JP5331550B2 - 高嵩密度粒状洗剤組成物およびその製造方法 - Google Patents

高嵩密度粒状洗剤組成物およびその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、高嵩密度粒状洗剤組成物およびその製造方法に関する。
従来、粒状洗剤組成物、特に衣料用洗剤として用いられる粒状洗剤組成物は、噴霧乾燥法によって製造され、その粒子内部に空隙を有する噴霧乾燥粒子からなる洗剤が用いられてきた。しかし、この噴霧乾燥粒子は嵩高いため、1回の洗浄に使用する体積量が多く、また、噴霧乾燥法はエネルギーロスが大きく経済的ではない。そのため、近年では、上述の噴霧乾燥粒子にかわって、粒状洗剤の嵩密度を高めた高嵩密度粒状洗剤組成物が主流となっている。この高嵩密度粒状洗剤組成物は、従来よりも少ないみかけ体積量で洗浄することができる。現在、一般的に用いられている高嵩密度粒状洗剤組成物の嵩密度は600〜1000kg/m程度であり、これに合わせて容器や計量スプーンが設計されている。
粒状洗剤組成物には、通常、洗浄性能の向上や、その他各種性能の付与等を目的として、界面活性剤、有機高分子化合物等の有機成分が配合されているが、近年、環境への配慮から、洗剤組成物中の有機成分の濃度を低下させる傾向にある。たとえば15年前の一般的な衣料用洗剤の界面活性剤濃度はおよそ30〜40%であったが、現在では20〜30%程度のものが主流であり、なかには界面活性剤濃度が20%以下の衣料用洗剤も存在する。
このように有機成分濃度が低い粒状洗剤組成物は、相対的に無機成分濃度が高く、常識的に嵩密度が高くなる。嵩密度が高くなりすぎると、現状使用している容器や計量スプーンが使用できなくなるため、高嵩密度粒状洗剤組成物の製造に際しては、嵩密度のコントロールが必要になる。
特許文献1には、嵩密度のコントロールが可能な方法として、アニオン界面活性剤を20〜50質量%含有する噴霧乾燥粒子と、別途調製した高嵩密度洗剤粒子とを粉体混合する方法が開示されている。該方法においては、噴霧乾燥粒子の嵩密度が低いことから、これを高嵩密度洗剤粒子に粉体混合する量を調節することで、得られる洗剤組成物の嵩密度がコントロールされる。
特開平3−84100号公報
有機成分濃度の低い粒状洗剤組成物を得るために、上記特許文献1に記載の方法における噴霧乾燥粒子における界面活性剤等の有機成分の濃度を低下させることが考えられる。
しかしながら、上記特許文献1で用いられている噴霧乾燥粒子は、バインダーとして機能する有機成分濃度が高いため、高嵩密度洗剤粒子との粉体混合においても壊れが発生しにくいが、有機成分濃度が低くなると、粒子の壊れが発生しやすい。そのため、粉体混合による嵩密度のコントロール性が低く、得られる組成物の嵩密度が理論値よりも高くなる問題がある。また、該組成物は、水への溶解性が低い問題や、保存中に固化が発生するなど保存安定性が悪い問題もある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、有機成分濃度が低くても、溶解性および保存安定性が良好で、嵩密度が正確にコントロールされた高嵩密度粒状洗剤組成物およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウムを特定の割合で含む粒子が、有機成分(界面活性剤、有機高分子等)濃度を低くした場合でも、高い粒子強度と良好な溶解性を有しており、これを嵩密度コントロール用の低嵩密度粒子として用いることにより上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の第一の態様は、嵩密度が200〜500kg/m、有機成分含量が0〜15質量%の洗剤粒子Aと、嵩密度が800〜1100kg/m、有機成分含量が10〜30質量%の洗剤粒子Bとを含有し、嵩密度が600kg/m以上である高嵩密度粒状洗剤組成物であって、
前記洗剤粒子Aおよび前記洗剤粒子Bの合計量に対する前記洗剤粒子Aの含有量の割合(質量比)が5〜30質量%であり、
前記洗剤粒子Aが、珪酸ナトリウムを5〜20質量%、炭酸ナトリウムおよび硫酸ナトリウムを、炭酸ナトリウム/硫酸ナトリウム=0.2〜1.0の比率(質量比)で含有することを特徴とする高嵩密度粒状洗剤組成物である。
本発明の第二の態様は、前記第一の態様の高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法であって、
前記洗剤粒子Aと、前記洗剤粒子Bとを、前記洗剤粒子Aおよび前記洗剤粒子Bの合計量に対する前記洗剤粒子Aの含有量の割合が5〜30質量%となる比率で粉体混合する工程を含むことを特徴とする高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法である。
本発明によれば、有機成分濃度が低くても、溶解性および保存安定性が良好で、嵩密度が正確にコントロールされた高嵩密度粒状洗剤組成物およびその製造方法を提供できる。
本発明の高嵩密度粒状洗剤組成物は、特定の洗剤粒子A(以下、粒子Aという。)および洗剤粒子B(以下、粒子Bという。)を特定の割合で含有するものである。
ここで、「高嵩密度粒状洗剤組成物」は、嵩密度が600kg/m以上の粒状洗剤組成物を意味する。高嵩密度粒状洗剤組成物の嵩密度は、600〜1000kg/mが好ましく、700〜900kg/mがより好ましい。
粒子A、粒子Bおよび高嵩密度粒状洗剤組成物の嵩密度は、JIS K 3362−1998に準拠して測定できる。
上記高嵩密度粒状洗剤組成物の嵩密度は、粒子Aおよび粒子Bそれぞれの嵩密度、およびそれらの配合比率を調節することにより調節できる。
<粒子A>
粒子Aは、嵩密度が200〜500kg/m、有機成分含量が0〜15質量%の洗剤粒子である。かかる低嵩密度・低有機成分含量の粒子Aを用い、高嵩密度の粒子Bとの配合比を特定範囲で調節することで、有機成分含量の低い組成領域において、高嵩密度粒状洗剤組成物の嵩密度をコントロールできる。
本発明における有機成分とは、有機化合物全般のことを指し、特に制限されないが、詳細を後述する界面活性剤、有機ビルダー、蛍光増白剤、ポリマー類、金属イオン捕捉剤、酵素安定剤・ケーキング防止剤・pH調整剤のうち有機化合物のもの等が挙げられ、これらのいずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。このうち界面活性剤、有機ビルダー、ポリマー類が好ましい。
なお、粒子A及び粒子B中の有機成分含量は、高速液体クロマトグラフィーを用い各有機成分の検量線を作成することで測定することが出来る。
また、本発明において、粒子Aは、珪酸ナトリウムを5〜20質量%、炭酸ナトリウムおよび硫酸ナトリウムを、炭酸ナトリウム/硫酸ナトリウム=0.2〜1.0の比率(質量比)で含有する。これにより、溶解性を損なうことなく粒子強度が向上し、有機成分含量が15質量%以下であっても、粒子の壊れが生じにくい。そのため、粒子Bと混合して嵩密度をコントロールする際、粒子Aの壊れによる誤差が生じにくい。また、保存時においても、粒子Aの壊れによる嵩密度の増大やそれに伴う固化が生じにくく、保存安定性が向上する。
一方、粒子A中の珪酸ナトリウムの含有量が5質量%未満であると、粒子強度が低下するおそれがあり、20質量%を超えると、嵩密度コントロール性が低下したり、当該粒子Aの調製時のスラリーのハンドリング性が増粘等によって低下するおそれがある。
また、粒子A中の炭酸ナトリウム/硫酸ナトリウムの比が0.2未満であると、溶解性が低下するおそれがある。また、該比が1.0を超えると、溶解性が低下し、また、粒子強度が低下するおそれがある。溶解性が低下すると、高嵩密度粒状洗剤組成物の洗浄性能が低下するおそれがある。
珪酸ナトリウムとしては、SiO/NaO比(モル比)が0.5〜4のものが一般的であり、特に限定されず任意のものを利用できる。該SiO/NaO比が大きいほど本発明の効果が向上し、小さいほど製造時のハンドリング性が向上することから、該SiO/NaO比は、1〜3が好ましい。
粒子A中、珪酸ナトリウムの含有量は、粒子Aの総質量に対し、5〜18質量%が好ましく、7〜16質量%がより好ましく、8〜15質量%がさらに好ましい。
粒子Aにおいて、炭酸ナトリウム/硫酸ナトリウムの比(質量比)は、0.2〜1.0が好ましく、0.3〜0.9がより好ましく、0.4〜0.6がさらに好ましい。
さらに、粒子A中の炭酸ナトリウム量、硫酸ナトリウム量のいずれの量も、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることが更に好ましい。炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウムのいずれか一方または両方の量が50質量%を超えると溶解性が低下する。
また、粒子A中、炭酸ナトリウムおよび硫酸ナトリウムの合計量は、粒子Aの総質量に対し、35〜65質量%が好ましく、40〜60質量%がより好ましい。
