JP4591704B2 - 粒状洗剤組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
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- C11D17/00—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
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Description
[1].下記(A)粒子10〜80質量%、(B)粒子10〜80質量%及び(C)粒子 10〜80質量%を含有する粒状洗剤組成物。
(A)アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子であって、アニオン界面活性剤 の含有量が、(A)粒子成分全量に対して10〜90質量%である洗剤粒子。
(B)ノニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子であって、
ノニオン界面活性剤の含有量が、(B)粒子成分全量に対して10〜60質量%である洗剤粒子。
(C)洗浄ビルダーが主成分であって、洗浄ビルダーの含有量が50〜95質量%であり 、界面活性剤の含有量が10質量%以下である粒子。
[2].(A)粒子が、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩が主界面活性剤である洗剤粒子と、炭素数10〜20の高級脂肪酸塩が主界面活性剤である粒子とを含有することを特徴とする[1]記載の粒状洗剤組成物。
[3].(B)粒子が、さらに水を含有する[1]又は[2]記載の粒状洗剤組成物。
[4].(B)粒子が、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポ リオキシエチレンポリオキシプロピレンアルケニルエーテル、及び脂肪酸メチルエステル にエチレンオキシドが付加した脂肪酸メチルエステルエトキシレートから選ばれるノニオ ン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子である[1]〜[3]のいずれかに記載の粒 状洗剤組成物。
[5].(C)粒子中の界面活性剤の含有量が0質量%である[1]〜[4]のいずれか に記載の粒状洗剤組成物。
[6].(C)粒子が、さらに水溶性高分子化合物、界面活性剤、及び水から選ばれる造 粒バインダーを含有する[1]〜[5]のいずれかに記載の粒状洗剤組成物。
[7].(C)粒子中の洗浄ビルダーがアルカリビルダーである[1]〜[6]のいずれ かに記載の粒状洗剤組成物。
[8].(A)アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子と、(B)ノニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子と、(C)洗浄ビルダーが主成分であって、界面活性剤の含有量が10質量%以下である粒子とを乾式混合することを特徴とする[1]〜 [7]のいずれかに記載の粒状洗剤組成物の製造方法。
(A)アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子
本発明において、「主界面活性剤である」とは、粒子中に配合されている界面活性剤成分の中でその界面活性剤の含有量が最も多いことを意味する。従って、「アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子」とは、アニオン界面活性剤を必須成分として含有し、粒子中に配合されている界面活性剤成分の中でアニオン界面活性剤の含有量が最も多い粒子を意味する。よって、全界面活性剤中でアニオン界面活性剤の含有量が最も多ければ、粒子中にはノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤等の他の界面活性剤を配合することができる。アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子において界面活性剤は、アニオン界面活性剤を主界面活性剤として、通常、アニオン界面活性剤を1種単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(2)炭素数10〜20のアルカンスルホン酸塩。
(3)炭素数10〜20のα−オレフィンスルホン酸塩(AOS)。
(4)炭素数10〜20のアルキル硫酸塩又はアルケニル硫酸塩(AS)。
(5)炭素数10〜20の直鎖又は分岐鎖のアルキル基もしくはアルケニル基を有し、平均0.5〜10モルのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及びブチレンオキサイドから選ばれる1種又は2種以上のアルキレンオキサイドを付加したアルキルエーテル硫酸塩又はアルケニルエーテル硫酸塩(AES)。
(6)炭素数10〜20の直鎖又は分岐鎖のアルキルフェニル基もしくはアルケニルフェニル基を有し、平均3〜30モルのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及びブチレンオキサイドから選ばれる1種又は2種以上のアルキレンオキサイドを付加したアルキルフェニルエーテル硫酸塩又はアルケニルフェニルエーテル硫酸塩。
