JP5970282B2 - 固体洗浄剤の製造方法 - Google Patents
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Description
また、GDA等のアミノカルボン酸系の有機系キレート剤と、非イオン性界面活性剤等を含む混合粉末又は混合顆粒を含有する台所用清浄剤が開示されている(特許文献2参照)。
本発明は、洗浄性、溶解性及び耐ケーキング性等の保存安定性に優れる固体洗浄剤及びその製造方法を提供する。
[1]下記工程1,2を含む固体洗浄剤の製造方法。
工程1:下記一般式(1)で表される化合物(A成分)と、融点が50〜90℃である非イオン性界面活性剤(B成分)とをB成分の融点以上の温度で混合し、前記A成分が10〜90質量%、前記B成分が1〜50質量%である混合物を得る工程
本発明の固体洗浄剤の製造方法は、下記工程1,2を含むものである。
工程1:下記一般式(1)で表される化合物(A成分)と、融点が50〜90℃である非イオン性界面活性剤(B成分)とをB成分の融点以上の温度で混合し、前記A成分が10〜90質量%、前記B成分が1〜50質量%である混合物を得る工程
工程2:工程1で得られた混合物の造粒物を得る工程
前記工程1,2を含む本発明の固体洗浄剤の製造方法であれば、洗浄性、溶解性が良好であり、保存安定性に優れる固体洗浄剤及びその製造方法を提供することができる。
前記工程1は、下記一般式(1)で表される化合物(A成分)と、融点が50〜90℃である非イオン性界面活性剤(B成分)とをB成分の融点以上の温度で混合し、前記A成分が10〜90質量%、前記B成分が1〜50質量%である混合物を得る工程である。
A成分は、下記一般式(1)で表される化合物である。
好ましいアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基等を挙げることができ、これらの中では、メチル基が好ましい。なお、「各種」とは、n−、sec−、tert−、iso−を含む各種異性体を意味する。
また、好ましいアルケニル基の具体例としては、ビニル基、アリル基、2−ブテニル基、2−メチル−2−プロペニル基等が挙げられる。
本発明において用いるA成分は、液体、固体のいずれでもよいが、固体洗浄剤の製造を効率的に行う観点、取り扱い性の観点から固体であることが好ましい。
前記B成分は、融点が50〜90℃である非イオン性界面活性剤である。非イオン性界面活性剤の融点は、耐ケーキング性等の保存安定性の観点から、50℃以上であり、55℃以上が好ましく、58℃以上がより好ましく、60℃以上が更に好ましく、効率的に製造を行う観点から、90℃以下であり、80℃以下が好ましく、75℃以下がより好ましく、また、50〜90℃であり、55〜80℃が好ましく、58〜75℃がより好ましく、60〜75℃が更に好ましい。なお、融点は実施例に記載の方法で測定することができる。
これらの中でもB成分としては、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルから選ばれる1種又は2種以上が好ましく、グリセリン脂肪酸モノエステルが更に好ましい。
また、脂肪酸としては、炭素数16〜18の脂肪酸が好ましく、炭素数16〜18の飽和又は不飽和の脂肪酸と多価アルコールとのエステルがより好ましい。
B成分の具体的な化合物としては、グリセロールモノステアレート(融点60〜68℃)、グリセロールモノパルミテート(融点56〜60℃)、ソルビタンモノステアレート(融点51〜55℃)が挙げられる。
なお、工程1における配合量が造粒物又は圧縮成形物中の含有量になる。
カルボキシ基含有ポリマーとしては、炭素数3〜6の反応性不飽和基を有するカルボン酸又はその塩の重合体、炭素数3〜6の反応性不飽和基を有するカルボン酸又はその塩と炭素数2〜12のオレフィンとの共重合体等が挙げられる。
炭素数3〜6の反応性不飽和基を有するカルボン酸としては、マレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸及びシトラコン酸及びこれらの塩が挙げられ、酸無水物であってもよい。
具体的には、アクリル酸−マレイン酸コポリマーやジイソブチレン−マレイン酸コポリマーなどが挙げられ、ジイソブチレン−マレイン酸コポリマーがより好ましい。
