JPH0631430B2 - 高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、洗剤固形物を解砕して造粒し、高嵩密度粒状
洗剤組成物を製造する方法に関する。

従来の技術 現在、粒状洗剤は主として噴霧乾燥法により製造されて
いる。噴霧乾燥法は、界面活性剤、ビルダーなどの洗剤
成分と添加水とを混合して水分35〜50wt％のスラリー状
としたのち、このスラリーを加熱して噴霧乾燥塔の加熱
空間に噴霧し、水分５〜10wt％、嵩密度0.3g／cc程度の
ビーズ状中空粒子とするものである。この方法によれば
中空で溶解性にすぐれた粒状洗剤が得られる反面、乾燥
によって30〜40％の水分を除去する必要があるため、多
大の熱エネルギーを消費するという問題点があり、ま
た、製造設備が大掛かりとなり、大きな設備投資も必要
であった。さらに、界面活性剤の含有量が高い洗剤の製
造あるいは熱で揮発したり分解する非イオン界面活性剤
などのような熱脆弱性物質の使用にも制約があり、ま
た、微粉体による粉塵も発生しやすく、完全にダストフ
リーの製品が得がたいなどの欠点を有していた。

噴霧乾燥法によらない粒状洗剤の製造方法としては、特
公昭46-7586公報、特開昭49-74703号公報、特公昭55-49
535公報などに、原料として予め結晶水を有する物質や
加熱により容易に溶融化する物質などを用い、熱的操作
を加えて結晶水の放出あるいは溶融化物の溶融を起さ
せ、これをバインダーとして数個〜数10個を凝集造粒さ
せる方法がある。

しかしながら、これらの方法では、得られる粒状洗剤の
粒度分布が広かったり、水への溶解性が劣るなどの弊害
があり、実用的に満足のいくものではなかった。

また、最近では特開昭60-72998号公報、特開昭60-72999
号公報に、アルキルベンゼンスルホン酸とアルキル硫酸
エステルの混合物を炭酸ナトリウムで中和する方法、ス
ルホン化物または硫酸化物を炭酸ナトリウムで中和して
40℃以下に冷却したのち、ゼオライトおよびその他の洗
剤成分とともに解砕する方法が提案されている。

しかしながら、この方法で得られた組成物は冷水への分
散溶解性が劣り、また、多量のゼオライトを粉末状で後
添加するために製品の発塵性が著しく、商品価値が劣る
などの問題点があった。

発明の目的 本発明は、乾燥エネルギーを著しく少なくするか全く用
いずに、発塵を有効に防止し、しかも冷水への分散溶解
性が飛躍的に改善された粒状洗剤を得ることを目的とす
る。

発明の構成 本発明の高嵩密度粒状洗剤組成物の製造方法は、アルキ
ルアリールスルホン酸を濃度40重量％以上の水酸化カリ
ウム水溶液で中和して得られた中和物と、他の洗剤成分
とを捏和、混合したのち解砕し、ついで、平均一次粒径
10μｍ以下の水不溶性微粉体でコーティングすることを
特徴とする 以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明では、界面活性剤として、アルキルアリールスル
ホン酸を濃度40重量％以上の水酸化カリウム水溶液で中
和した中和物が用いられる。アルキルアリールスルホン
酸の中和と解砕・コーティング工程を組み合わせて、無
乾燥ないし簡単な乾燥により高嵩密度粒状洗剤を製造す
るプロセスにおいて、中和剤としての水酸化カリウム
は、中和反応性に優れ、得られる粒状洗剤の冷水への溶
解性を特異的に改善する。これらの効果は、中和剤とし
て水酸化ナトリウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、
炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどを用いた場合には、
得ることができない。アルキルアリールスルホン酸カリ
ウムは、得られる粒状洗剤組成物中に少なくとも10重量
％含まれるように用いることが適当である。

中和に際して用いられる水酸化カリウム水溶液は、後に
他の洗剤成分と捏和、混合されて解砕される際に、不利
益なる水分量を持ち込まないような濃度である必要があ
り、40重量％以上、好ましくは45重量％以上の濃度であ
る。水酸化カリウムは、アルキルアリールスルホン酸１
モルに対し、1.0〜1.2モル混合するのが好ましい。