(7)炭素数10〜20の直鎖又は分岐鎖のアルキル基もしくはアルケニル基を有し、平均0.5〜10モルのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及びブチレンオキサイドから選ばれる1種又は2種以上のアルキレンオキサイドを付加したアルキルエーテルカルボン酸塩又はアルケニルエーテルカルボン酸塩。
(8)炭素数10〜20のアルキルグリセリルエーテルスルホン酸等のアルキル多価アルコールエーテル硫酸塩。
(9)炭素数8〜20の飽和又は不飽和α−スルホ脂肪酸塩又はそのメチル、エチルもしくはプロピルエステル(α−SF又はMES)。
(10)長鎖モノアルキル、ジアルキル又はセスキアルキルリン酸塩。
(11)ポリオキシエチレンモノアルキル、ジアルキル又はセスキアルキルリン酸塩。
(12)炭素数10〜20の高級脂肪酸塩(石鹸)。
(2)ポリオキシエチレンアルキル(又はアルケニル)フェニルエーテル。
(3)長鎖脂肪酸アルキルエステルのエステル結合間にアルキレンオキシドが付加した、例えば下記一般式(1)で表される脂肪酸アルキルエステルアルコキシレート。
R1CO(OA)nOR2 …(1)
(式中、R1COは、炭素数6〜22、好ましくは8〜18の脂肪酸残基を示し、OAは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等の炭素数2〜4、好ましくは2〜3のアルキレンオキシドの付加単位を示し、nはアルキレンオキシドの平均付加モル数を示し、一般に3〜30、好ましくは5〜20の数である。R2は炭素数1〜3の置換基を有してもよい低級アルキル基を示す。)
(4)ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル。
(5)ポリオキシエチレンソルビット脂脂酸エステル。
(6)ポリオキシエチレン脂肪酸エステル。
(7)ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油。
(8)グリセリン脂肪酸エステル。
(9)脂肪酸アルカノールアミド。
(10)ポリオキシエチレンアルキルアミン。
(11)アルキルグリコシド。
(12)アルキルアミンオキサイド。
[R3R4R5R6N]+・X- …(2)
(式中、R3及びR4は、通常、炭素数が12〜26、好ましくは14〜18のアルキル基を示す。R5及びR6は、通常、炭素数が1〜4、好ましくは1〜2のアルキル基、ベンジル基、通常炭素数が2〜4、好ましくは2〜3のヒドロキシアルキル基、又はポリオキシアルキレン基を示す。Xは、ハロゲン、CH3SO4、C2H5SO4、1/2SO4、OH、HSO4、CH3CO2又はCH3−C6H4−SO3を示す。)
[R7R8R9R10N]+・X- …(3)
(式中、R7は、通常、炭素数が12〜26、好ましくは14〜18のアルキル基を示す。R8、R9及びR10は、通常、炭素数が1〜4、好ましくは1〜2のアルキル基、ベンジル基、通常、炭素数が2〜4、好ましくは2〜3のヒドロキシアルキル基、又はポリオキシアルキレン基を示す。Xは、ハロゲン、CH3SO4、C2H5SO4、1/2SO4、OH、HSO4、CH3CO2又はCH3−C6H4−SO3を示す。)
[R11R12R13R14N]+・X- …(4)
(式中、R11、R12、R13及びR14は、通常、炭素数が1〜4、好ましくは1〜3のアルキル基、ベンジル基、通常、炭素数が2〜4、好ましくは2〜3のヒドロキシアルキル基、又はポリオキシアルキレン基を示す。Xは、ハロゲン、CH3SO4、C2H5SO4、1/2SO4、OH、HSO4、CH3CO2又はCH3−C6H4−SO3を示す。)
[R15R16R17R18N]+・X- …(5)
(式中、R15、R16及びR17は、通常、炭素数が12〜26、好ましくは14〜18のアルキル基を示す。R18は、通常、炭素数が1〜4、好ましくは1〜2のアルキル基、ベンジル基、通常、炭素数が2〜4、好ましくは2〜3のヒドロキシアルキル基又はポリオキシアルキレン基を示す。Xは、ハロゲン、CH3SO4、C2H5SO4、1/2SO4、OH、HSO4、CH3CO2又はCH3−C6H4−SO3を示す。)
両性界面活性剤としては、従来より洗剤において使用されるものであれば、特に限定されることなく、各種の両性界面活性剤を使用することができる。両性界面活性剤としては、例えば、以下のものを挙げることができる。
ラウリン酸アミドプロピルベタインや、ステアリン酸アミドエチルベタイン、カルボベタイン、スルホベタイン等。
(2)イミダゾリン誘導体類
2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインや、N−ヤシ油脂肪酸アシル−N−カルボキシエチル−N−ヒドロキシエチルエチレンジアミンナトリウム等。
(3)リン酸塩型
レシチン(ホスファチジルコリン等)等。
また、これらの両性界面活性剤は1種単独で又は2種以上の混合物として使用してもよい。
x1(M2O)・Al2O3・y1(SiO2)・w1(H2O) …(6)
(式中、Mはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子、x1、y1及びw1は各成分のモル数を示し、一般的には、x1は0.7〜1.5、y1は0.8〜6の数、w1は任意の正数を示す。)