工程1では、更に造粒性、溶解性の観点から、バインダーを含有してもよい。バインダーとしては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールが好ましく、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールがより好ましい。
工程1においては、B成分の融点以上の温度で混合する。混合する際の温度が融点未満であるとA成分とB成分とが均一に混合されないことから、混合する際の温度は前記B成分の融点よりも5℃以上高いことが好ましく、10℃以上高いことがより好ましい。また、高温過ぎると化合物が変性するおそれがあることから、融点+50℃(融点より50℃高い温度)以下の温度が好ましく、融点+40℃以下がより好ましく、融点+30℃以下が更に好ましい。また、前記B成分の融点よりも5〜50℃高いことが好ましく、10〜40℃高いことがより好ましい。
工程2は、工程1で得られた混合物を造粒する工程である。
前記工程1で得られた混合物を造粒する場合には、ペレッターダブル、ドームグラン、ツインドームグラン、ディスクペレッター((株)ダルトン製)、バスケット式整粒機((株)菊水製作所製)等の周知の押出造粒機のほか、ヘンシェルミキサー(日本コークス(株)製)、ハイスピードミキサー((株)アーステクニカ製)、バーチカルグラニュレーター((株)パウレック製)、レディゲミキサー(松坂技研(株)製)、プロシェアミキサー(太平洋機工(株)製)、V型ミキサー(不二パウダル(株)製)、リボンミキサー(ホソカワミクロン(株)製)、ナウターミキサー(ホソカワミクロン(株)製)、SVミキサー(神鋼バンテック(株)製)等の周知の転動造粒機等を用いることができるが、押出し造粒機を用いて押出し造粒することが好ましい。造粒は、混合物が固まらない温度で行うことが好ましいことから、工程1で得られた混合物が固化する前に、造粒機で、造粒することが好ましい。
打錠機は、臼の中に造粒物を充填し、下杵と上杵の間で圧縮して成形する装置である。打錠機には、1個の臼内で上下一組の杵が上下運動して圧縮する単発打錠機、水平に回転するターンテーブルの外周に、臼が等間隔に埋め込まれ、ターンテーブルが回転する間に、充填・圧縮・排出の一連の操作が連続的に行われるロータリー打錠機がある。周知の打錠機として、単発打錠機には理研機器製打錠機、ロータリー打錠機には(株)菊水製作所製打錠機を用いることができる。
本発明においては前記工程2の後に、工程2で得られた造粒物と、酸素系漂白剤及びアルカリ剤の少なくとも1種とを混合して混合物を得る工程3を含むことが洗浄性能の観点から好ましい。
工程3においては、工程2で得られた造粒物と、酸素系漂白剤とを実質的に均一に混合できればどのような方法でもよく、工程1で使用した混合機を用いて混合することが好ましい。
これらの中では、洗浄性能を向上させる観点から、過硫酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム、及び過ホウ酸ナトリウムから選ばれる1種又は2種以上が好ましい。
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及び炭酸水素カリウムから選ばれる1種又は2種以上を挙げることができる。また、ソーダ灰として知られている炭酸ナトリウムの無水塩を用いてもよい。
前記固体洗浄剤の製造方法は前記工程3の後に、工程3で得られた混合物の造粒物を得る工程4を更に含んでいてもよい。
工程4を設けることにより、前記固体洗浄剤自体の形状を錠剤、ブリケット状にすることが可能である。
なお、工程4においても前記工程2と同様にバインダーを用いて造粒を行うことが好ましい。
本発明において、固体洗浄剤とは、室温(20℃)で固体であればよく、粉末、造粒物、それらを圧縮した錠剤やブリケット、又はそれらの混合物であってもよい。
前記製造方法により製造された固体洗浄剤中の前記A成分の含有量は、洗浄性能の観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、製造コスト及び他の成分を配合する観点から、70質量%以下が好ましく、60質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましい。
固体洗浄剤中の前記B成分の含有量は、洗浄性能の観点から、1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、5質量%以上が更により好ましく、耐ケーキング性等の保存安定性の観点から、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下がより更に好ましい。
