JPH0816235B2

JPH0816235B2 - 高嵩密度洗剤組成物の製造方法

Info

Publication number: JPH0816235B2
Application number: JP61298455A
Authority: JP
Inventors: 一雄永合; 信一福留; 雄二田井; 昌允中村
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPS63150392A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、溶解性に優れた高嵩密度洗剤組成物を、高
収率で、かつ、工業的に大量生産する方法に関する。

従来技術現在市販されている衣料用洗剤としては、噴霧乾燥品
が主流を占めている。この洗剤は、噴霧乾燥法により平
均粒径200〜800μｍ程度のビーズ状中空粒子とされてお
り、嵩密度が0.3g/cc程度と低くなる。しかし、噴霧乾
燥洗剤は、輸送コストがかさむ上に、保管・陳列にもか
なりのスペースが必要であり、さらに一般家庭において
も置き場所に困ったり、計量しにくいという問題があっ
た。

これに対し、従来の噴霧乾燥洗剤の欠点を解消し、濃
縮化することにより少ない洗剤使用量で洗浄が可能な高
嵩密度粒状洗剤の組成や製造方法が提案されている（特
開昭60−72998号公報、同60−72999号公報、同60−9669
8号公報、同61−69899号公報、同61−76597号公報）。

特開昭61−69899号公報には、噴霧乾生成物を圧密成
形後、表面改質剤の存在下で粉砕造粒処理して高嵩密度
粒状洗剤を製造することが提案されている。

しかし、この方法で得られる粒状洗剤では冷水への溶
解性が劣り、製造時および製品の発塵性が著しく商品価
値が劣るという問題があった。

また、特開昭51−67302号公報には、噴霧乾燥物をマ
ルメライザーで後処理し、嵩密度を増大させることが提
案されている。しかし、この洗剤組成物は溶解性が劣
り、かつ、界面活性剤含有量が低く（25％以下）、消費
者のメリットが乏しい。一方、界面活性剤の含有量を増
加させた場合には、流動性が劣り、装置への付着が生じ
て工業的製造方法として好ましくない。

発明の目的本発明は、溶解性が改善され、外観および粉体物性が
優れた高嵩密度洗剤を、高収率で、工業的に製造する方
法を提供するものである。

発明の構成本発明の高嵩密度洗剤組成物の製造方法は、アニオン
界面活性剤30〜45重量％と、ゼオライトおよび炭酸塩か
らなる洗剤用ビルダー45〜65重量％を含む洗剤原料組成
物のスラリーを噴霧乾燥して得た乾燥物とノニオン界面
活性剤とを、アニオン界面活性剤／ノニオン界面活性剤
＝20/1〜3/1（重量比）の範囲で強力な剪断力の下で均
一に混合・捏和し、ついで、該捏和物をスクリーン分級
機能を有したカッターミル型の破砕機を用い、スクリー
ン穴径の大きい破砕機から小さい破砕機へ順次供給して
多段破砕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、まずアニオン界面活性剤30〜45重量％、
好ましくは35〜40重量％と、ゼオライトおよび炭酸塩か
らなる洗剤用ビルダー45〜65重量％、好ましくは50〜60
重量％とを含む噴霧乾燥物を用意する。

アニオン界面活性剤の量が30重量％未満になると、活
性剤量が少なくなるので濃縮タイプである高嵩密度洗剤
としての長所がなくなり、また、45重量％を超えると製
造が困難となる。

アニオン界面活性剤としては、例えば、α−オレフィ
ンスルホン酸塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、石けんな
どが好適に用いられ、塩としてはナトリウム塩、カリウ
ム塩等である。

アニオン界面活性剤、ゼオライト、炭酸塩の他に、任
意成分として重炭酸塩、蛍光剤、色素、硫酸塩、亜硫酸
塩などを用いることができる。珪酸塩は、経日による溶
解性劣化原因となるため、使用しないか、使用量を抑え
ることが望ましい。

噴霧乾燥は、常法により行なうことができ、上記洗剤
成分100重量部に対して50〜100重量部の水を含む洗剤ス
ラリーを、向流式噴霧乾燥塔で乾燥することにより行な
われる。直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩は、スラリ
ーの調整の際に、NaOHまたはKOHを用いて配合槽中で直
接に直鎖アルキルベンゼンスルホン酸を中和することが
望ましい。