粒子Aは、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび硫酸ナトリウム以外の他の成分(任意成分)を含んでいてもよい。該任意成分としては、一般的に洗剤組成物に配合されている成分を用いることができ、たとえば、界面活性剤、アルカリビルダー、蛍光増白剤、ポリマー類、酵素安定剤、ケーキング防止剤、還元剤、金属イオン捕捉剤、pH調整剤が挙げられる。これらの具体例を以下に示す。
[界面活性剤]
界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられ、これらのいずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
アニオン界面活性剤としては、たとえば、スルホン酸塩型アニオン界面活性剤、硫酸エステル塩型アニオン界面活性剤、カルボン酸塩型アニオン界面活性剤、リン酸エステル塩型アニオン界面活性剤等が挙げられる。
これらのアニオン界面活性剤における「塩」としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩;カルシウム塩、マグネシウム塩等のアルカリ土類金属塩;トリエタノールアミン等のアルカノールアミン塩、またはアンモニウム塩が挙げられ、アルカリ金属塩が好ましい。
スルホン酸塩型アニオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸塩、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩等が挙げられる。
より具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、炭素数8〜18のアルキル基を有する直鎖状または分岐鎖状のアルキルベンゼンスルホン酸塩が挙げられる。
アルカンスルホン酸塩としては、アルカンスルホン酸塩は、パラフィンスルホン酸塩とも呼ばれ、たとえば炭素数10〜21のアルカンスルホン酸塩が挙げられる。アルカンスルホン酸塩としては、二級アルカンスルホン酸塩を含むことが好ましい。好ましいアルカンスルホン酸塩としては、たとえば、1分子当り10〜21個の炭素原子、好ましくは少なくとも80質量%以上、より好ましくは少なくとも90質量%以上が1分子当り10〜14個の炭素原子をもつ二級アルキルスルホン酸塩と、少量の一級アルキルスルホン酸塩、ジスルホン酸塩、またはポリスルホン酸塩との混合物が挙げられる。
α−オレフィンスルホン酸塩としては、炭素数10〜20のα−オレフィンスルホン酸塩が挙げられる。
α−スルホ脂肪酸塩としては、炭素数8〜20の飽和もしく不飽和のα−スルホ脂肪酸塩が挙げられる。
α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩としては、前記α−スルホ脂肪酸塩のメチル、エチルもしくはプロピルエステル塩が挙げられる。
硫酸エステル塩型アニオン界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、アルケニル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルケニルフェニルエーテル硫酸塩、アルキル多価アルコールエーテル硫酸塩等が挙げられる。
より具体的には、アルキル硫酸塩またはアルケニル硫酸塩としては、炭素数10〜20のアルキル硫酸塩またはアルケニル硫酸塩が挙げられる。
ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルケニルフェニルエーテル硫酸塩は、それぞれ、アルキルエーテル硫酸塩、アルケニルエーテル硫酸塩、アルキルフェニルエーテル硫酸塩、アルケニルフェニルエーテル硫酸塩にアルキレンオキサイドが付加したものである。
アルキレンオキサイドとしては、炭素数2〜4のアルキレンオキサイドのいずれか、またはエチレンオキサイド(EO)とプロピレンオキサイド(PO)とが混在したものが好ましい。EOとPOとが混在する場合、その比率は、モル比でEO/PO=0.1/9.9〜9.9/0.1の範囲内であることが好ましい。アルキレンオキサイドとしては、特に、EOが好ましい。
アルキレンオキサイドの付加モル数は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩またはポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩の場合は、平均で、0.5〜10モルが好ましい。また、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルケニルフェニルエーテル硫酸塩の場合は、平均で、3〜30モルが好ましい。
ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルケニルフェニルエーテル硫酸塩におけるアルキル基またはアルケニル基の炭素数は8〜20が好ましい。該アルキル基またはアルケニル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
アルキル多価アルコールエーテル硫酸塩としては、たとえば、炭素数10〜20のアルキルグリセリルエーテルスルホン酸塩等が挙げられる。
カルボン酸塩型アニオン界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルカルボン酸塩、炭素数10〜20の高級脂肪酸塩(石鹸)等が挙げられる。
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルカルボン酸塩におけるアルキレンオキサイドとしては、前記硫酸エステル塩型アニオン界面活性剤の説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルカルボン酸塩におけるアルキル基またはアルケニル基の炭素数は10〜20が好ましい。該アルキル基またはアルケニル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
リン酸エステル型アニオン界面活性剤としては、長鎖モノアルキルリン酸塩、長鎖ジアルキルリン酸塩、長鎖セスキアルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンモノアルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンジアルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンセスキアルキルリン酸塩等が挙げられる。「長鎖」のアルキル基は、炭素数が8以上のものを示し、好ましくは10〜20である。
ノニオン界面活性剤としては、たとえば、以下のものを挙げることができる。
(1)脂肪族アルコールにアルキレンオキサイドが付加したポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテル。
(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サイドが付加した脂肪酸アルキルエステルアルコキシレート。
(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肪酸エステル。
(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。
上記のうち、(1)のポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテルにおいて、前記脂肪族アルコールとしては、第1級アルコール、第2級アルコールが挙げられ、第1級アルコールが好ましい。また、脂肪族アルコールのアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。該脂肪族アルコールの炭素数は、6〜22が好ましく、8〜18がより好ましい。
また、該脂肪族アルコールに付加するアルキレンオキサイドの炭素数は2〜4が好ましく、その付加モル数は、平均3〜30モルが好ましく、5〜20モルがより好ましく、10〜18モルがさらに好ましい。
(1)のポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテルとしては、ポリオキシエチレンアルキル(又はアルケニル)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キル(又はアルケニル)エーテルが好適である。
(3)の脂肪酸アルキルエステルアルコキシレートとしては、たとえば一般式:RCO(OA)ORで表されるものが挙げられる。
該式中、RCOは、炭素数6〜22、好ましくは炭素数8〜18の脂肪酸残基を示す。
OAは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等の炭素数2〜4、好ましくは2〜3のアルキレンオキサイドの付加単位を示す。