固体洗浄剤中の前記アルカリ剤の含有量は、洗浄性能の観点から、10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましく、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下が更に好ましい。
固体洗浄剤中のカルボキシ基含有ポリマーの含有量は、耐ケーキング性等の保存安定性の観点から、3質量%以上が好ましく、10質量%以上が好ましく、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましい。
前記製造方法により製造された固体洗浄剤は、食器用、衣料用、住居用等の洗浄剤として好適に使用することができ、とりわけ自動食器洗浄機用として特に有用である。
実施例及び比較例で用いた原料及び装置は次のとおりである。
<原料>
A成分:メチルグリシン二酢酸 三ナトリウム塩
BASF製、商品名「Trilon M Powder」、有効分87質量%、
B成分:グリセロールモノステアレート
花王(株)製、商品名「エキセルVS−95」(融点66.5℃)
その他成分
ジイソブチレン−マレイン酸共重合体:「Acusol 460ND」
Rohm and Hass製(平均粒径107μm)
コハク酸 :「コハク酸」川崎化成工業(株)製(平均粒径104μm)
ポリプロピレングリコール:「プレミノールS4011」旭硝子ウレタン(株)製
ポリエチレングリコール :「K−PEG6000LA」花王(株)製(融点66℃)
過炭酸ナトリウム :「KCPZ−S」日本パーオキサイド(株)製
(平均粒径748μm)
炭酸ナトリウム :「ソーダ灰」セントラル硝子(株)製(平均粒径281μm)
酵素 :「デュラミル120T」
ノボノルディスクバイオインダストリー社製
混合機(1) :ハイスピードミキサー LFS−2(深江パウテック製)
混合機(2) :ナウターミキサー (ホソカワミクロン(株)製)
押出造粒機(1) :ドームグラン DG-L1((株)ダルトン製)
押出造粒機(2) :ペレッターダブル EXD−100((株)ダルトン製)
圧縮造粒機 :ブリケッター BSS501−010(新東工業(株)製)
整粒機 :パワーミル P−02S((株)ダルトン製)
融解した試料をガラス毛管(内径1.0mm、長さ50mm、試料高さ10mm)に入れ、10℃以下で24時間静置する。その後、1分間に1℃の速度で昇温を続け、試料が溶解し完全に透明になったときの温度を融点とした。
ジイソブチレン−マレイン酸共重合体及びコハク酸の平均粒径測定は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920(堀場製作所(株)製)を用い、該粒子を不溶性溶媒に分散させて測定したメジアン径を平均粒径とした。なお、コハク酸の平均粒径測定には、溶媒としてアセトンを用い、ポリマーの平均粒径測定には、溶媒としてエタノールを用いた。
また、過炭酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムの平均粒径測定は、(目開き2000〜125μm)を用いて5分間振動させた後、篩目のサイズによる質量分率から平均粒径を算出した。
より詳細には、JIS K 8801−1:2006記載の金属製網ふるいにより規定されている目開き125μm、180μm、250μm、355μm、500μm、710μm、1000μm、1400μm、2000μmの9段の標準篩と受け皿を用いて、受け皿上に目開きの小さな篩から順に積み重ね、最上部の2000μmの篩の上から100gの粒子を添加し、蓋をしてロータップ型ふるい振とう機(HEIKO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、5分間振動させたあと、それぞれの篩及び受け皿上に残留した該粒子の質量を測定した。受け皿から順に目開きの小さな篩上の当該粒子の質量割合を積算し、合計が50質量%となる粒径を平均粒径とした。
(工程1)
A成分30部、予め溶融させたB成分12部を混合機(1)に投入し、ジャケット温度75℃、アジテータ回転数200rpm、チョッパー回転数500rpmの条件で2分間混合し、粉体温度70℃の混合物を抜出した。
(工程2)