で表される結晶性アルミノ珪酸塩、下記一般式(7)、(8)
x2(M2O)・Al2O3・y2(SiO2)・w2(H2O) …(7)
(式中、Mはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子、x2、y2及びw2は各成分のモル数を示し、一般的には、x2は0.7〜1.2、y2は1.6〜2.8、w2は0又は任意の正数を示す。)
x3(M2O)・Al2O3・y3(SiO2)・z3(P2O5)・w3(H2O)
…(8)
(式中、Mはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子、x3、y3、z3及びw3は各成分のモル数を示し、一般的には、x3は0.2〜1.1、y3は0.2〜4.0、z3は0.001〜0.8、w3は0又は任意の正数を示す。)
で表される無定形アルミノ珪酸塩等が挙げられる。前記無機ビルダーの中では、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、珪酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、アルミノ珪酸ナトリウムが好ましい。
ビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体、ビス(スルホスチリル)ビフェニル塩[チノパールCBS]等。
(2)帯電防止剤
ジアルキル型4級アンモニウム塩等のカチオン界面活性剤等。
(3)再汚染防止剤
カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体等。
(4)増量剤
硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、塩酸ナトリウム等。
(5)還元剤
亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム等。
(6)香料
(7)染料、顔料等
(1)アニオン界面活性剤含有水溶液を噴霧乾燥する方法
(2)中和塩型のアニオン界面活性剤を造粒する方法
(3)アニオン界面活性剤の酸前駆体をドライ中和して造粒する方法
(2−1)粒状洗剤組成物成分の原料粉末及びバインダー成分(界面活性剤、水、液体高分子成分等)を捏和・混練した後、押し出して造粒する押し出し造粒法、(2−2)捏和・混練した後、得られた固形洗剤を破砕して造粒する捏和・破砕造粒法、(2−3)原料粉末にバインダー成分を添加し撹拌羽根で撹拌して造粒する撹拌造粒法、(2−4)原料粉末を転動させつつバインダー成分を噴霧して造粒する転動造粒法、(2−5)原料粉末を流動化させつつ、液体バインダーを噴霧し造粒する流動層造粒法等が挙げられる。以下に、それぞれの造粒方法で粒状洗剤を製造する方法、製造装置、条件等について説明する。なお、前記原料粉末は各成分の原料粉末をそれぞれ直接造粒操作に供してもよいし、各成分の原料粉末を界面活性剤、水、液体高分子成分等と共にスラリー様に溶解させた後に噴霧乾燥し、乾燥粉として造粒操作に供してもよい。
押し出し造粒法では任意の型式の混練・押し出し機を使用することができ、任意の型式の混練機及び押し出し機を組み合わせて使用してもよい。混練・押し出し機としては、例えば、エクストルード・オー・ミックス(ホソカワミクロン(株)製)、2軸混練押出機((株)栗本鐵工所製)等が挙げられ、また、混練機としてはKRCニーダー((株)栗本鐵工所製)、万能混合撹拌機((株)ダルトン製)、ナウタミキサ(ホソカワミクロン(株)製)等が挙げられ、押し出し機としてはツイン・ドームグラン(不二パウダル(株)製)、ペレッターダブル(不二パウダル(株)製)、ファイン・リューザー(不二パウダル(株)製)等が挙げられる。
2−2.捏和・破砕造粒法
(a)フルード数(Fr)
撹拌造粒法においては、下記式で定義されるフルード数は1〜16であるのが好ましく、2〜9がより好ましい。フルード数が1未満であると、圧密化が促進されない場合がある。一方、16を超えると粒度分布が広くなる場合がある。
Fr=V2/(R×g)
V:撹拌羽根の先端の周速(m/s)
R:撹拌羽根の回転半径(m)
g:重力加速度(m/s2)
(b)チョッパー回転数
撹拌造粒法において使用される撹拌造粒機には、造粒物の圧密化促進及び粗粉解砕促進のために、高速で回転するチョッパーが装備されている。チョッパーの回転速度としては、チョッパー先端速度(周速)で20〜30m/sが好ましく、22〜28m/sがより好ましい。
(c)造粒時間
撹拌造粒法において、好適な造粒物を得るための回分式の造粒における造粒時間及び連続式の造粒における平均滞留時間は、0.5〜20分が好ましく、3〜10分がより好ましい。前記造粒時間(平均滞留時間)が0.5分未満であると、時間が短か過ぎて好適な平均粒子径及び嵩密度を得るための造粒制御が困難となり、粒度分布がブロードになる場合がある。20分を超えると時間が長過ぎて生産性が低下する場合がある。
(d)洗剤原料の充填率
撹拌造粒法において、原料の造粒機への充填率(仕込み量)としては、混合機の全内容積の70容積%以下が好ましく、15〜40容積%がより好ましい。充填率(仕込み量)が、70容積%を超えると混合機内での洗剤原料の混合効率が低下し、好適に造粒を行うことができない場合がある。