アルキルアリールスルホン酸の代表例としては、アルキ
ル基の炭素数が８〜18のアルキルベンゼンスルホン酸が
挙げられる。

また、この中和工程において、アリキルスルホン酸とと
もに、アルキル硫酸エステルなどの硫酸化物、あるいは
他のスルホン化物を用いることもできる。たとえば、
(a)アルキルアリールスルホン酸と(b)アルキル硫酸エス
テルとを併用する場合は、(a)/(b)＝1/0〜1/2の範囲で
用いることが好ましい。このように、アルキルアリール
スルホン酸に加えて他のスルホン酸または硫酸化物を用
いる場合は、アルキルアリールスルホン酸を中和するの
に必要な水酸化カリウムに加え、これら他のスルホン酸
等を中和するのに要する水酸化カリウムの追加量を使用
する。

ついで、得られた中和物と他の洗剤成分とを混合、捏和
する。他の洗剤成分としては、アニオン界面活性剤、ノ
ニオン界面活性剤、Ａ型ゼオライトに代表されるゼオラ
イト、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、粉末珪酸塩など
のビルダー、キレート剤、石けん、蛍光剤、カルボキシ
メチルセルロースなどの界面活性剤や洗剤用添加剤が用
いられる。

これらの中でも、α−オレフィンスルホン酸塩を配合す
ることにより、得られる高嵩密度粒状洗剤組成物の保存
安定性が向上し、保存時にブロッキングを起すことが防
止される。α−オレフィンスルホン酸塩としては、炭素
数12〜18のものが好適であり、塩としてはナトリウム
塩、カリウム塩などが用いられる。α−オレフィンスル
ホン酸塩は、上記効果を十分に発揮せしめるために、得
られる高嵩密度粒状洗剤組成物中に少なくとも５重量％
含まれるように配合することが好ましい。

また、ゼオライトは粒状洗剤組成物中に、５〜35重量％
含まれるように配合することが好ましく、より好ましく
は10〜30重量％である。ゼオライトは後工程における水
不溶性微粉体として使用されるものでもあるが、最終組
成物に含まれる量の70％以上、好ましくは80％以上を捏
和工程で加えて捏和物に含ませることが好ましい。捏和
工程におけるゼオライトの配合量が少ないと、得られる
捏和物が柔らかくなり、解砕に先立って捏和物の冷却が
必要となったり、解砕時に解砕助剤としてゼオライトの
ような粉体を多量に加える必要が生じたりする傾向があ
る。多量の解砕助剤を添加すると、発塵の問題が生じて
しまう。

捏和物のハンドリングを容易ならしめること、および後
工程の解砕原料としての特性を改善する観点から、捏和
に際しては、得られる捏和物の水分量が５〜15重量％と
なるように、水分調整をして各成分を混合することがよ
い。水分量が少なすぎると解砕時に粉末化して発塵しや
すく、一方、多すぎると解砕機内への付着が著しくな
り、解砕機内で溶融化するために連続運転が困難にな
る。なお、ここで水分量とは、ゼオライトなどの結晶水
をも含む量である。

ニーダーなどで均一捏和された洗剤原料緊密化物は、つ
いで、解砕機により解砕されて、造粒される。解砕時に
は、摩擦熱により砕料の温度が上がるので、冷風、たと
えば20℃以下の冷風を解砕機に導入して処理することが
好ましく、砕料１kg当り10以上の冷風を導入するのが
望ましい。

解砕は、解砕機自体にスクリーン分級、風力分級などの
分級機能を具えた解砕機を用いるか、あるいは解砕物を
篩などで分級して目的外粒度物をリサイクルするなどし
て、狭い範囲の粒度分布に造粒することが望ましく、た
とえば、平均粒径が300〜2000μｍに造粒される。解砕
機としては、たとえば、多段の回転解砕刃を有し、砕料
が360°解放スクリーンを通して排出されるようなもの
が用いられ、これはスクリーンの目開きの調整により任
意の上限粒径を設定することができ、かつ、砕料の解砕
室内での滞留時間を短くすることにより過粉砕を防止
し、微粉量が著しく少ないシャープな粒度分布を得るこ
とができる。このような解砕機の具体例としては、スピ
ードミルＮＤ−30型（岡田精工（株））が挙げられる。
もちろん、解砕機としてはこれに限定されず、適宜のも
のが使用できるが、解砕室内に冷風導入可能なものが望
ましい。また、解砕に際しては、粉体炭酸ナトリウムな
どの解砕助剤を添加することもできる。