mはアルキレンオキサイ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。
は炭素数1〜3の置換基を有してもよい低級(炭素数1〜4)アルキル基を示す。
カチオン界面活性剤としては、たとえば、ジ長鎖アルキルジ短鎖アルキル型4級アンモニウム塩、モノ長鎖アルキルトリ短鎖アルキル型4級アンモニウム塩、トリ長鎖アルキルモノ短鎖アルキル型4級アンモニウム塩等が挙げられる。
ここで、上記の「長鎖アルキル」は、炭素数12〜26、好ましくは14〜18のアルキル基を示す。
「短鎖アルキル」は、炭素数1〜4、好ましくは1〜2のアルキル基を示す。該アルキル基は、アルキルフェニル基、ベンジル基、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基等の置換基を有していてもよく、また、炭素間にエーテル結合を有していてもよい。「短鎖アルキル」としては、炭素数1〜4、好ましくは1〜2のアルキル基;ベンジル基;炭素数2〜4、好ましくは2〜3のヒドロキシアルキル基;炭素数2〜4、好ましくは2〜3のポリオキシアルキレン基が好適なものとして挙げられる。
両性界面活性剤としては、たとえば、イミダゾリン系の両性界面活性、アミドベタイン系の両性界面活性剤等が挙げられる。具体的には、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、ラウリン酸アミドプロピルベタインが好適なものとして挙げられる。
[アルカリビルダー]
アルカリビルダーとしては、無機ビルダー(ただし、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウムおよび硫酸ナトリウムを除く。)、および有機ビルダーが挙げられる。
前記無機ビルダーとしては、例えば炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩(ただし炭酸ナトリウムを除く。);亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム等のアルカリ金属亜硫酸塩;結晶性アルカリ金属珪酸塩、非晶質アルカリ金属珪酸塩等のアルカリ金属珪酸塩(ただし珪酸ナトリウムを除く。);硫酸カリウム等の硫酸塩(ただし硫酸ナトリウムを除く。);塩化ナトリウム、塩化カリウム等のアルカリ金属塩化物;オルソリン酸塩、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩、メタリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、フィチン酸塩等のリン酸塩;結晶性アルミノ珪酸塩、無定形アルミノ珪酸塩、炭酸ナトリウムと非晶質アルカリ金属珪酸塩の複合体(例えば、ローディア社製のNABION15(商品名))等が挙げられる。
上記無機ビルダーの中でも、アルミノ珪酸塩が好ましい。
アルミノ珪酸塩としては、結晶性、非晶質(無定形)のいずれのものも用いることができ、カチオン交換能の点から結晶性アルミノ珪酸塩が好ましい。
結晶性アルミノ珪酸塩としては、A型、X型、Y型、P型ゼオライト等が好適に配合でき、平均一次粒子径は0.1〜10μmが好ましい。
結晶性アルミノ珪酸塩の市販品としては、東営市海星化工有限公司(HAIXING
CHEMICAL CO.,LTD.OF DONGYING CITY)製のZEOLITE 4A(商品名);福建日盛化工有限公司(FUJIAN RISHENG C.L.,LTD.)製の4A ZEOLITE(商品名);山西楡次昶力高科有限公司(Shanxi Yuchi Changli High−Tech Co.,Ltd.)製の4A−Zeolite(商品名);中国アルミニウム業股▲分▼有限公司(ALUMINUM CORPORATION OF CHINA.,LTD.)製の4A ZEOLITE(商品名);氾盈化学(Huiying Chemical Products
Co.,LTD.)製の4A Zeolite;タイシリケートケミカル(Thai Silicate Chemicals Co.,Ltd.)製のZeolite 4AType(商品名);コスモ社(COSMO FINE CHEMICALS CO.,LTD.)製のCOLITE−P(商品名);PQケミカル(PQ Chemicals
Limited)製のVALFOR 100 Zeolite NaA;水澤化学工業株式会社製のシルトンB(商品名)等が好適なものとして挙げられる。
結晶性アルミノ珪酸塩を配合する場合、その含有量は、1〜40質量%が好ましく、洗浄性能及び流動性等の粉体物性の点から2〜35質量%がより好ましく、3〜30質量%がさらに好ましく、5〜25質量%が特に好ましい。
また、無機ビルダーとしては、溶解性向上の効果を併せ持つことから、カリウム塩(炭酸カリウム、硫酸カリウム等)、アルカリ金属塩化物(塩化カリウム、塩化ナトリウム等)等も好ましい。
炭酸カリウムを配合する場合、その含有量は、溶解性向上の効果の点から、界面活性剤含有粒子中に、好ましくは1〜15質量%、より好ましくは2〜12質量%である。
アルカリ金属塩化物を配合する場合、その含有量は、溶解性向上の効果の点から、界面活性剤含有粒子中に、好ましくは1〜10質量%、より好ましくは2〜8質量%、さらに好ましくは3〜7質量%である。
有機ビルダーとしては、例えばニトリロトリ酢酸塩、エチレンジアミンテトラ酢酸塩、β−アラニンジ酢酸塩、アスパラギン酸ジ酢酸塩、メチルグリシンジ酢酸塩、イミノジコハク酸塩等のアミノカルボン酸塩;セリンジ酢酸塩、ヒドロキシイミノジコハク酸塩、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸塩、ジヒドロキシエチルグリシン塩等のヒドロキシアミノカルボン酸塩;ヒドロキシ酢酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩、グルコン酸塩等のヒドロキシカルボン酸塩;ピロメリット酸塩、ベンゾポリカルボン酸塩、シクロペンタンテトラカルボン酸塩等のシクロカルボン酸塩;カルボキシメチルタルトロネート、カルボキシメチルオキシサクシネート、オキシジサクシネート、酒石酸モノ又はジサクシネート等のエーテルカルボン酸塩;ポリアクリル酸塩、アクリル酸−アリルアルコール共重合体の塩、アクリル酸−マレイン酸共重合体の塩、ポリグリオキシル酸等のポリアセタールカルボン酸の塩;ヒドロキシアクリル酸重合体、多糖類−アクリル酸共重合体等のアクリル酸重合体又は共重合体の塩;マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、テトラメチレン1,2−ジカルボン酸、コハク酸、アスパラギン酸等の重合体又は共重合体の塩;デンプン、セルロース、アミロース、ペクチン等の多糖類酸化物、カルボキシメチルセルロース等の多糖類誘導体等が挙げられる。
上記有機ビルダーの中でも、クエン酸塩、アミノカルボン酸塩、ヒドロキシアミノカルボン酸塩、ポリアクリル酸塩、アクリル酸−マレイン酸共重合体の塩、ポリアセタールカルボン酸の塩が好ましい。特に、ヒドロキシイミノジコハク酸塩、重量平均分子量が1000〜80000のアクリル酸−マレイン酸共重合体の塩、ポリアクリル酸塩、重量平均分子量が1000〜80000のアクリル酸−無水マレイン酸共重合体の塩、重量平均分子量が800〜1000000(好ましくは5000〜200000)のポリグリオキシル酸等のポリアセタールカルボン酸塩(例えば、特開昭54−52196号公報に記載のもの)が好適である。
上記アルカリビルダーは、1種単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
アルカリビルダーを配合する場合、洗浄力、洗濯液中での汚れ分散性が向上することから、有機ビルダーと無機ビルダーとを併用することが好ましい。
このとき用いる有機ビルダーとしては、クエン酸塩、アミノカルボン酸塩、ヒドロキシアミノカルボン酸塩、ポリアクリル酸塩、アクリル酸−マレイン酸共重合体の塩、ポリアセタールカルボン酸の塩等が好ましい。また、無機ビルダーとしては、ゼオライトが好ましい。
[蛍光増白剤]
蛍光増白剤としては、例えば4,4’−ビス−(2−スルホスチリル)−ビフェニル塩、4,4’−ビス−(4−クロロ−3−スルホスチリル)−ビフェニル塩、2−(スチリルフェニル)ナフトチアゾール誘導体、4,4’−ビス(トリアゾール−2−イル)スチルベン誘導体、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等が挙げられる。上記蛍光増白剤は、1種単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