転動造粒法では任意の型式の転動造粒装置を使用することができる。その中でもドラム状の円筒が回転して処理するものが好ましく、特に任意の形状の邪魔板を装備しているものが好ましい。ドラム型造粒機としては水平円筒型造粒機の他にも日本粉体技術協会編、造粒ハンドブック第一版第1刷記載の円錐ドラム型造粒機、多段円錐ドラム型造粒機、撹拌羽根付ドラム型造粒機等が挙げられる。
転動造粒法における好適な造粒条件を以下に示す。
回分式における高嵩密度化の処理時間又は連続式における以下の式で定義される平均滞留時間は、5〜120分、好ましくは10〜90分、特に好ましくは10〜40分である。前記時間が5分未満であると嵩密度を充分上昇できない場合がある。120分を超えると生産性の低下又は洗剤造粒物粒子の崩壊が起こる場合がある。
Tm=(m/Q)×60
Tm:平均滞留時間(s)
m:容器回転型混合機内の洗剤造粒物滞留量(kg)
Q:連続運転における能力(kg/hr)
(b)フルード数(Fr)
下記式で定義されるフルード数としては、0.01〜0.8となる条件を選択するのが好ましい。条件としては、0.05〜0.7がより好ましく、0.1〜0.65がさらに好ましい。
フルード数が0.01未満であると、均一でかつ高嵩密度の洗剤粒子が得られない場合がある。0.8を超えるとドラム型混合機であると、洗剤造粒物粒子が飛散し、正常な剪断混合が起こらない場合がある。
Fr=V2/(R×g)
V:容器回転型混合機最外周の周速(m/s)
R:容器回転型混合機最外周の回転中心からの半径(m)
g:重力加速度(m/s2)
(c)容積充填率(X)
下記式で定義される容積充填率が、15〜50容積%となる条件を選択するのが好ましい。より好ましくは20〜45容積%、さらに好ましくは25〜40容積%である。前記容積充填率が、15容積%未満であると生産性が悪い場合がある一方、50容積%を超えると良好な剪断混合が生じない場合がある。
容積充填率(X)=(M/ρ)/V×100
M:容器回転型混合機への洗剤造粒物粒子の仕込量(g)
ρ:洗剤造粒物粒子の嵩密度(g/L)
V:容器回転型混合機の容積(L)
流動層造粒法では、流動層本体、整流板、送風機、吸気フィルター、エアヒーター及びクーラー、スプレー装置、集塵装置等で構成された任意の型式の流動層造粒装置を使用することができる。例えば、日本粉体技術協会編、造粒ハンドブック第一版第1刷記載の回分式流動層造粒装置(トップスプレー式、サイドスプレー式、ボトムスプレー式等)、噴流流動層造粒装置、半連続式流動層造粒装置(分散板反転排出式、下部排出式、側壁排出式等)、連続式流動層造粒装置(横型多室型、円筒型等)等が好適に利用できる。具体的装置の利用例としては回分式流動層造粒装置のGlatt−POWREXシリーズ[(株)パウレックス製]、フローコーターシリーズ[(株)大川原製作所製]、連続式流動層造粒装置のMIXGRADシリーズ[(株)大川原製作所製]等が挙げられる。
好適なアニオン界面活性剤の酸前駆体は前述した好適に利用できるアニオン界面活性剤の酸前駆体であればいずれの酸前駆体も好適に利用可能である。また、中和剤としてのアルカリ性粉体としては特に限定されるものではない。アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属珪酸塩、アルカリ金属燐酸塩等が挙げられる。アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム・カリウム等が挙げられ、アルカリ金属珪酸塩としては、珪酸ナトリウム、層状珪酸ナトリウム等が挙げられ、アルカリ金属燐酸塩としては、トリポリ燐酸ナトリウム、ピロ燐酸ナトリウム等が挙げられる。これらの中で、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、その中でも特に炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム・カリウムが好ましい。これらは1種単独又は2種以上を用いることができる。
本発明において、ノニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子とは、ノニオン界面活性剤を必須成分として含有し、粒子中に配合されている界面活性剤成分の中でノニオン界面活性剤の含有量が最も多い粒子を意味する。従って、全界面活性剤中でノニオン界面活性剤の含有量が最も多ければ、粒子中にはノニオン界面活性剤以外のアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤等他の界面活性剤を配合することができる。
本発明における洗浄ビルダーが主成分であるとは、粒子を構成する成分のうち、洗浄ビルダーの含有量が最も多いことを意味する。従って、(C)成分の粒子には、造粒バインダーとなり得る各種液体バインダーや界面活性剤、その他添加剤を配合することができる。
