剤を調製した。次いで、表15に示す組成の粉体原料(合計体積8L)を、レーディゲミキサー((株)マツボー製、M−20型)に投入し、主軸(200rpm)とチョッパー(6000rpm)の撹拌を開始した。これに上記ゲル化剤含有ノニオン性界面活性剤を1分間で全量投入し、平均粒径400μmとなるまで撹拌造粒した。
(1)α−スルホ脂肪酸アルキルエステル
原料となる脂肪酸メチルエステルは、商品名パステルM−14、パステルM−16(ライオンオレオケミカル(株)製)を質量比2:8で混合したものを使用した。α−スルホ脂肪酸アルキルエステルの製造方法は、特開2001−64248号公報の実施例1で開示されている方法に準拠し、エステル化工程後に抜き出しα−スルホ脂肪酸アルキルエステルとした。原料とした脂肪酸メチルエステルの性状、炭素分布を表16に示す。得られたα−スルホ脂肪酸アルキルエステルは純度89.1%であった。
ライオン(株)製、C14:C16=18:82のα−スルホ脂肪酸アルキルエステルナトリウム塩(純分約67%の水性ペースト)(不純分:FreeOil約1.5%、芒硝約1.1%、メチルサルフェート約3.3%、メタノール約0.65%等、残りは水分)
ライオン(株)製、C14:C16=18:82のα−スルホ脂肪酸アルキルエステルナトリウム塩と炭素数12〜13のアルコールに平均15モルのエチレンオキサイドを付加したアルコールエトキシレートの混合濃縮物
[製造方法]
ライオン(株)製、C14:C16=18:82のα−スルホ脂肪酸アルキルエステルナトリウム塩に、炭素数12〜13のアルコールに平均15モルのエチレンオキサイドを付加したアルコールエトキシレート(α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩に対して25%)を添加し、リサイクルフラッシュ蒸発機(プレート熱交換器EX−11型(伝熱面積424.6m2)、(株)日阪製作所製)を用いて、加熱管温度110〜120℃、熱交換器内圧0.3MPa以下、循環圧0.6MPa以下で蒸発操作を行ない、水分を10〜13%になるまで常圧フラッシュ濃縮して、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩とノニオン性界面活性剤の混合濃縮物を得た。
炭酸ナトリウム<2>:軽灰を平均粒径10〜60μmに粉砕した軽灰粉砕品
炭酸ナトリウム<3>:旭硝子(株)製、粒灰
(5)炭酸カリウム:旭硝子(株)製、食添グレード、粉砕品、純分99%、嵩密度0.77g/cm3
(6)ゼオライト<1>:水沢科学(株)製、商品名シルトンB、嵩密度0.30g/cm3
ゼオライト<2>(粉砕助剤):コスモ社製、顆粒、純分80%、嵩密度0.77g/cm3
(7)過酸化水素:純正化学(株)製、一級試薬、過酸化水素35%含有水溶液
(9)ノニオン性界面活性剤<2>:炭素数12〜15のアルコールに平均9モルのエチレンオキサイドを付加したアルコールエトキシレート(ライオン化学(株)製、ドバノックス25I)
(10)LAS−H:ライポン LH−200(ライオン(株)製)、炭素数10〜14のアルキル基を有する直鎖アルキルベンゼンスルホン酸(AI=96%、残部は未反応アルキルベンゼン、硫酸ナトリウム、水等)
(11)石鹸:C16:C18:TMD(C10〜20のエステル系混合物)=1:3:1の脂肪酸ナトリウム(AI=67%)
[製造方法]
石鹸(C16:C18:TMD(C10〜20のエステル系混合物)=1:3:1の脂肪酸ナトリウム(AI=67%))を(株)ダルトン製縦型ニーダー(25AM−rr)に投入し、ジャケット温度70℃にて蒸発操作を行い、水分が8%になるまで濃縮した。
[製造方法]
石鹸をダルトン製縦型ニーダー(25AM−rr)に投入し、さらに、ノニオン性界面活性剤(石鹸:ノニオン性界面活性剤=8/5)を添加し、ジャケット温度70℃にて蒸発操作を行い、水分が3.7%になるまで濃縮した。
(15)亜硫酸ナトリウム:神洲化学(株)製、無水亜硫酸曹達
(16)アクリル酸/マレイン酸コポリマーナトリウム:日本触媒(株)製、商品名アクアリックTL−400(純分40%水溶液)
(17)ラウリン酸:日本油脂(株)製、エキストラオレイン
(18)非晶質シリカ:徳山曹達(株)製、トクシールN
(19)12−ヒドロキシステアリン酸:川研ファインケミカル(株)製
(20)香料:特開2002−146399号公報[表11]〜[表18]に示す香料組成物A
(21)酵素:ノボ・ノルディスク・バイオインダストリー(株)製、サビナーゼ12T(プロテアーゼ)
Claims (7)
- 下記(I)及び(II)工程を含む、下記(II)で得られた顆粒を含有する高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法。
(I).(A)α−スルホ脂肪酸アルキルエステルと(B)アルカリ性無機粉体とを、(B)アルカリ性無機粉体の顆粒状態を維持したまま、撹拌造粒装置内で混合し、α−スルホ脂肪酸アルキルエステルの中和とα−スルホ脂肪酸アルキルエステル及びその中和物の造粒とを行い、中和・造粒物からなるα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子を得る工程。
(II).上記α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有粒子と、石鹸を含有する洗剤成分とを捏和・混練し、温度40〜75℃のドウ状組成物を成形させ、これを粉砕して顆粒とする工程。 - (I)工程における混合が、撹拌造粒機内に(B)アルカリ性無機粉体を含む粉体を投入し、粉体を静置させた状態で(A)α−スルホ脂肪酸アルキルエステルを添加した後、撹拌造粒機を駆動させることを特徴とする請求項1記載の高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法。
- (I)工程において、(I)工程で得られた中和・造粒物に、過酸化水素又は過酸化水素を発生させる化合物を添加し、漂白する漂白工程を含む、請求項1又は2記載の高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法。
- 上記漂白工程後に、中和・造粒物を流動化させながら、10〜130℃で60秒以上熟成させる工程を含む、請求項3記載の高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法。
- 上記(II)で得られた顆粒に、ビルダー粒子及び/又は界面活性剤粒子を混合する工程を含む、請求項1〜4のいずれか1項記載の高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法。
- (A)成分と(B)成分とのモル比((A):(B))が、1:0.85〜1:20であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法。
- (B)アルカリ性無機粉体の平均粒径が0.2〜500μmであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法。
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