蛍光増白剤の市販品としては、住友化学株式会社製のホワイテックスSA、ホワイテックスSKC(以上、商品名);チバ・ジャパン株式会社製のチノパールAMS−GX、チノパールDBS−X、チノパールCBS−X(以上、商品名);Khyati Chemicals製のLemoniteCBUS−3B(商品名)等が好適なものとして挙げられる。中でも、チノパールCBS−X、チノパールAMS−GXがより好ましい。
[ポリマー類]
ポリマー類としては、たとえば、一般的に洗剤粒子を調製する際に、バインダーもしくは粉体物性調整剤として、又は疎水性微粒子(汚れ)に対する再汚染防止効果を付与する再汚染防止剤として用いられているものが挙げられる。かかるポリマーとしては、たとえば、平均分子量が200〜200000のポリエチレングリコール、重量平均分子量1000〜100000のアクリル酸及び/又はマレイン酸ポリマーの塩、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、カルボキシルメチルセルロース(CMC)等のセルロース誘導体等が挙げられる。
また、汚れ放出剤として用いられている、テレフタル酸に由来する繰り返し単位と、エチレングリコール及び/又はプロピレングリコールに由来する繰り返し単位とのコポリマー、又はターポリマー等も挙げられる。
また、色移り防止効果を付与するために用いられている、ポリビニルピロリドン等も挙げられる。
上記ポリマー類の中でも、再汚染防止の観点から、CMCが好ましく、重量平均分子量20万以上のCMCがより好ましい。
かかるポリマー類は、1種単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
[酵素安定剤]
酵素安定剤としては、例えばカルシウム塩、マグネシウム塩、ポリオール、蟻酸、ホウ素化合物等を配合することができる。中でも、四ホウ酸ナトリウム、塩化カルシウム等が好ましい。
酵素安定剤は、1種単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
[ケーキング防止剤]
ケーキング防止剤としては、パラトルエンスルホン酸塩、キシレンスルホン酸塩、酢酸塩、スルホコハク酸塩、タルク、微粉末シリカ、粘土、酸化マグネシウム等を配合することができる。
[還元剤]
還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム等が挙げられる。
[金属イオン捕捉剤]
金属イオン捕捉剤は、水道水中の微量金属イオン等を捕捉し、金属イオンの繊維(被洗物)への吸着を抑制する効果を有する。
金属イオン捕捉剤としては、前記アルカリビルダーに包含されるものの他に、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、グリコールエチレンジアミン6酢酸等のアミノポリ酢酸類;1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸(HEDP−H)、エタン−1,1−ジホスホン酸、エタン−1,1,2−トリホスホン酸、ヒドロキシエタン−1,1,2−トリホスホン酸、エタン−1,2−ジカルボキシ−1,2−ジホスホン酸、ヒドロキシメタンホスホン酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ニトリロトリ(メチレンホスホン酸)、2−ヒドロキシエチルイミノジ(メチレンホスホン酸)、ヘキサメチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)等の有機ホスホン酸誘導体又はその塩;ジグリコール酸、クエン酸、酒石酸、シュウ酸、グルコン酸等の有機酸類又はその塩等が挙げられる。
上記金属イオン捕捉剤は、1種単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
[pH調整剤]
本発明の高嵩密度粒状洗剤組成物は、特に制限されるものではないが、洗浄性能の点から、高嵩密度粒状洗剤組成物の1質量%水溶液(15℃)におけるpHが8以上であることが好ましく、該1質量%水溶液におけるpHが9〜11であることがより好ましい。前記pHが8以上であることにより、洗浄効果が発揮されやすくなる。
高嵩密度粒状洗剤組成物のpH調整は、通常、粒子Aおよび/または粒子Bにアルカリ剤を配合することによって行うことができる。アルカリ剤としては、前記アルカリビルダーに記載のアルカリ剤の他、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。具体的には、例えば、水への溶解性及びアルカリ度の点から、炭酸ナトリウムと珪酸ナトリウムと水との割合が55/29/16(質量比)の混合物であるNABION15(商品名、ローディア社製)を用いるのが好ましい。
高嵩密度粒状洗剤組成物のpHが高くなりすぎることを防止するために、酸等を用いて上記pHの範囲に調整することもできる。かかる酸としては、前記金属イオン捕捉剤、リン酸2水素カリウム等のアルカリ金属リン酸2水素塩、乳酸、コハク酸、リンゴ酸、グルコン酸、又はそれらのポリカルボン酸、クエン酸、炭酸水素ナトリウム、硫酸、塩酸等を使用することができる。
加えて、洗浄時に繊維の汚れに由来する酸成分によるpHの低下を防止するための緩衝剤の使用も可能である。
上記pH調整剤は、1種単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
粒子Aには、これらの任意成分を適宜配合できる。特に、洗浄力を考慮すると、界面活性剤を含有することが好ましい。
粒子Aが界面活性剤を含む場合、粒子A中の界面活性剤の合計量は0.1〜15質量%が好ましく、1〜10質量%がより好ましい。
粒子Aに配合する界面活性剤としては、アニオン界面活性剤およびノニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
この場合、アニオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩(石鹸)が好ましい。また、ノニオン界面活性剤としては、前記(1)の脂肪族アルコールにアルキレンオキサイドが付加したポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテルが好ましい。
また、その他に好ましく用いられる任意成分としては、アルカリビルダー、蛍光増白剤、ポリマー類、酵素安定剤、金属イオン捕捉剤等が挙げられる。
粒子Aがポリマーを含む場合、本発明の効果が向上する点において、粒子A中のポリマーの合計量は0.1〜15質量%が好ましく、0.5〜10質量%がより好ましく、1〜6質量%が特に好ましい。
ただし、界面活性剤等の有機成分を含有させる場合、有機成分含量(粒子A中に含まれる全有機化合物の合計量)が、粒子Aの総質量に対して15質量%以下となる量とする。該有機成分含量は、0〜15質量%が好ましく、2〜12質量%がより好ましい。
粒子Aは、従来、噴霧乾燥粒子の製造に用いられている公知の製造方法により製造できる。
具体的には、所定の割合の珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび硫酸ナトリウム、ならびに必要に応じて任意成分(アニオン界面活性剤等の界面活性剤やアルカリビルダー等)を水に溶解分散させて噴霧乾燥用スラリーを調製し、該噴霧乾燥用スラリーを噴霧乾燥することにより製造できる。
このとき、噴霧乾燥用スラリーの固形分濃度は50〜70質量%程度、pHは7〜11程度、温度は50〜80℃程度が好ましい。
噴霧乾燥は公知の方法で行うことができる。例えば、前記噴霧乾燥用スラリーを噴霧乾燥塔に移送し、該噴霧乾燥塔の塔頂付近に設置された噴霧乾燥用スラリーの微粒化装置から、所定の噴霧圧力で噴霧を行う方法により噴霧乾燥粒子を製造できる。
噴霧乾燥塔は、向流式であっても並流式であってもよく、中でも、熱効率や乾燥粉(噴霧乾燥粒子)を充分に乾燥することができることから向流式が好ましい。
噴霧乾燥用スラリーの微粒化装置としては、圧力噴霧ノズル、2流体噴霧ノズル、回転円盤式等が挙げられる。中でも、所望とする平均粒径を得ることが容易な圧力噴霧ノズルを用いることが好ましく、噴霧圧力は20〜40kg/cmの範囲が好ましい。
噴霧乾燥用スラリーの噴霧乾燥時、噴霧乾燥塔内には高温ガスが供給される。この高温ガスは、例えば噴霧乾燥塔の下部より供給され、噴霧乾燥塔の塔頂より排出される。
この高温ガスの入口温度は、100〜500℃が好ましく、200〜300℃がより好ましい。また、噴霧乾燥塔より排出されるガスの温度は、70〜150℃が好ましく、80〜120℃がより好ましい。
なお、高温ガスが噴霧乾燥塔の下部より供給され、噴霧乾燥塔の塔頂より排出される(向流式)場合、得られる噴霧乾燥粒子の温度が高くなりすぎることを抑制するために、噴霧乾燥塔の下部より冷風を供給することができる。また、これと同時に、例えば噴霧乾燥塔の下部よりコート剤として無機微粒子(ゼオライト等)などを導入し、噴霧乾燥粒子と接触させて噴霧乾燥粒子表面に付着させてもよい。これにより、該噴霧乾燥粒子の噴霧乾燥塔内壁への付着を防止したり、得られる噴霧乾燥粒子の流動性を向上させたることができる。