洗浄ビルダー等を造粒するためのバインダー成分としては、各種水溶性高分子化合物、各種界面活性剤、水等が挙げられ、中でもポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸又はその塩、アクリル酸−マレイン酸共重合体又はその塩、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等の水溶液、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤及びその水溶液、水等がより好適に使用できる。
乾式混合に使用する混合機は、各種粒子同士が充分に混合できる限りいかなる混合機を用いてもよいが、水平円筒型、二重円錐型、V型、自転・公転型等の混合機が好適に利用できる。また、撹拌造粒機、転動造粒機を用いてもよい。好ましくは、水平円筒型又は二重円錐型を用い、温度0〜50℃、Fr数0.01〜0.2(算出式は上述した通り)で混合する。このとき、各種粒子やそれ以外の成分の添加順序は特に問わない。
(A−1)アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子の調製
(A−1−1)洗剤粒子の造粒
表1に示す(A−1)組成のうち、ノニオン界面活性剤、4.0%相当量(対各洗剤粒子、以下同様)の捏和時添加用のA型ゼオライト、5.2%相当量の粉砕助剤用A型ゼオライト、1.5%相当量の表面被覆用のA型ゼオライト、色素及び香料を除く成分を水に溶解もしくは分散させた水分40%のスラリーを調製した後、向流式噴霧乾燥塔を用いて熱風温度300℃の条件で噴霧乾燥し水分4%の噴霧乾燥粒子を得た。この乾燥粒子と共に、4.0%相当量のA型ゼオライト、ノニオン界面活性剤及び水を連続ニーダー((株)栗本鐵工所製、KRC−S4型)に投入し、捏和能力120kg/h、温度60℃の条件で捏和し、不定形固形洗剤を得た。この不定形固形洗剤を穴径10mmのダイスを装備したペレッターダブル(不二パウダル(株)製、EXDFJS−100型)を用いて押し出しつつ、カッターで切断し(カッター周速は5m/s)、長さ5〜30mm程度のペレット状固形洗剤を得た。
水平円筒型転動混合機(円筒直径585mm、円筒長さ490mm、容器131.7Lのドラム内部壁面に内部壁面とのクリアランス20mm、高さ45mmの邪魔板を2枚有するもの)で、充填率30容積%、回転数22rpm、25℃の条件で(A−1−1)で得られた洗剤粒子を混合しつつ、0.1%相当量の香料を噴霧して洗剤粒子に賦香した。
得られた賦香した洗剤粒子の一部を着色するために、洗剤粒子をベルトコンベアで0.5m/sの速度で移送しつつ(ベルトコンベア上の洗剤粒子層高30mm、層幅300mm)その表面に青色色素溶液を噴霧し、表1に示す組成のアニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子(A−1)(平均粒子径550μm、嵩密度0.80g/cm3)を得た。
(A−2)アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子の調製
(A−2−1)洗剤粒子の造粒
表1に示す(A−2)組成のうち、ノニオン界面活性剤、3.0%相当量の粉砕助剤用及び0.5%相当量の表面被覆用のA型ゼオライト、色素及び香料を除く成分を水に溶解もしくは分散させた水分38%のスラリーを調製した後、向流式噴霧乾燥塔を用いて熱風温度300℃の条件で噴霧乾燥し、水分3%の噴霧乾燥粒子を得た。この乾燥粒子と共に、ノニオン界面活性剤及び水を連続ニーダー((株)栗本鐵工所製、KRC−S4型)に投入し、捏和能力120kg/h、温度60℃の条件で捏和し、不定形固形洗剤を得た。この不定形固形洗剤を穴径10mmのダイスを装備したペレッターダブル(不二パウダル(株)製、EXDFJS−100型)を用いて押し出しつつ、カッターで切断し(カッター周速は5m/s)長さ5〜30mm程度のペレット状固形洗剤を得た。
得られた洗剤粒子に、調製例1と同様の方法で0.3%相当量の香料を噴霧して賦香した。
得られた賦香した洗剤粒子に調製例1と同様の方法で青色色素溶液を噴霧し、
表1に示す組成のアニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子(A−2)(平均粒子径480μm、嵩密度0.78g/cm3)を得た。
(A−3)アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子の調製
(A−3−1)流動層によるドライ中和
表1(A−3)に示した量の炭酸カリウム及び炭酸ナトリウム粉砕品を含む粉体原料(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になる質量を添加した。その後、20℃の風(空気)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−SF−H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の範囲で調整しながら造粒操作を行った。
α−SF−H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500g/minで行った。α−SF−Hの噴霧終了後、さらに20℃の風(空気)を流動層内に送り、240秒間熟成を行い造粒物を得た。これにより、α−SF−H(α−スルホ脂肪酸アルキルエステル)がα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩(Na,K)となる。