得られる噴霧乾燥物の水分は、上記洗剤成分100重量
部に対して10重量部以下とすることが、後工程でのハン
ドリングを考慮した粉体物性の面から好ましい。

ついで、噴霧乾燥物とノニオン界面活性剤とを均一に
混合・捏和して捏和物とする。

ノニオン界面活性剤としては、次のものが好適に用い
られる。

（１）：平均炭素数８〜18の一級または二級アルコール
にエチレンオキサイド（EO）を平均８〜30モル付加させ
たEO付加型ノニオン界面活性剤。

（２）：平均炭素数８〜18の一級または二級アルコール
にEOを平均８〜20モルおよびプロピレンオキサイド（P
O）を平均３〜15モル付加させたEO−PO付加型ノニオン
界面活性剤。

EO付加型ノニオン界面活性剤は、そのEO付加モル数が
８に満たないと溶解性向上効果に乏しく、一方、30モル
を超えると捏和が困難となり、製造上好ましくない。EO
−PO付加型ノニオン界面活性剤についても同様であり、
EOやPOの付加モル数が少なすぎると製造上の不都合が生
じる。EO付加型ノニオン界面活性剤の好ましい、EO付加
モル数は10〜20であり、また、EO−PO付加型ではEO＝８
〜15、PO＝５〜15の付加モル数のものが好ましい。

さらに、（ｂ）ノニオン界面活性剤は、噴霧乾燥物中
の（ａ）アニオン界面活性剤に対して、（ａ）／（ｂ）
＝20/1〜3/1、好ましくは10/1〜4/1の割合で配合するこ
とが必要である。この値が20/1未満では溶解性向上効果
が乏しく、一方、3/1を超えると起泡力が低下して好ま
しくなく、また、製造も困難となる。

ノニオン界面活性剤による溶解性改善効果を十分に発
揮させるためには、噴霧乾燥物中のアニオン界面活性剤
と微視的に均一混合することが必要である。そこで、噴
霧乾燥物とノニオン界面活性剤とは、強力な剪断力のも
とで均一に混合・捏和される。この混合・捏和はニーダ
により行なうことができ、連続ニーダが好適である。特
に、後段の破砕工程において、破砕機への負荷を軽減す
るためには捏和物をペレット化して供給することが好ま
しいことから、均一捏和とペレット化との両機能を具え
たニーダーが好ましく、例えば、栗本鉄工所（株）か
ら、KRCニーダーとして市販されている。

通常の押出機は、圧力はかかるものの均一混合という
点では不十分であり、十分な溶解性改善効果が得られな
い。

また、この混合捏和工程において、噴霧乾燥物および
ノニオン界面活性剤の他に、さらに前述した任意成分を
添加することもできる。なお、ノニオン界面活性剤は熱
安定性が劣るため、洗剤スラリーに配合して噴霧乾燥す
ることは不適当であり、捏和工程において添加すること
が好適である。

得られた捏和物は、スクリーン分級機能を有したカッ
ターミル型の破砕機を用い、スクリーン穴径の大きい破
砕機から小さい破砕機へ順次供給して多段破砕される。

スクリーン穴径の大きいカッターミルタイプの破砕機
から小さい穴径のものに順次供給し、目的粒径の造粒物
となるまで多段破砕することにより、破砕機投入前後の
平均粒子径比が小さくなり、過度な破砕を受けず、微粉
量が減少して収率が向上する。

また、過度な破砕を受けないことと、破砕室内での円
心効果（整粒）を多く受けることが相まって、シャープ
な粒度分布をもち、偏平粒子や針状粒子がほとんどない
形状の改善された破砕造粒物が得られ、商品価値の高い
高嵩密度洗剤の造粒方法として工業的に有効な方法であ
る。

さらに、多段破砕造粒に用いるのと同じ数の破砕機を
従来技術の一段破砕方法として並列に並べた場合と比較
して、破砕能力を向上させることができる。この場合に
各段の破砕機において、破砕機の出入口での平均粒子径
比を適切な値に設定し、必要な破砕の程度（小粒径化）
量を各段に割り振ることにより、破砕能力をよりいっそ
う効果的に改善することができる。