粒子Aの嵩密度は200〜500kg/mである。嵩密度のコントロール性を考慮すると、200〜450kg/mが好ましく、200〜400kg/mがより好ましい。
粒子Aの水分含有量は、溶解性および保存安定性の点から、2〜9質量%が好ましく、3〜8質量%がより好ましい。ここで、水分含有量は、赤外線水分計(ケット社製)を用いて、試料表面温度110℃、30分間の測定条件により測定される値である。
粒子Aの平均粒子径は、特に限定されないが、溶解性、保存安定性等を考慮すると、200〜1500μmが好ましく、200〜1000μmがより好ましく、200〜700μmが特に好ましい。平均粒子径は、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い、各粒子径の質量頻度から質量50%径(メジアン径)を算出することにより求められる。
粒子Aのこれらの物性は、粒子Aの製造条件、たとえば前記噴霧乾燥用スラリーの構成成分、固形分濃度及び噴霧乾燥装置の微粒化条件(ノズル種類、噴霧圧力)を調節することにより調節できる。
<粒子B>
粒子Bは、嵩密度が800〜1100kg/m、有機成分含量(粒子B中に含まれる全有機化合物の合計量)が10〜30質量%の洗剤粒子である。
粒子Bの組成は、有機成分含量が10〜30質量%であれば特に限定されず、一般的に粒状洗剤組成物に配合されている洗剤粒子と同様であってよい。かかる洗剤粒子に配合されている成分としては、前記粒子Aにおいて挙げたものと同様ものが挙げられる。
粒子Bは、通常、有機成分として、少なくとも、界面活性剤を含有する。粒子Bが界面活性剤を含む場合、粒子B中の界面活性剤の合計量は10〜30質量%が好ましく、15〜25質量%がより好ましい。
粒子Bが界面活性剤を含有する場合、粒子Bは、界面活性剤として、少なくとも、アニオン界面活性剤を含有することが好ましい。
該アニオン界面活性剤としては、前記で挙げたものと同様のものが挙げられる。洗浄力を考慮すると、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩および高級脂肪酸塩(石鹸)からなる群から選択される1種以上が好ましい。
粒子Bにアニオン界面活性剤を配合する場合、その含有量は、粒子Bの総質量に対し、5〜25質量%が好ましく、10〜20質量%がより好ましい。上記範囲であれば、洗浄力が良好なためである。
粒子Bは、アニオン界面活性剤に加えて、さらに、ノニオン界面活性剤を含有することが好ましい。
該ノニオン界面活性剤としては、前記粒子Aで挙げたものと同様のものが挙げられる。洗浄力及び溶解性を考慮すると、前記(1)のポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテルにおいて、第1級アルコールにエチレンオキサイドを平均3〜30モル、好ましくは平均5〜20モル、より好ましくは平均10〜18モル付加したものが好ましい。
粒子Bにノニオン界面活性剤を配合する場合、粒子Bの総質量に対し、1〜20質量%が好ましく、3〜15質量%がより好ましい。上記範囲であれば、洗浄力及び溶解性が良好であり、かつ、高嵩密度粒状洗剤組成物の固化を抑制できるためである。
また、その他に好ましく用いられる任意成分としては、前記珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウムやその他のアルカリビルダー、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、ポリマー類、酵素安定剤、金属イオン捕捉剤等が挙げられる。
粒子Bは、公知の製造方法により製造できる。たとえば界面活性剤、アルカリビルダー等を含む洗剤スラリー(噴霧乾燥用スラリー)を噴霧乾燥して噴霧乾燥粒子(ベース粉末)を製造し、これを高嵩密度化することによって製造できる。高嵩密度化の手法としては、たとえば、噴霧乾燥粒子と、水およびその他の成分を捏和して捏和物(ドウ状物)を得た後、任意に該ドウ状物を押出成形し、これを粉砕する捏和・粉砕法、噴霧乾燥粒子を撹拌しつつ造粒する撹拌造粒法等が挙げられる。
以下、好ましい実施形態を示して粒子Bの製造方法について説明するが本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
本実施形態においては、粒子Bとして、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩およびノニオン界面活性剤を含有する粒子を製造する。
本実施形態においては、まず、噴霧乾燥粒子を製造し、該噴霧乾燥粒子と水性成分とを捏和して、ドウ状物を得る。
ドウ状物におけるα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の含有量は5〜30質量%が好ましく、7〜25質量%がより好ましく、10〜20質量%がさらに好ましい。5質量%以上であると良好な洗浄力が得られやすい。また界面活性剤濃度が抑えられた、環境上好ましい洗剤組成物を得るうえで30質量%以下が好ましい。
また、ドウ状物において、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の含有量を1とするとき、LASと石鹸との合計含有量の比率は1.0以下が好ましく、0.7以下がより好ましい。該LASと石鹸との合計含有量の比率が1.0以下であると、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩を主活性剤とする環境上好ましい洗剤組成物を得るうえで好ましい。該LASと石鹸の合計含有量の比率の下限値は特に限定されず、ゼロすなわちドウ状物にLASおよび石鹸が両方とも含まれていなくてもよい。好ましくは0.01〜1.0である。
ドウ状物には、上記α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩、LAS、および石鹸の他に、洗剤に配合される公知の成分を適宜含有させることができる。
例えばα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩およびLAS以外の他の界面活性剤を含有させてもよい。該他の界面活性剤としては、公知のアニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、及び両性界面活性剤が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。洗浄力、洗剤の溶解性の点からノニオン界面活性剤を含有させることが好ましい。
ドウ状物に他の界面活性剤を含有させる場合、その含有量は特に限定されないが、製造性の点からは、ドウ状物に対して15質量%以下が好ましく、0.5〜13質量%がより好ましい。
またドウ状物には、上述した珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび硫酸ナトリウムやその他の無機ビルダー、有機ビルダー、蛍光増白剤などを含有させてもよい。
ドウ状物の構成成分のうち、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩は水性成分に含有させ、石鹸およびその他の任意成分は噴霧乾燥粒子に含有させることが好ましい。ノニオン界面活性剤は、その一部または全部を水性成分に含有させ、残りは水性成分に含有させることが好ましい。また、LASは、その一部または全部を噴霧乾燥粒子に含有させ、残りは水性成分に含有させることが好ましい。
たとえばα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩と、LASの一部と、ノニオン界面活性剤と、水との混合物を調製し、これを常法により濃縮した濃縮物を用いることが好ましい。
噴霧乾燥粒子は、前記粒子Aと同様、従来、噴霧乾燥粒子の製造に用いられている公知の製造方法により製造できる。
ドウ状物は、これら噴霧乾燥粒子および水性成分と、その他の任意成分、水等を、ニーダー等の混練機に供給して捏和することにより調製できる。
このとき、混練機内部において温度が上昇しすぎるのを防ぐため、混練機のジャケットに冷却液を通しながら捏和を行ってもよい。冷却液としては、例えばエチレングリコールの水溶液が好適であり、その濃度は15〜30質量%、好ましくは20〜25質量%のものを使用する。
混練機内における被混練物の制御温度は40〜80℃が好ましい。
次いで、得られたドウ状物を粉砕する。
このとき、好ましくは、得られたドウ状物を、押出機のダイス孔から押し出しつつ切断することによりペレット状に成形した後、粉砕することが好ましい。
押出機としてはスクリュー型押出機が好ましく二軸型がより好ましい。例えば、ペレッターダブル(不二パウダル(株)製、製品名:EXD−100型)、ツインドームグラン(不二パウダル(株)製)等が挙げられる。