さらに、流動層より得られた造粒物を排出し、転動ドラム(直径0.6m、長さ0.48m、厚さ1mm×幅12cm×長さ48cmの邪魔板4枚付き、回転数20rpm)内でA型ゼオライト4.5%相当量をコーティングし、コーティングされた粒子を得た。
その後、得られたコーティングされた粒子に過酸化水素水溶液を転動ドラム(直径0.6m、長さ0.48m、厚さ1mm×幅12cm×長さ48cmの邪魔板4枚付き、回転数20rpm)内で噴霧し、流動性改善のために、さらにA型ゼオライト5.0%相当量をコーティングして、表1に示す組成のアニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子(A−3)(平均粒子径490μm、嵩密度0.38g/cm3)を得た。
(A−4)アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子の調製
(A−4−1)噴霧乾燥
表1に示す(A−4)組成の成分を水に溶解させ、水分31%のスラリーを調製した後、向流式噴霧乾燥塔を用いて熱風温度300℃の条件で噴霧乾燥し、水分5%の表1に示す組成のアニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子(A−4)(平均粒子径350μm、嵩密度0.36g/cm3)を得た。
(A−5)アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子の調製
(A−5−1)噴霧乾燥
表1に示す(A−5)組成のうち、0.5%相当量のA型ゼオライト、色素及び香料を除く成分を水に溶解させた水分38%のスラリーを調製した後、向流式噴霧乾燥塔を用いて熱風温度300℃の条件で噴霧乾燥し、水分6%の噴霧乾燥粒子を得た。
これに水平円筒型転動混合機(円筒直径585mm、円筒長さ490mm、容器131.7Lのドラム内部壁面に内部壁面とのクリアランス20mm、高さ45mmの邪魔板を2枚有するもの)で、充填率30容積%、回転数22rpm、25℃の条件で0.5%相当量の微粉A型ゼオライトを加え、1分間転動し表面改質して、洗剤粒子を得た。
得られた洗剤粒子に、調製例1と同様の方法で0.15%相当量の香料を噴霧して賦香した。
得られた賦香した洗剤粒子に調製例1と同様の方法で青色色素溶液を噴霧し、
表1に示す組成のアニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子(A−5)(平均粒子径350μm、嵩密度0.48g/cm3)を得た。
(B−1)ノニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子の調製
(B−1−1)洗剤粒子の造粒
表1に示す(B−1)組成のうち、ノニオン界面活性剤、4.0%相当量の粉砕助剤用及び2.0%相当量の表面被覆用のA型ゼオライト、モンモリロナイト、ホワイトカーボン、色素及び香料を除く成分を水に溶解もしくは分散させた水分40%のスラリーを調製した。このスラリーを向流式噴霧乾燥塔を用いて熱風温度300℃の条件で噴霧乾燥し、水分3%の噴霧乾燥粒子を得た。
この不定形固形洗剤を穴径10mmのダイスを装備したペレッターダブル(不二パウダル(株)製、EXDFJS−100型)を用いて押し出しつつ、カッターで切断し(カッター周速は5m/s)、長さ5〜30mm程度のペレット状固形洗剤を得た。
得られた洗剤粒子に、調製例1と同様の方法で賦香し、表1に示す組成のノニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子(B−1)(平均粒子径560μm、嵩密度0.81g/cm3)を得た。
(B−2)ノニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子の調製
(B−2−1)洗剤粒子の造粒
表1に示す(B−2)組成のうち、ノニオン界面活性剤、表面被覆に用いる5.0%相当量のA型ゼオライト、色素、香料を除くすべての原料(温度25℃)を鋤刃状ショベルを装備し、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50容積%)、主軸200rpm、チョッパー200rpmの撹拌を開始した。撹拌開始後30秒後にノニオン界面活性剤及び水(温度60℃)を2分で添加して、ジャケット温度30℃の条件で撹拌造粒を平均粒子径500μmになるまで継続した。最後に5.0%相当量の微粉A型ゼオライトを添加して30秒撹拌して表面改質した洗剤粒子を得た。
得られた洗剤粒子を調製例1と同様の方法で着色し、表1に示す組成の一部が着色されたノニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子(B−2)(平均粒子径500μm、嵩密度0.78g/cm3)を得た。
(C−1)洗浄ビルダーが主成分であって界面活性剤の含有量が15質量%未満である粒子の調製
(C−1−1)洗浄ビルダーを主成分とする粒子の造粒