前記工程1で得られた混合物を押出造粒機(1)により孔径0.7mmのスクリーンを通して押出し造粒物を得た。更に造粒物を冷却した後、整粒機で粉砕して円柱状の造粒物を得た。平均直径は0.7mm、平均長さは1.2mmであった。
(工程3)
工程2で得られた造粒物と過炭酸ナトリウム10部、炭酸ナトリウム46部、酵素2部を混合機(2)に仕込み、10分間混合することにより固体洗浄剤を得た。
(工程1)
A成分30部、予め溶融させたB成分16部を混合機(1)に投入し、ジャケット温度75℃、アジテータ回転数200rpm、チョッパー回転数500rpmの条件で2分間混合し、粉体温度70℃の混合物を抜出した。
(工程2)
前記工程1で得られた混合物を押出造粒機(1)により孔径0.7mmのスクリーンを通して押出し造粒物を得た。更に造粒物を冷却した後、整粒機で粉砕して円柱状の造粒物を得た。平均直径は0.7mm、平均長さは1.2mmであった。
(工程3)
前記工程2の造粒物と過炭酸ナトリウム10部、炭酸ナトリウム42部、酵素2部を混合機(2)に仕込み、10分間混合することにより固体洗浄剤を得た。
(工程1)
A成分を30部、ジイソブチレン−マレイン酸共重合体15部、コハク酸1部、ポリプロピレングリコール5部を混合機に仕込み、ジャケット温度90℃にして20分間混合した。
ここに、予め溶融させたB成分8部と予め溶融したポリエチレングリコール3部を投入し、更に20分混合してから粉体温度80℃の混合物を抜出した。
(工程2)
前記工程1で得られた混合物を押出造粒機(2)により孔径0.7mmのスクリーンを通して押出し、造粒物を得た。更に造粒物を冷却した後、整粒機で粉砕して円柱状の造粒物を得た。平均直径は0.7mm、平均長さは1.2mmであった。
(工程3)
前記工程2で得られた造粒物と過炭酸ナトリウム10部、炭酸ナトリウム26部、酵素2部を混合機(2)に仕込み、10分間混合することにより固体洗浄剤を得た。
(工程1)
A成分を30部、ジイソブチレン−マレイン酸共重合体15部、コハク酸1部、ポリプロピレングリコール5部を混合機に仕込み、ジャケット温度90℃にして20分混合した。
ここに、予め溶融させたB成分8部と予め溶融したポリエチレングリコール3部を投入し、更に20分混合してから粉体温度80℃の混合物を抜出した。
(工程2)
前記工程1で得られた混合物を圧縮造粒機により孔径の直径が4.8mmであるロールスクリーンを通して圧縮成型物を得た。更に圧縮成型物を冷却した後、目開き4mmと5.6mmの篩を用いて選別し、目開き5.6mmの篩を通過し、目開き4mmの篩上に残った圧縮成型物を回収した。
(工程3)
前記工程2で得られた圧縮成型物と過炭酸ナトリウム10部、炭酸ナトリウム26部、酵素2部を混合機(2)に仕込み、10分間混合することにより固体洗浄剤を得た。
A成分30部、粉末状のB成分12部、過炭酸ナトリウム10部、炭酸ナトリウム46部、酵素2部を混合機(2)に仕込み、10分間混合することにより固体洗浄剤を得た。
A成分30部、予め溶融させたポリエチレングリコール12部を混合機(1)に投入し、ジャケット温度75℃、アジテータ回転数200rpm、チョッパー回転数500rpmの条件で2分間混合し、粉体温度70℃の混合物を抜出した。
次に、得られた混合物を押出造粒機(1)により孔径0.7mmのスクリーンを通して押出し造粒物を得た。更に造粒物を冷却した後、整粒機で粉砕して円柱状の顆粒を得た。平均直径は0.7mm、平均長さは1.2mmであった。
この顆粒と過炭酸ナトリウム10部、炭酸ナトリウム46部、酵素2部を混合機(2)に仕込み、10分間混合することにより固体洗浄剤を得た。
前記の製造方法により得られた実施例及び比較例の固体洗浄剤について、下記(1)〜(3)の評価を行った。
<汚れの作成方法>
a.市販の鶏卵を割って、卵白を除き卵黄を取り分けた。
b.スクリュー管(No.8)に卵黄5個分を入れて、水浴(73〜75℃)にて10
分間加熱を行った。
c.水浴よりスクリュー管を取り出し、室温にて1時間静置し、半熟卵黄を茶こしにか
き出し、裏ごしした。
d.半熟卵黄を裏ごしした後、よくかき混ぜたものを3gとり、絵筆で陶器皿(白玉渕
業務用9吋リムミート皿(直径233mm×24mm)、有限会社鎌田商店製)
に対して均一に塗布した。
e.陶器皿に塗った半熟卵黄を室温で一昼夜乾燥させて試験皿とした。
(i)前記試験皿1枚を、食洗機(パナソニック(株)、型番「NP-P45M2PS」ビルトインタイプ)の最も右側に汚れを塗った面が内側になるようにして立てて置き、その左側に汚れを塗っていない陶器皿を2枚立てて置いた。