ダイス孔径は0.3〜30mmが好ましく、ダイス厚みは5〜50mmが好ましい。ペレット状に成形されたドウ状物の寸法は、直径0.3〜50mm、長さ0.5〜100mmであることが好ましい。
粉砕は、ペレット状に成形したドウ状物を粉砕装置に供給することにより実施できる。このとき、任意に、ゼオライト等の粉砕助剤を添加しもよい。粉砕助剤としては、ゼオライト、粉砕して粒子径を100μm以下とした炭酸ナトリウム等が挙げられる。
粉砕装置としては、ブレードとスクリーンを備えたカッターミルが好ましい。多段の装置を用いた方が、粒度分布がシャープになるため、より好ましい。多段粉砕の場合は下段に行くほどスクリーン径を小さくすることが好ましい。
破砕は装置内に送風しつつ行うことが好ましい。送風温度は10〜20℃が好ましい。送風量は、気/固の比率で1.0〜4.0m/kgが好ましく、2.5〜3.5m/kgがより好ましい。
粒子Bの嵩密度は800〜1100kg/mである。
粒子Bの水分含有量は、溶解性および保存安定性の点から、4〜10質量%が好ましく、5〜9質量%がより好ましい。
粒子Bの平均粒子径は、特に限定されないが、溶解性、保存安定性等を考慮すると、200〜1500μmが好ましく、250〜1000μmがより好ましく、300〜700μmが特に好ましい。
粒子Bのこれらの物性は、粒子Bの製造条件、たとえば粉砕工程に供されるドウ状物の組成、粉砕助剤の種類および量、粉砕装置の構造、粉砕条件(回転数、処理量、温度、冷風の温度および風量)を調節することにより調節できる。
本発明の高嵩密度粒状洗剤組成物中、粒子Aおよび粒子Bの合計量に対する粒子Aの含有量の割合({粒子A/(粒子A+粒子B)}×100)は、5〜30質量%であり、5〜25質量%が好ましい。該割合が5質量%未満だと、嵩密度コントロール効果が充分には得られず、30質量%を超えると、高嵩密度粒状洗剤組成物の粉体物性が充分に維持できず、保存安定性が低下するおそれがある。
また、本発明の高嵩密度粒状洗剤組成物において、粒子Aおよび粒子Bの合計量は、本発明の効果の発現し易さを考慮すると、高嵩密度粒状洗剤組成物の総質量に対し、80〜100質量%が好ましく、85〜95質量%がより好ましい。
本発明の高嵩密度粒状洗剤組成物は、任意に、必要に応じて、粒子Aおよび粒子B以外の他の成分を含有してもよい。該他の成分としては、一般的に粒状洗剤組成物に配合する添加剤として公知のものを適宜使用でき、たとえば漂白剤、漂白活性化剤、漂白活性化触媒、酵素、消泡剤、香料、色素等が挙げられる。以下に、これらの添加剤の具体例を示す。
[漂白剤]
漂白剤としては、過酸化水素、過炭酸ナトリウム等の過炭酸塩といった酸素系漂白剤と、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化チオ尿素といった塩素系漂白剤のいずれも使用することができる。中でも、酸素系漂白剤が好ましく、過炭酸塩がより好ましく、過炭酸ナトリウムが最も好ましい。過炭酸ナトリウムの市販品としては、三菱瓦斯化学株式会社製のSPC−D、SPC−HGD(以上、商品名);日本パーオキサイド株式会社製のPC−NK(商品名);浙江金科化工股▲分▼有限公司(Zhejiang Jinke Chemicals Co.,Ltd.)製のSPCC(商品名);浙江迪希化工有限公司(Zhejiang DC Chemical CO.,Ltd.)製の過炭酸ナトリウムが好適なものとして挙げられる。
高嵩密度粒状洗剤組成物に漂白剤を配合する場合、その配合量は、1〜20質量%が好ましく、より好ましくは2〜10質量%である。上記範囲を超えて配合しても漂白効果が飽和する場合があり、上記範囲未満では十分な漂白効果が得られない場合があるためである。
[漂白活性化剤]
漂白活性化剤としては、公知の化合物を用いることができ、好ましくは有機過酸前駆体が用いられる。
有機過酸前駆体としては、テトラアセチルエチレンジアミン、炭素数8〜12のアルカノイルオキシベンゼンスルホン酸、炭素数8〜12のアルカノイルオキシ安息香酸又はそれらの塩が挙げられ、このうち、4−デカノイルオキシ安息香酸、4−ドデカノイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、4−ノナノイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい。これらは1種又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
漂白活性化剤は、漂白活性化剤を含有する粒子として配合することができる。
漂白活性化剤を含有する粒子は、公知の製造方法で製造できる。該製造方法としては、例えば、押出造粒法や、ブリケット機を用いた錠剤形状による造粒法が挙げられる。具体的には、有機過酸前駆体粒子は、次の製造方法により得ることができる。PEG(重量平均分子量3000〜20000、好ましくは4000〜6000)等、常温で固体のバインダー物質を加熱溶融した中に、有機過酸前駆体とオレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩等の界面活性剤の粉末を分散する。その後、押出成型機等により押し出して、直径1mm程度のヌードル状とし、さらに長さ0.5〜3mm程度に粉砕することで漂白活性化剤粒子を得ることができる。こうして得られた漂白活性化剤粒子は、高嵩密度粒状洗剤組成物での分級を防止する観点から好適に使用できる。界面活性剤の粉末としては、アルキル鎖長14のα−オレフィンスルホン酸塩が好ましい。
[漂白活性化触媒]
漂白活性化触媒としては、公知の化合物を用いることができる。具体例としては、銅、鉄、マンガン、ニッケル、コバルト、クロム、バナジウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、タングステン、モリブデン等の遷移金属原子と配位子とが、窒素原子や酸素原子等を介して錯体を形成したものである。漂白活性化触媒に含まれる遷移金属としては、コバルト、マンガン等が好ましく、マンガンがより好ましい。特に、特開2004−189893号公報記載の漂白活性化触媒が好ましい。
漂白活性化触媒は漂白活性化触媒を含有する粒子として配合することができる。漂白活性化触媒を含有する粒子は、公知の造粒法で製造できる。例えば押出造粒法、ブリケット機を用いた錠剤形状による造粒法により製造することができる。
[酵素]
酵素としては、酵素の反応性から分類すると、ハイドロラーゼ類、オキシドレダクターゼ類、リアーゼ類、トランスフェラーゼ類及びイソメラーゼ類が挙げられ、本発明においてはいずれも適用できる。中でも、プロテアーゼ、エステラーゼ、リパーゼ、ヌクレアーゼ、セルラーゼ、アミラーゼ、ペクチナーゼ等が好ましい。
プロテアーゼとしては、例えば、ペプシン、トリプシン、キモトリプシン、コラーゲナーゼ、ケラチナーゼ、エラスターゼ、スプチリシン、パパイン、プロメリン、カルボキシペプチターゼA又はB、アミノペプチターゼ、アスパーギロペプチターゼA又はB等が挙げられる。プロテアーゼの市販品としては、サビナーゼ、アルカラーゼ、ポーラザイム、カンナーゼ、エバラーゼ、デオザイム(以上、商品名、ノボザイムズジャパン株式会社製);API21(商品名、昭和電工株式会社製);マクサカル、マクサペム(以上、商品名、ジェネンコア社製);プロテアーゼK−14又はK−16(特開平5−25492号公報に記載のプロテアーゼ)等を挙げられる。
エステラーゼとしては、例えば、ガストリックリパーゼ、バンクレアチックリパーゼ、植物リパーゼ類、ホスホリパーゼ類、コリンエステラーゼ類、ホスホターゼ類等が挙げられる。
リパーゼとしては、例えば、リポラーゼ、ライペックス(以上、商品名、ノボザイムズジャパン株式会社製)、リポサム(商品名、昭和電工株式会社製)等の市販のリパーゼ等を挙げられる。
セルラーゼとしては、例えば、市販品のセルザイム(商品名、ノボザイムズジャパン株式会社製);アルカリセルラーゼK、アルカリセルラーゼK−344、アルカリセルラーゼK−534、アルカリセルラーゼK−539、アルカリセルラーゼK−577、アルカリセルラーゼK−425、アルカリセルラーゼK−521、アルカリセルラーゼK−580、アルカリセルラーゼK−588、アルカリセルラーゼK−597、アルカリセルラーゼK−522、CMCアーゼI、CMCアーゼII、アルカリセルラーゼE−II、およびアルカリセルラーゼE−III(以上、特開昭63−264699号公報に記載のセルラーゼ)等が挙げられる。
アミラーゼとしては市販のステインザイム、ターマミル、デュラミル(ノボザイムズジャパン株式会社製)等を挙げられる。
上記酵素は、1種単独で、又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
なお、酵素は、別途安定な粒子として造粒したものを高嵩密度粒状洗剤組成物中にドライブレンドした状態で使用することが好ましい。
[消泡剤]
消泡剤としては、例えばシリコーン/シリカ系のものを挙げることができる。また、かかる消泡剤は、下記のような製造方法により消泡剤造粒物として用いてもよい。