捏和物はカッターミルによる破砕に先立って、前述の
連続ニーダーや押出し成形等によりペレットにすること
が適当である。ペレットの径は２〜10mm^φであり、好ま
しくは４〜7mm^φである。ペレット径が小さくなりすぎ
ると、押出し圧力の上昇により押出し機に取付けられた
ダイスの変形等のトラブルの原因となる。一方、ペレッ
ト径が大きすぎると、破砕機への負荷が増大する。ま
た、ペレットの長さは、ペレット切断用ナイフへの付着
や破砕機への負荷を考慮すると、５〜30mmが適当であ
り、好ましくは５〜15mmである。

ペレットは、分級スクリーンを有したカッターミルタ
イプの破砕機で多段に破砕されて、破砕造粒される。

最終破砕造粒物の平均粒径は300〜1500μｍが良好
で、好ましくは500〜1000μｍである。粒径が大きいと
洗濯中での溶解性が遅くなり、布付着、洗浄力低下の問
題が生じ、逆に小さいと微粉の増加による発塵量の増大
と破砕収率の低下につながる。

カッターミルタイプの破砕機としては、多段の回転破
砕刃を有し、360゜解放スクリーンを通して破砕物が排
出されるものであり、例えば、ニュースピードミル（岡
田精工（株））として市販されている。スクリーンの開
口径を調整することにより任意の上限粒径を設定するこ
とができる。

スクリーンは、金網タイプ、ヘリンボンタイプ、パン
チングメタルタイプなど特に限定されないが、スクリー
ン強度、破砕物の形状を考慮すると、パンチングメタル
が好ましい。

高嵩密度洗剤の多段破砕における破砕能力は、破砕機
が直列に接続されるため、大能力で且つ各段共通となる
ようにすることが好ましい。これを実現するためには、
スクリーン穴径の選定により得られる破砕機入口、出口
の平均粒子径の比に最適な値があることが見出された。

破砕処理開始時の平均粒子径と所望する破砕造粒物の
平均粒子径とが設定されると、これに従っておのずと破
砕段数が決定される。そのとき、スクリーン穴径と得ら
れる破砕物の平均粒子径との関係を予め実験で求めてお
けば、さらに効果的である。

また、上記関係からも判るように、大きい粒子径では
粉体表面積が小さく粉砕機にかかる負荷も小さいので、
入口−出口での平均粒子径の比が広くとれる。そこで、
多段破砕に際しては、上段の破砕機で可能な限り破砕粒
径を小さくすることが望ましい。

多段破砕に際しては、各段毎の破砕機の排出口に篩を
設け、所望粒度の破砕物のみを次段の破砕機に供給する
こともできるが、篩の目詰まり、系の複雑化、据付面積
の増加の点で不利である。そこで、１段目の破砕機から
の排出物（破砕物）をそのまま２段目（さらには順次３
段目以降）の破砕機に供給する直結型が好ましい。

破砕に際しては、破砕助剤を添加することが好まし
い。破砕助剤は一般に粉砕助剤（grinding aid）として
知られており、粉砕機中に少量添加することにより、粉
砕動力の低減、粉砕粒度の改善、粉砕製品の性状の改善
などの作用を有する。

破砕助剤の粒度は50μｍ以下が好適であり、好ましく
は20μｍ以下である。また、添加量は粉砕量に対して0.
5〜10重量％が好適である。破砕助剤の種類としては、
ステアリン酸塩、Ａ型ゼオライト等のアルミノ珪酸塩、
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、二酸化チタン、微粉砕された炭酸ナト
リウム、硫酸ナトリウムが望ましい。これらの破砕助剤
が破砕物表面に付着し、破砕物の表面活性を低下させる
ことにより、破砕機への付着防止およびこれに伴なう破
砕動力の低減や、破砕物の流動性改善が図られる。

助剤の添加方法としては、予め破砕前に混合する方法
と、多段破砕の１段目に必要量の全量を一括添加する方
法と、多段毎に分割添加する方法とがある。いずれを選
定するも任意であるが、助剤効果および経済性の点で一
括添加が望ましい。さらに、破砕機同士を直結し、各段
間を密閉する系とすることにより（密閉直結型）、助剤
の損失が少なくなり、少量の助剤添加量で効果的に作用
させることができる。

破砕熱により破砕物が軟化して破砕機に付着すること
を防止するために、破砕機内へ冷風を導入することが望
ましい。冷風温度は10〜25℃が適当であり、好ましくは
15〜20℃である。また、冷風量は0.1〜5m³/kg（破砕
物）が適当である。冷風量が多すぎると、破砕物の温度
が著しく低下し破砕物が硬く脆くなるため、過粉砕とな
り微粉増加および形状劣化の原因となる。