(ii)実施例及び比較例の固体洗浄剤3gを前記食洗機の所定の投入口に投入後、標準コースにて洗浄を行った。
陶器皿表面に残った半熟乾燥卵黄の量を目視により、下記0〜5の6段階評価により判定を行った。結果を表1に示す。
(判定)
5:完全に洗浄されている。
4:若干汚れが残っているが、ほとんど洗浄できている(許容範囲内)。
3:大部分洗浄できているが、汚れが残っている。または、全体的に薄く残っている(許
容範囲外)。
2:少し洗浄できているが、大部分汚れが残っている
1:ほとんど洗浄できていない
0:全く洗浄できていない
実施例及び比較例の固体洗浄剤1.0gを予め40℃に温調した1,000mLの水道水に加え、350rpmで10及び15分間攪拌した後の状態を目視で評価した。結果を表1に示す。
(判定)
E:撹拌開始から10分後に均一な溶液が得られた。
G:撹拌開始から15分後に均一な溶液が得られた。
P:撹拌開始から15分経過後の溶液に溶け残りがあった。
実施例及び比較例の固体洗浄剤100gをポリプロピレン製容器に充填し、30℃,70%Rhの環境下で保存した後、目開き5.6mmの篩を通過させ、通過した重量を全重量で割ることにより篩通過率を求めた。篩透過率が高いほど、耐ケーキング性に優れていることを示す。結果を表1に示す。
篩通過率(質量%)=(篩を通過した重量/全重量)×100
造粒方法A:押出造粒
造粒方法B:圧縮成形
Claims (13)
- 下記工程1,2を含み、
工程1:下記一般式(1)で表される化合物(A成分)と、融点が50〜90℃である非イオン性界面活性剤(B成分)とをB成分の融点以上の温度で混合し、前記A成分が10〜90質量%、B成分が1〜50質量%である混合物を得る工程
(式中、Rは炭素数1〜12の炭化水素基を示し、M1、M2、M3は、それぞれ独立に水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、アルカノールアミン、及びアルキルアミンから選ばれる1種を示す。)
工程2:工程1で得られた混合物の造粒物を得る工程
前記B成分が、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルから選ばれる1種又は2種以上である、固体洗浄剤の製造方法。 - 前記B成分が、炭素数16〜18の脂肪酸のエステルである、請求項1に記載の固体洗浄剤の製造方法。
- 前記工程1において、炭素数3〜6の反応性不飽和基を有するカルボン酸又はその塩と炭素数2〜12のオレフィンとの共重合体を混合する、請求項1又は2に記載の固体洗浄剤の製造方法。
- 前記A成分100質量部に対するB成分の量が5〜70質量部である、請求項1〜3のいずれかに記載の固体洗浄剤の製造方法。
- 前記B成分の融点が60〜90℃である、請求項1〜4のいずれかに記載の固体洗浄剤の製造方法。
- 前記工程1で得られる混合物中のB成分の含有量が1質量%以上35質量%以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の固体洗浄剤の製造方法。
- 前記工程1における混合する温度が、B成分の融点+5℃以上、B成分の融点+50℃以下である、請求項1〜6のいずれかに記載の固体洗浄剤の製造方法。
- 前記工程2における造粒物を得る工程が、押出造粒する工程、又は、圧縮成形する工程である、請求項1〜7のいずれかに記載の固体洗浄剤の製造方法。
- 前記工程2における造粒物を得る工程が、押出造粒する工程である、請求項1〜7のいずれかに記載の固体洗浄剤の製造方法。
- 下記工程3を含む、請求項1〜9のいずれかに記載の固体洗浄剤の製造方法。
工程3:前記工程2で得られた造粒物と、酸素系漂白剤及びアルカリ剤の少なくとも1種とを混合する工程 - 固体洗浄剤中のB成分の含有量が、5質量%以上30質量%以下である、請求項1〜10のいずれかに記載の固体洗浄剤の製造方法。
- 前記成分Bが、Griffinの方法により求められるHLB値が16以上である非イオン性界面活性剤を除く非イオン性界面活性剤である、請求項1〜11のいずれかに記載の固体洗浄剤の製造方法。
- 固体洗浄剤が、衣料用、住居用又は食器洗浄機用の洗浄剤である、請求項1〜12のいずれかに記載の固体洗浄剤の製造方法。
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