《消泡剤造粒物の製造方法》
まず、マルトデキストリン(商品名、酵素変性デキストリン、日澱化学株式会社製)100gに、消泡剤成分としてシリコーン(コンパウンド型、商品名:PSアンチフォーム、ダウコーニング社製)20gを添加し混合して均質混合物を得る。次に、得られた均質混合物50質量部、ポリエチレングリコール(PEG−6000、融点58℃)25質量部及び中性無水芒硝25質量部を70〜80℃で混合した後、押出し造粒機(型式EXKS−1、不二パウダル株式会社製)により造粒し、消泡剤造粒物を得ることができる。
[香料]
香料は、香料成分、溶剤、香料安定化剤等からなる混合物(香料組成物)である。かかる香料としては、例えば、特開2002−146399号公報、特開2003−89800号公報に記載のもの等を用いることができる。
高嵩密度粒状洗剤組成物に香料を配合する場合、その配合量は、0.001〜2質量%が好ましく、0.01〜1質量%がより好ましい。
[色素]
高嵩密度粒状洗剤組成物には、外観を良好にするために、染料、顔料等の各種色素を配合することができる。中でも、保存安定性の点から顔料が好ましく、耐酸化性を有するものが特に好ましい。かかる色素としては、例えば酸化物等が挙げられ、好ましくは、酸化チタン、酸化鉄、銅フタロシアニン、コバルトフタロシアニン、群青、紺青、シアニンブルー、シアニングリーン等が挙げられる。
[表面処理水溶性無機化合物粒子]
表面処理水溶性無機化合物粒子としては、例えば、国際公開第2004/094313号パンフレットの3頁〜25頁に記載の表面処理水溶性無機化合物粒子が好適に用いられる。
<高嵩密度粒状洗剤組成物の製造>
本発明の高嵩密度粒状洗剤組成物は、粒子Aと粒子Bとを、粒子Aおよび粒子Bの合計量に対する粒子Aの含有量の割合({粒子A/(粒子A+粒子B)}×100)が上記範囲内となる比率で粉体混合する工程を行うことにより製造できる。また、このとき、その他の任意成分を配合してもよい。
粉体混合は、水平円筒型転動混合機、リボンミキサー、V型ブレンダー、レディーゲミキサー等の混合機を用いて行うことができる。
また、粒子Aおよび粒子Bの混合時に、コート剤として無機微粒子(ゼオライト等)などを添加し、粒子Aおよび粒子Bと接触させてそれらの粒子表面に付着させてもよい。これにより、各粒子の混合機内壁への付着を防止したり、得られる高嵩密度粒状洗剤組成物の流動性を向上させたることができる。
また、粒子Aおよび粒子Bの混合時に、さらに、被覆用のノニオン界面活性剤を噴霧してもよい。これにより、高嵩密度粒状洗剤組成物の溶解性が向上し、また、粒子からの発塵が抑制され、流動性が良好になる。
この工程において、粒子Aおよび粒子Bにゼオライトを添加して混合することによりこれらの粒子をゼオライトで被覆しながら、ノニオン界面活性剤を噴霧することが好ましい。ここで用いられるゼオライトとしては、平均粒子径が5μm以下の微粉末状であるものが好ましい。また該ゼオライトの添加量は粉体(粉砕物)100質量部に対して0.2〜7質量部の範囲が好ましい。このようにしてゼオライトで粉体粒子を被覆すると、ノニオン界面活性剤の噴霧により粉体どうしが凝集しやすくなるのを抑えることができる点で好ましい。
ノニオン界面活性剤の噴霧は、例えば加圧噴霧ノズル、2流体噴霧ノズル等を用いて行うことができる。
被覆用のノニオン界面活性剤としては、前記粒子Aで挙げたノニオン界面活性剤と同様のものが挙げられる。特に、(1)の脂肪族アルコールにアルキレンオキサイドが付加したポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテルが好ましく、特に、炭素数12〜16の脂肪族アルコールに炭素数2〜4のアルキレンオキサイドを平均5〜20モル付加したポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテルが好ましい。融点が50℃以下でHLBが9〜16のポリオキシエチレンアルキル(又はアルケニル)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キル(又はアルケニル)エーテル、脂肪酸メチルエステルにエチレンオキサイドが付加した脂肪酸メチルエステルエトキシレート、脂肪酸メチルエステルにエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドが付加した脂肪酸メチルエステルエトキシプロポキシレート等が好適に用いられる。これらのノニオン界面活性剤は1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
なお、本発明におけるノニオン界面活性剤のHLBとは、Griffinの方法により求められた値である(吉田、進藤、大垣、山中共編、「新版界面活性剤ハンドブック」、工業図書株式会社、1991年、第234頁参照)。
また、本発明における融点とは、JISK0064−1992「化学製品の融点及び溶融範囲測定方法」に記載されている融点測定法によって測定された値である。
被覆用ノニオン界面活性剤の噴霧量は、高嵩密度粒状洗剤組成物の総質量に対し、0.1〜1.0質量%が好ましく、0.1〜0.7質量%がより好ましい。
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本実施例で用いた原料を以下に示す。
・炭酸カリウム:旭硝子株式会社製(見かけ密度1.10kg/L)
・炭酸ナトリウム:旭硝子株式会社製、粒灰(見かけ密度1.07kg/L)。
・硫酸ナトリウム:日本化学工業株式会社製、中性無水芒硝(見かけ密度1.53kg/L)。
・A型ゼオライト:水澤化学(株)製、シルトンB(見かけ密度0.45kg/L)。
・珪酸ナトリウム:富士化学株式会社製、珪酸ソーダ2号(純分40%、SiO/NaO比(モル比)=2.5)。
・LAS−Na:直鎖アルキル(炭素数10〜14)ベンゼンスルホン酸[ライオン株式会社製、ライポンLH−200(LAS−H 純分96質量%)]の調製時に48質量%水酸化ナトリウム水溶液で中和した化合物。
・LAS−K:直鎖アルキル(炭素数10〜14)ベンゼンスルホン酸[ライオン株式会社製、ライポンLH−200(LAS−H 純分96質量%)]の調製時に48質量%水酸化カリウム水溶液で中和した化合物。
・LAS塩:LAS−NaとLAS−Kとを質量比1:2で混合したもの。
・MA:アクリル酸/無水マレイン酸共重合体ナトリウム塩(商品名:アクアリックTL−400、株式会社日本触媒製;純分40質量%水溶液)。
・石鹸:炭素数12〜18のNa塩(純分67質量%)。
・ノニオン:炭素数12〜16のアルキル基をもつアルコール(P&G Chemicals製C12〜16アルコール、商品名:CO−1214)の酸化エチレン平均15モル付加体(純分90%、ライオン株式会社製)。
・MES塩含有ペースト:脂肪酸組成がC16/C18=80/20のα−スルホ脂肪酸メチルエステル(MES)のナトリウム塩と前記ノニオンと前記LAS−Naとを含む水性ペーストであり、以下の製造方法で製造されたもの。
原料の脂肪酸メチルエステルをスルホン化して得られたMESに、前記LAS−Na(MESに対して5質量%)、48質量%水酸化ナトリウム水溶液、前記ノニオン(MESに対して25質量%)を添加した。その後、リサイクルフラッシュ蒸発機[プレート熱交換器、製品名:EX−11型(伝熱面積424.6m)、(株)日阪製作所製]を用いて、加熱管温度120〜130℃、熱交換器内圧:0.2MPa以下加圧、循環圧0.6MPa以下で蒸発操作を行ない、水分を11質量%になるまで常圧フラッシュ濃縮することにより、目的のMES塩含有ペーストを得た。
このMES塩含有ペーストの組成は、MES−Na(C16/C18=80/20)64質量%、ノニオン16質量%、LAS−Na3.2質量%、水分10.4質量%、その他の成分(不純物)6.4質量%(合成100質量%)であり、当該MES塩含有ペースト中のMES−Na/ノニオン比(質量比)は1/0.25である。
[製造例1〜8:粒子Aの調製]
表1の粒子A組成に示す成分(ただしA型ゼオライトの一部(2質量%)と水を除く)を水に溶解または分散させて、固形分濃度50質量%のスラリーを調製した。
次いで、このスラリーを、向流式噴霧乾燥塔を用いて、噴霧乾燥粒子コート被覆剤としてA型ゼオライトの一部(2質量%)を該噴霧乾燥塔の下部より導入しながら噴霧乾燥して噴霧乾燥粒子(粒子A1〜A8)を得た。
なお、以下の各表中に示す各成分の配合量は純分としての配合量である。
得られた粒子A1〜A8の水分含有量を、赤外線水分計(ケット社製)を用い、試料表面温度165℃、20分間の測定条件にて測定した。その結果、該水分含有量はいずれも5質量%であった。
また、表1に、粒子A1〜A8の有機成分含量(質量%)を示す。ここでの有機成分含量は、LAS塩、MAおよび石鹸の合計量である。
また、粒子A1〜A8の平均粒子径(μm)および嵩密度(kg/m)を下記測定方法により測定した。その結果を表1に示す。