表1に示す(C−1)組成のうち、重質炭酸ナトリウム(温度25℃)を鋤刃状ショベルを装備し、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容積%)、主軸200rpmで撹拌を開始した(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塩(40質量%の水溶液、温度25℃)を30秒間で添加し、添加終了後10秒後にさらに塩化カルシウム(35質量%水溶液)を30秒間で添加した。最後に微粉亜硫酸ナトリウムを添加し、30秒間撹拌を続け、造粒物を得た。
得られた造粒物を目開き2000μmの篩を用いて分級し、目開き2000μmの篩を通過する粒子(造粒物中89%)を、表1に示す組成の粒子(C−1)(平均粒子径400μm、嵩密度1.10g/cm3)を得た。
(C−2)洗浄ビルダーが主成分であって界面活性剤の含有量が15質量%未満である粒子の調製
(C−2−1)洗浄ビルダーを主成分とする粒子の造粒
表1に示す(C−2)組成のうち、重質炭酸ナトリウム及び炭酸カリウム(温度25℃)を鋤刃状ショベルを装備し、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容積%)、主軸200rpm、チョッパー6000rpmの撹拌を開始した。撹拌開始後水(25℃)を120秒で添加し、添加終了後30秒間撹拌を続け、表1に示す組成の粒子(C−2)(平均粒子径380μm、嵩密度1.10g/cm3)を得た。
・AOS−K:C14〜18のアルキル鎖をもつα−オレフィンスルホン酸カリウム(純分70%の水性ペースト)
・LAS−K:ライポンLH−200(ライオン(株)製)のカリウム塩
・α−SF−H:α−スルホ脂肪酸アルキルエステル(メチルエステル(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2:8で混合したもの)を特開2001−64248号公報の実施例1で開示されている方法に準拠してスルホン化し、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もの)
・石鹸:C12:C18、F1=1:1の脂肪酸ナトリウム(純分68%の水性ペースト)
・ノニオン界面活性剤B:ダイアドール13(三菱化学(株)製)の酸化エチレン平均15モル及び酸化プロピレン3モル付加体(純分90%)
・ノニオン界面活性剤C:パステルM−181(ライオンオレオケミカル(株)製)の酸化エチレン平均15モル付加体
・アクリル酸/マレイン酸コポリマー塩:アクアリックTL−300(日本触媒(株)製)(純分40%水溶液)
・A型ゼオライト:シルトンB(水沢化学(株)製)(純分80%)
・重質炭酸ナトリウム:粒灰(旭硝子(株)製)
微粉炭酸ナトリウム:粒灰(旭硝子(株)製)を平均粒子径30μmに粉砕したもの
・炭酸カリウム:炭酸カリウム(粉末)(旭硝子(株)製)
・亜硫酸ナトリウム:無水亜硫酸曹達(神州化学(株)製)
・微粉亜硫酸ナトリウム:無水亜硫酸曹達(神州化学(株)製)を平均粒子径30μmに粉砕したもの
・硫酸ナトリウム:中性無水芒硝(日本化学工業(株)製)
・STPP:トリポリリン酸ナトリウム(三井化学(株)製)
・珪酸ナトリウム:JIS1号珪酸ナトリウム(日本化学工業(株)製、(純分45%水溶液)
・塩化カルシウム:セントラル硝子製、35%水溶液
・ホワイトカーボン:シリカの微粉末((株)トクヤマ製、トクシールN)
・モンモリロナイト:モンモリロナイト(SUD CHEMIE社製ラウンドロジル)
・蛍光剤:チノパールCBS−X(チバスペシャリティケミカルズ製)
・色素:青色色素溶液(群青)35%溶液(大日精化(株)製)
尚、香料成分の%は香料組成物中の%を示す。
・酵素粒子:サビナーゼ18T(ノボ・ノルディスクバイオインダストリー製)
・漂白剤粒子:過炭酸ナトリウム(三菱瓦斯化学(株)製、SPC−D)
・漂白活性化剤粒子:下記製造方法によって得られた粒子
(漂白活性化剤粒子の製造方法)
ホソカワミクロン(株)製エクストルード・オーミックスEM−6型に4−デカノイルオキシ安息香酸(試薬グレード)69.4%、ポリエチレングリコール20.9%、及びAOS−Na4.7%を投入し、65℃の条件で混練押し出しすることにより径が0.8mmφのヌードル状の押し出し品を得た。この押し出し品を、コミニューターFXB型(不二パウダル(株)製)により、混練押出しし、造粒物を導入するのと同じ方向から15℃の冷風を導入し、また助剤としてA型ゼオライト粉末5.0%を同様にして供給し、粉砕して漂白活性化剤粒子を得た。
上記調製例によって得られた各粒子、その他の粒子及び必要に応じてその他成分を表2〜5に示す(%)となるように、下記方法にて混合し粒状洗剤組成物を得た。得られた粒状洗剤組成物について、下記方法に基づいて平均粒子径、嵩密度を測定し、溶解性、固化性及び装置付着性について評価した。結果を表2〜4に示す。
混合方法:それぞれの粒子を水平円筒型転動混合機(円筒直径585mm、円筒長さ490mm、容器131.7Lのドラム内部壁面に内部壁面とのクリアランス20mm、高さ45mmの邪魔板を2枚有するもの)に投入し、充填率30容積%、回転数22rpm、25℃の条件で回転を開始した。その後、液体成分を添加する際には噴霧操作により添加し、5分間混合後それぞれのサンプルを得た。但し、色素にて一部を着色する際には、得られた混合物をベルトコンベアで0.5m/sの速度で移送しつつ(ベルトコンベア上の洗剤粒子層高30mm、層幅300mm)その表面に青色色素溶液を噴霧した。
(1)平均粒子径の測定