冷風の導入方法としては、１段目への必要量の一括導
入、各段への分割導入のいずれでもよい。また、破砕機
より排出された冷風は、粉体と分離した後にリサイクル
することが経済性から見て得策である。

得られた破砕造粒粒子はさらに粉体特性を改善するた
めに、水不溶性粉体でコーティングしてもよい。

発明の効果本発明に従うと、冷水への溶解性が良好でかつ、製品
形状が球に近く、粉体物性および外観に優れた高嵩密度
の粒状洗剤を、高収率で大量生産できるので、工業的な
製造方法として好適である。

実施例下記組成物を、スラリー水分が45％になるように調整
した後、向流式噴霧乾燥塔を用い水分５％まで乾燥し
た。使用した熱風の温度は380℃であった。

Ｃ_14〜18α−オレフィンスルホン酸Na 12重量部直鎖アルキル（Ｃ_10〜14）ベンゼンスルホン酸Na 8重量
部直鎖アルキル（Ｃ_10〜14）ベンゼンスルホン酸Ｋ16重量
部ゼオライト 26重量部炭酸ナトリウム 15重量部炭酸カリウム 15重量部亜硫酸ナトリウム 3重量部蛍光剤、その他 5重量部得られた噴霧乾燥物は、平均粒径350μｍ、嵩密度0.3
5g/cc、安息角45゜と流動性も良好であった。

ついで、上記噴霧乾燥物、重炭酸ナトリウム、青色色
素を添加したノニオン界面活性剤（炭素数12〜13の一級
アルコールにエチレンオキサイド15モルを付加したも
の）および水を、下記割合で連続ニーダー（栗本鉄工
所、KRCニーダー＃２型）に導入し、緻密で均一な捏和
物を得た。

噴霧乾燥物 69.1kg/hr 重炭酸ナトリウム（粉体） 3.2kg/hr ノニオン界面活性剤 3.4kg/hr 水 4.3kg/hr ニーダーの排出口に、5mm^φの穴径を80個有した多孔
板（厚さ10mm）を設置し、捏和物を約5mm^φ×10mmの円
筒状ペレットとした。このペレットは、均一な青色を呈
しており、ノニオン界面活性剤と噴霧乾燥物、即ちアニ
オン界面活性剤とが均一に混合されていることが判る。

ニーダーのジャケットには５℃の冷水を流し、捏和熱
等の除去を図った。得られたペレットの温度は50℃であ
った。

得られたペレットを、２倍量（重量比）の15℃の冷却
空気とともに、破砕機（スピードミルND−10型、岡田精
工（株））へと導入した。このとき、同時に粉砕助剤と
して、平均粒径１μｍ（一次粒径）のゼオライト（水分
15％）を、ペレット100重量部に対して４重量部添加し
た。

破砕機は、長さ15cmのカッターをクロス４段で有して
おり、3000rpmで回転し、スクリーンは360゜パンチング
メタルからなっている。この破砕機を連続で３段接続
し、第１段の破砕機からの排出物（破砕物）を第２段の
破砕機に、ついで同様に第３段の破砕機に供給して多段
（３段）破砕した。パンチングメタルの穴径を、１段
目:3.5mm^φ、２段目:2mm^φ、３段目:1.5mm^φとした。

破砕機を３段通過した粒子を冷却空気から分離して製
品（高嵩密度洗剤）とした。

洗剤組成、製造性および製品性状を表−１に示した。

比較例１連続ニーダーを押出機（不二パウダル製；ペレッター
ダブルEXD−60型）に変更した以外は実施例１と同様に
して行なった。押出造粒物の色は不均一で、破砕機の２
段目以降に付着が生じて10分後に停止してしまった。採
取された少量サンプルの性状を表−１に示した。

実施例２実施例１において、後記表−１に示したように破砕機
の上限で運転した。

実施例３実施例１において破砕機を２段とし、１段目のスクリ
ーン穴径を2.5mm^φ、２段目を1.5mm^φとして能力の上限
で運転した。

実施例４実施例１において、ノニオン界面活性剤をＣ_12〜14２
級アルコールにEOを平均９モル、POを平均５モル付加し
たものに変更し、かつ、アニオン／ノニオン界面活性剤
比を表−１に示すように変更して、実施例２と同様にし
て高嵩密度洗剤を製造した。