(平均粒子径の測定方法)
平均粒子径は、目開き1680μm、1410μm、1190μm、1000μm、710μm、500μm、350μm、250μm、149μmの9段の篩と受け皿を用い、以下の分級操作により求めた。
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/回の測定サンプルを入れ、蓋をしてロータップ型篩振盪機(株式会社飯田製作所製、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の上に残留したサンプルを篩毎に回収して、サンプルの質量を測定した。
受け皿と各篩との質量頻度を積算していき、積算の質量頻度が、50%以上となる最初の篩の目開きをaμmとし、aμmよりも一段大きい篩の目開きをbμmとし、受け皿からaμmの篩までの質量頻度の積算をc%、またaμmの篩上の質量頻度をd%として、下記式により平均粒子径(質量50%粒径、単位:μm)を求めた。
Figure 0005331550
(嵩密度の測定方法)
JIS K 3362−1998に準拠して測定した。
Figure 0005331550
[製造例9:粒子Bの調製]
(1.噴霧乾燥粒子の調製)
粒子A組成を表2に示す組成に変更した以外は製造例1〜8と同様にして噴霧乾燥粒子を製造した。
Figure 0005331550
(2.捏和)
得られた噴霧乾燥粒子75質量部と、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩含有ペースト15.5質量部と、ノニオン界面活性剤(純分90質量%品)1.5質量部と、水1質量部とを連続ニーダー(栗本鐵工所社製、KRC−S4型)に投入し、捏和してドウ状物を調製した。
(3.成形)
次いで、得られたドウ状物を、ペレッターダブル(不二パウダル(株)製、製品名:EXD−100型)に投入し、孔径約10mm、厚さ10mmのダイスから押し出すと同時に切断し、ペレット状成形体[直径約10mm、長さ70mm以下(実質的には5mm以上)]を得た[ペレッター(カッター)のカッター周速は5m/s]。
(4.粉砕)
上記ペレット状成形体93質量部に、粉砕助剤としてのA型ゼオライト7質量部を添加し、送風共存下で3段直列に配置されたフィッツミル(ホソカワミクロン(株)製、DKA−6型)を用いて粉砕して粒子B1を得た。粒子B1の水分含有量を製造例1〜8と同様にして測定したところ、6.5質量%であった。粒子B1の組成を表3に示す。
また、表3に、粒子B1の有機成分含量(質量%)を示す。ここでの有機成分含量は、LAS塩、MES塩、ノニオン、MAおよび石鹸の合計量である。
また、得られた粒子B1の平均粒子径(μm)および嵩密度(kg/m)を製造例1〜8と同様にして測定した。その結果を表3に示す。
Figure 0005331550
[実施例1〜7、比較例1〜3]
粒子Aとして表4の示すものを用い、粒子Bとして粒子B1を用いて、以下の手順で高嵩密度粒状組成物を製造した。
粒子Aおよび粒子Bを、表4に示す配合量で直径600mm、長さ400mmの水平円筒混合ドラムに投入した。
ここに、表4に示す配合量のA型ゼオライトをコーティング剤として加え、20rpmで2分間混合した。
その後、表4に示す配合量(粒子Aおよび粒子Bの合計量に対して0.7質量%)のノニオン界面活性剤を、1分間かけて噴霧した。
ノニオン界面活性剤の噴霧後、20rpmで8分間混合して高嵩密度粒状洗剤組成物を得た。
得られた高嵩密度粒状洗剤組成物について、以下の評価を行った。その結果を表4に示す。
<保存安定性評価>
高嵩密度粒状洗剤組成物1.1kgを9×15.5×13cmのネオサンドカートン容器に充填して封をした後、25℃、60%RHの条件下に4週間保存した。
保存後、高嵩密度粒状洗剤組成物を目開き3360μmの篩の篩上に移した。その後、手で軽い振動を5回与えこのとき、篩を通過した高嵩密度粒状洗剤組成物の質量(通過分)と、篩上に残った高嵩密度粒状洗剤組成物の質量(残分)とを測定し、式:[残分/(残分+通過分)×100]により固化率(質量%)を算出した。
該固化率から、下記判定基準により保存安定性(固化しにくさ)を評価した。
(判定基準)
○:固化率10質量%未満。
△:固化率10質量%以上30質量%未満。
×:固化率30質量%以上。
<流動性評価>
高嵩密度粒状洗剤組成物について、安息角(°)を下記の測定方法により測定した。
(安息角の測定方法)
角度の目盛りが記入され、横蓋付のアクリル製測定器(高さ10cm×奥行10cm×幅3cm)を平らな場所に置き、該測定器の横蓋(10cm×3cm側の一側面)を閉じた状態で、該測定器の上面からの高さが1〜2cmの位置より各例の高嵩密度粒状洗剤組成物を該測定器内へ流し入れた。
各例の高嵩密度粒状洗剤組成物が、該測定器の上面からの高さが0〜1cm程度超えて山盛り状態になった時点で横蓋を静かに開け、該高嵩密度粒状洗剤組成物を重力により自然に排出させた。排出終了後、該測定器内に残った高嵩密度粒状洗剤組成物の表面(傾斜面)と、水平面とのなす角度(傾斜角)を前記目盛りから読み取った。
安息角は、この操作を3回行い、その平均値を用いた。
なお、前記アクリル製測定器は、横蓋が高さと幅のなす側面の一方に設けられ、角度の目盛りが高さと奥行きのなす側面に記入されているものを使用した。
<溶解性評価>
二槽式洗濯機CW−225(W)型(三菱電機(株)製)、10℃に調整した水道水を使用して以下の評価を行った。
評価用の被洗布として、アクリル製シャツ2枚、ナイロン製スリップ2枚、綿製シャツ2枚の3種類および重量バランス用の被洗布として肌シャツ5枚を用い、被洗布の全質量を1.5kgとした。
被洗布を、上部から眺めたときに評価用の被洗布3種が全て見えるように二槽式洗濯機に仕込んだ。水量30L、浴比1:20の条件下で被洗布を浸し、高嵩密度粒状洗剤組成物30gで5分間洗濯を行った。
洗濯終了後、被洗布を1分間脱水した後、該被洗布について、付着物の量を目視で観察し、下記判定基準により、高嵩密度粒状洗剤組成物の溶解性を評価した。
(判定基準)
○:付着物を全く又はほとんど認めないもの。
△:付着物をごく僅かに認めるもの。
×:付着物を多く認めるもの。
<嵩密度コントロール性評価>
まず、各高嵩密度粒状洗剤組成物の実際の嵩密度(実測嵩密度)を、製造例1〜8と同様にして測定した。
別途、各高嵩密度粒状洗剤組成物の理論値嵩密度(kg/m)を下記の手順で算出した。
高嵩密度粒状洗剤組成物100kgの理論値体積(m)を、式:[粒子Aの比率(質量%)/粒子Aの嵩密度(kg/m)+粒子Bの比率(質量%)/粒子Bの嵩密度(kg/m)]により求めた。この理論値体積の値から、式[100kg/理論体積(m)×100]により理論値嵩密度(kg/m)を求めた。
これらの値から、[理論値嵩密度/実測嵩密度]の値を求め、その値から、下記判定基準により嵩密度コントロール性を評価した。この値が1に近いほど、嵩密度コントロール性に優れることを示す。
(判定基準)
○:[理論値嵩密度/実測嵩密度]が0.90以上。
△:[理論値嵩密度/実測嵩密度]が0.80以上0.90未満。
×:[理論値嵩密度/実測嵩密度]が0.80未満。
Figure 0005331550
上記結果に示すとおり、粒子A1〜A5を用いた実施例1〜5の高嵩密度粒状洗剤組成物は、保存安定性、溶解性、嵩密度コントロール性ともに良好であった。
一方、珪酸ナトリウムの含有量が5質量%未満の粒子A5を用いた比較例1の高嵩密度粒状洗剤組成物は、保存安定性および嵩密度コントロール性が悪かった。また、炭酸ナトリウム/硫酸ナトリウムの値が0.2〜1.0の範囲外の粒子A7〜A8を用いた比較例2〜3の高嵩密度粒状洗剤組成物は、溶解性が悪かった。

Claims (2)

  1. 嵩密度が200〜500kg/m、有機成分含量が0〜15質量%の洗剤粒子Aと、嵩密度が800〜1100kg/m、有機成分含量が10〜30質量%の洗剤粒子Bとを含有し、嵩密度が600kg/m以上である高嵩密度粒状洗剤組成物であって、
    前記洗剤粒子Aおよび前記洗剤粒子Bの合計量に対する前記洗剤粒子Aの含有量の割合(質量比)が5〜30質量%であり、
    前記洗剤粒子Aが、珪酸ナトリウムを5〜20質量%、炭酸ナトリウムおよび硫酸ナトリウムを、炭酸ナトリウム/硫酸ナトリウム=0.2〜1.0の比率(質量比)で含有することを特徴とする高嵩密度粒状洗剤組成物。
  2. 請求項1に記載の高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法であって、
    前記洗剤粒子Aと、前記洗剤粒子Bとを、前記洗剤粒子Aおよび前記洗剤粒子Bの合計量に対する前記洗剤粒子Aの含有量の割合が5〜30質量%となる比率で粉体混合する工程を含むことを特徴とする高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法。
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