解砕によって得られた造粒品は、ついで、水不溶性微粉
体でコーティングされて表面改質が施される。なお、本
発明の水不溶性微粉体には、水難溶性微粉体も含まれ
る。

水不溶性微粉体としては、平均一次粒径10μｍ以下、好
ましくは４μｍ以下のものが用いられる。粒径が大きす
ぎると、均一にコーティングされず、その結果、流動性
や保存安定性が改善されない。

コーティング装置としては転動式、流動層式、混合式な
どのいずれもが用いられ、造粒品の表面に水不溶性微粉
体が付着する。コーテイングに際しての水不溶性微粉体
の添加量は、造粒品に対して0.5〜５重量％が好適であ
る。水不溶性微粉体の具体例としては、ステアリン酸カ
ルシウム、ステアリン酸マグネシウム、Ａ型ゼオライト
などのアルミノ珪酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシ
ウム、珪酸マグネシウム、二酸化珪素（ホワイトカーボ
ン）、二酸化チタンなどが挙げられる。このようにコー
ティングすることにより、洗剤粒子間の付着が抑制され
て保存によるブロッキングが防止される。また、微粉体
のコーティングにより表面物性が改質され、流動性が良
好になるとともに、余剰の水分が粒子内にとどまり、溶
解性が改善され、冷水への溶解性も実用上十分なものと
なる。

さらに、以上のようにして得られた粒状洗剤は、香料な
どの微量成分を添加して、そのまま製品としてもよい
し、マルメライザー（不二パウダル（代））や、気流に
同伴させてサイクロン状の装置に導き壁面と接触させる
などして整粒し、粒子形状を略球状に均一化したり、若
干の温風乾燥により水分調整することもできる。

発明の効果 本発明の製造方法によれば、乾燥エネルギーを全くある
いは殆ど用いることのない省エネルギープロセスで粒状
洗剤を得ることができ、得られた粒状洗剤は流動性が良
好で優れた粉体特性を有する。また、噴霧乾燥物と異な
り中空品でないことから嵩密度が大きく（たとえば、0.
7ｇ／cc程度以上）、活性剤含有量を多くすることがで
き、しかも、冷水への溶解性が良好で、粒状洗剤として
の使用に際して要求される溶解特性を十分に満足する。

実施例１ 下記の割合で、無脈動ポンプを使用してスタティックミ
キサー（東レ製、SWJ25-12）に導入し、中和して高濃度
ドデシルベンゼンスルホン酸カリウムを製造した。

ドデシルベンゼンスルホン酸 17.9Kg/Hr （有効成分96％） 水酸化カリウム 7.1Kg/Hr （固形分48％水溶液） 得られた中和物は、有効成分82％で、中和反応率は99％
以上であった。このとき、中和反応熱による中和物の色
調劣化を防ぐため、10℃のジャケット冷却水を５／mi
nで流した。中和品排出温度は50℃で低濃度中和（有効
成分35％水溶液中での中和）と同等の色調のものが得ら
れた。

他の洗剤成分として下記の組成でリボンミキサーにて粉
体混合し、粉体定量供給機に投入した。

他の洗剤成分 α−オレフィンスルホン酸 ソーダ（有効成分96％） 21.8wt% Ａ型ゼオライト（固形分80％） 35.0wt% 粉末珪酸ソーダ（固形分78％） 25.1wt% 炭酸カリウム（固形分95％以上） 7.3wt% 炭酸ナトリウム（固形分95％以上） 7.3wt% 石けん、蛍光剤、カルボキシ メチルセルロース 3.5wt% ついでこの粉体混合物と、前記のドデシルベンゼンスル
ホン酸カリウムをニーダー（栗本鉄工KRCニーダー＃２
型）に下記の割合で導入し、排出口より均一な捏和物を
得た。

ドデシルベンゼンスルホン酸 カリウム 25.0kg/Hr 粉体混合物 71.4kg/Hr 得られた均一捏和物は暑さ３mm、幅50mmのシート状で温
度は50〜55℃であった。