比較例２実施例１において、破砕機として、スクリーン穴径1.
5mm^φのものを用い、能力の上限で破砕して運転した。

実施例５実施例１において、粉砕助剤に平均粒径約30μｍの炭
酸ナトリウムを用い、能力の上限で運転した。

比較例３下記の組成をスラリー水分が62％になるように調節し
た後、向流式噴霧乾燥塔を用い水分５％まで乾燥した。
使用した熱風温度は350℃であった。

C₁₄〜₁₆α−オレフィンスルホン酸Na 18重量部直鎖アルキル（C₁₀〜₁₄）ベンゼンスルホン酸Na 10重量
部直鎖アルキル（C₁₀〜₁₄）ベンゼンスルホン酸Ｋ 27重量
部ゼオライト 15重量部炭酸ナトリウム 8重量部炭酸カリウム 14重量部亜硫酸ナトリウム 3重量部蛍光剤、その他 5重量部得られた噴霧乾燥物は、平均粒径380μｍ、嵩密度0.2
9g/cc、安息角55゜であった。

ついで、上記噴霧乾燥物、重炭酸ナトリウム、青色色
素を添加したノニオン界面活性剤（実施例１と同様）及
び水を下記の割合で連続ニーダーに導入し緻密で均一な
捏和物を得た。

噴霧乾燥物 65.4重量部重炭酸ナトリウム（粉体） 3.2重量部ノニオン界面活性剤 7.1重量部水 4.3重量部以下この物を用いて実施例１と同様の方法・同一の粉
砕能力で粉砕を行った。

結果、破砕機の２段目以降で付着が生じ５分後に停止
してしまった。採取された少量のサンプルの性状を表−
１に示す。

比較例４下記の組成をスラリー水分が43％になるように調節し
た後、向流式噴霧乾燥塔を用い水分５％まで乾燥した。
使用した熱風温度は350℃であった。

C₁₄〜₁₆α−オレフィンスルホン酸Na 8重量部直鎖アルキル（C₁₀〜₁₄）ベンゼンスルホン酸Na 8重量
部直鎖アルキル（C₁₀〜₁₄）ベンゼンスルホン酸Ｋ 6重量
部ゼオライト 30重量部炭酸ナトリウム 25重量部炭酸カリウム 15重量部亜硫酸ナトリウム 3重量部蛍光剤、その他 5重量部得られた噴霧乾燥物は、平均粒径320μｍ、嵩密度0.3
8g/cc、安息角45゜であった。

噴霧乾燥物 69.1重量部重炭酸ナトリウム（粉体） 3.2重量部ノニオン界面活性剤 3.4重量部水 4.3重量部以下この物を用いて実施例１と同様の方法・同一の粉
砕能力で粉砕を行った。

結果、破砕は行えたが、60^＃passが28％と微粉が多た
め粉立ちしやすく流動性も悪かった。さらに、界面活性
剤の配合量が少ないため濃縮タイプである高嵩密度粒状
洗剤の長所がなくなる。

以上の結果を表−１に示した。

また、粒状洗剤の製品形状は実施例１〜４がいずれも
角が取れほぼ球形の形状であるのに対し、比較例２は偏
平あるいは針状の粒子が多く存在し、粒度分布もブロー
ドであった。

なお、溶解性は以下のようにして評価した。

溶解性ビーカーに25℃の水１を入れ、この中に電導度測定
用セルを挿入する。ついで、水中に各高嵩密度洗剤組成
物を0.83g添加し、低速スターラーを用い250rpmの速度
で撹拌して、添加した洗剤粒子の90％が溶解する時間を
電導度変化から測定して、溶解速度とした。ここで、電
導度計としてはHORIBA CONDUCTIVE METER DS−8F型を用
いた。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アニオン界面活性剤30〜45重量％と、ゼオ
ライトおよび炭酸塩からなる洗剤用ビルダー45〜65重量
％を含む洗剤原料組成物のスラリーを噴霧乾燥して得た
乾燥物とノニオン界面活性剤とを、アニオン界面活性剤
／ノニオン界面活性剤＝20/1〜3/1（重量比）の範囲
で、強力な剪断力の下で均一に混合・捏和し、ついで、
該捏和物をスクリーン分級機能を有したカッターミル型
の破砕機を用い、スクリーン穴径の大きい破砕機から小
さい破砕機へ順次供給して多段破砕することを特徴とす
る高嵩密度洗剤組成物の製造方法。