各粒子及びその混合物について、目開き1680μm、1410μm、1190μm、1000μm、710μm、500μm、350μm、250μm及び149μmの9段の篩と受け皿を用いて分級操作を行った。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。
この操作を繰り返すことによって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)の各粒子径の分級サンプルを得、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子径(重量50%)を求めた。
各粒子及びその混合物の嵩密度はJIS K3362に準じて測定した。
二槽式洗濯機(三菱電機(株)製、CW−C30A1−H)に、5℃の水道水30Lを張り、綿肌シャツ7枚、ポリエステルシャツ2枚、アクリルシャツ2枚で浴比20倍に調整し、それらを折り畳んで水面に浮かべた。その中心に各洗剤組成物30gを乗せ、布ごと2分間浸漬後、弱水流で5分間撹拌した。排水後、布を1分間脱水し、布上と洗濯機中にある溶け残りを拾い出し、目視にて溶け残り量を、下記評価基準に基づいて評価した。<評価基準>
◎:溶け残りがほとんどない
○:溶け残りがやや見られるが問題ないレベル
△:溶け残りが目立つ
×:溶け残りが著しく見られる
家庭における使用性を考慮すると、洗剤組成物としては○以上の評価が好ましい。
外側からコートボール紙(秤量:350g/m2)、ワックスサンド紙(秤量:30g/m2)、クラフトパルプ(70g/m2)の3層からなる紙を用いて、長さ15cm×幅9.3cm×高さ18.5cmの箱を作製した。この箱に試料1.2kgを入れ、55℃、80%RHの恒温恒湿室中に40日間保存後、洗剤をJIS規格目開き4mmの篩上に注意深く移し、篩を穏やかに振動した後、篩上の重量と総重量とを求め、下記の式から固化性を算出した。
固化性(%)=(篩上の重量(g)/総重量(g))×100
得られた値を下記評価基準に基づいて評価した。
<評価基準>
◎:8%未満
○:8%以上15%未満
△:15%以上40%未満
×:40%以上
45℃の温度に調整した粒状洗剤組成物を、鋤刃状ショベルを装備し、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容積%)、ジャケット温度45℃、主軸200rpm(チョッパー停止)の条件で5分間撹拌操作を行い、造粒機壁面の付着状況を下記基準に基づいて評価した。
<評価基準>
◎:ほとんど付着物が無い
○:付着物があるが問題ないレベル
△:付着物が目立つ
×:ほぼ全面に付着物がある
Claims (8)
- 下記(A)粒子10〜80質量%、(B)粒子10〜80質量%及び(C)粒子10〜80質量%を含有する粒状洗剤組成物。
(A)アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子であって、アニオン界面活性剤の含有量が、(A)粒子成分全量に対して10〜90質量%である洗剤粒子。
(B)ノニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子であって、
ノニオン界面活性剤の含有量が、(B)粒子成分全量に対して10〜60質量%である洗剤粒子。
(C)洗浄ビルダーが主成分であって、洗浄ビルダーの含有量が50〜95質量%であり、界面活性剤の含有量が10質量%以下である粒子。 - (A)粒子が、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩が主界面活性剤である洗剤粒子と、炭素数10〜20の高級脂肪酸塩が主界面活性剤である粒子とを含有することを特徴とする請求項1記載の粒状洗剤組成物。
- (B)粒子が、さらに水を含有する請求項1又は2記載の粒状洗剤組成物。
- (B)粒子が、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルケニルエーテル、及び脂肪酸メチルエステルにエチレンオキシドが付加した脂肪酸メチルエステルエトキシレートから選ばれるノニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子である請求項1〜3のいずれか1項記載の粒状洗剤組成物。
- (C)粒子中の界面活性剤の含有量が0質量%である請求項1〜4のいずれか1項記載の粒状洗剤組成物。
- (C)粒子が、さらに水溶性高分子化合物、界面活性剤、及び水から選ばれる造粒バインダーを含有する請求項1〜5のいずれか1項記載の粒状洗剤組成物。
- (C)粒子中の洗浄ビルダーがアルカリビルダーである請求項1〜6のいずれか1項記載の粒状洗剤組成物。
- (A)アニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子と、(B)ノニオン界面活性剤が主界面活性剤である洗剤粒子と、(C)洗浄ビルダーが主成分であって、界面活性剤の含有量が10質量%以下である粒子とを乾式混合することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の粒状洗剤組成物の製造方法。
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