これを解砕し易くするためペレッター（不二パウダル
ペレッターダブルEXDF-60）に投入し、５mmφ×５mmの
円柱状ペレットにした。ペレット品温度は捏和品と変わ
らず、50〜55℃で排出された。このペレットを解砕機
（岡田精工スピードミルND-30）に定量フィードした。
この際、この砕料と共に15℃の冷風を15／砕料kgの比
率で導入した。解砕機は、径15cmの解砕刃をクロス４段
で3000rpmで回転し、スクリーンは２mmφ、開孔率20％
のパンチングメタルを用いた。

次に得られた解砕品97重量部と平均一次粒径３μｍのＡ
型ゼオライト３重量部を転動ドラム（Ｄ＝30cmφ，Ｌ＝
60cm）に定量フィードし、30rpm，溜留時間５分でコー
ティングし、高嵩密度粒状洗剤組成物を得た。

得られた粒状洗剤組成物および特性を後記の実施例およ
び比較例とともに第一表に示す。また、噴霧乾燥により
得られた市販の粒状洗剤についても、参考例として示し
た。

ここで球形度、発塵量、保存安定性および冷水への溶解
性は次のようにして評価した。

球形度 光学顕微鏡にて１つの粒子の短径と長径を測定し、その
比率を粒子の球形度とし、この測定を約1000粒に対して
行ったときの平均値。

発塵量 底部に100メッシュスクリーンを付けたガラス管（直径5
0mm、高さ500mm）の底部からブロワーにより送気し、こ
れをガラス管上部からグラスファイバーを充填したダス
トコレクター（直径30mm）に導くようにした測定装置を
用いた。ガラス管内に得られた粒状洗剤30gを投入し、
ブロワーにより60％RH以下の乾燥圧縮空気をガラス管内
に風量30/minで１分間送気した。

ついで、ダストコレクターを取りはずして秤量し、予め
計量した試験前の重量からダストコレクターの重量増加
を求め、以下の式から発塵量を導いた。

保存安定性 粒状洗剤組成物を、660m(11×４×15cm)のネオサンド
カルトンに９割（容量比）充填し、のり付けした後、35
℃−85％RHの雰囲気中で７日間保存し、開封して６メッ
シュスクリーンの通過量を測定し、以下の基準で経日安
定性を評価した。

○…未通過量10％以下 △…未通過量10〜30％ ×…未通過量30％以上 冷水への溶解性 ナイロントリコットの袋（５cm×10cm）に粒状洗剤組成
物を25g採取し、上部をゴムでしばり、洗剤入袋を作成
する。

ついで、下記の洗濯機に洗剤入袋を投入し、２分間静置
した後、５分間洗濯機を回す。

洗濯機 日立 PS-5300 青空 水温 ５℃ 水量 ３０ 被洗布 綿 1.5kg 洗剤の入っていた袋を洗濯機より取り出し、袋ごと乾燥
機に移し、105℃で３時間乾燥し、下記の式より不溶分
を測定する。

実施例２ 実施例１の解砕品を、平均一次粒径４μｍの炭酸カルシ
ウム３重量部を用いて実施例１と同様にコーティングし
て粒状洗剤組成物を得た。

実施例３ 実施例１の解砕品を、平均一次粒径0.3μｍの二酸化珪
素1.5重量部を用いて実施例１と同様にコーティングし
て粒状洗剤組成物とした。

実施例４ 実施例１と同様にコーティングしたのち、さらにマルメ
ライザー（不二パウダル製、Q-400）で５分間整粒し
た。

実施例５ 実施例１において、他の洗剤成分中からα−オレフィン
スルホン酸ソーダを除いた以外は、実施例１と同様にし
て粒状洗剤を得た。

比較例１ 実施例１の解砕品を、平均一次粒径15μｍの炭酸カルシ
ウム５重量部を用いて実施例１と同様にコーティングし
た。

比較例２ 実施例１のドデシルベンゼンスルホン酸中和用のアルカ
リとして、48％水酸化ナトリウム水溶液を用いて中和
し、以後、捏和、解砕、コーティングは実施例１と同様
にして粒状洗剤製造した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルキルアリールスルホン酸を濃度40重量
   ％以上の水酸化カリウム水溶液で中和して得られた中和
   物と、他の洗剤成分とを捏和、混合したのち解砕し、つ
   いで、平均一次粒径10μｍ以下の水不溶性微粉体でコー
   ティングすることを特徴とする高嵩密度粒状洗剤組成物
   の製造方法。