【発明の詳細な説明】
改善された安定性を有する高活性の界面活性剤ペーストを用いた
高密度洗剤製造方法
発明の分野
本発明は、一般的に、高活性の界面活性剤ペーストおよび他の洗剤成分から高
密度洗剤組成物を製造するための方法に関する。更に詳しくは、本発明は高活性
界面活性剤ペーストの安定性および貯蔵寿命が予想外に改善および維持された凝
集物の形態で、高密度洗剤組成物を生産する方法に関する。この方法は、高レベ
ルの活性洗浄界面活性剤を典型的に要する、現行コンパクト顆粒洗剤組成物の生
産に特に有用である。
発明の背景
近年、「コンパクト」であるため低使用量を有する洗濯洗剤について、洗剤産
業内でかなり興味がもたれている。これらのいわゆる低使用量洗剤の生産を容易
にするために、例えば650g/lまたはそれより高い嵩密度洗剤を生産する多
くの試みが行われてきた。低使用量洗剤はそれらが資源を保護することから現在
高需要であり、消費者により便利な小さなパッケージで販売することができる。
通常、洗剤顆粒または粉末が製造される方法には2つの主要タイプがある。第
一タイプの方法では、高度な多孔質の洗剤顆粒を生産するために、スプレー乾燥
タワーで水性洗剤スラリーをスプレー乾燥させる。第二タイプの方法では、様々
な洗剤成分が混合されてから、それらが凝集粒子自体の結合剤としても働くノニ
オン性またはアニオン性洗剤ペーストと凝集される。双方の方法において、得ら
れる洗剤顆粒の密度を左右する最も重要なファクターは、様々な出発物質の密度
、孔度および表面積と、それらの各化学組成である。しかしながら、これらのパ
ラ
メーターは制限された範囲内で変えうるだけである。そのため、実質的な嵩密度
の増加は、洗剤顆粒を高密度化させる追加加工ステップによるか、またはビルド
アップ凝集プロセスにより行えるだけである。
当業界では、洗剤組成物を生産するための凝集に関する方法でが多数知られて
いる。例えば、ミキサーでゼオライトおよび/または積層シリケートを混合して
自由流動性凝集物を形成させることにより洗浄ビルダーを凝集させる試みが行わ
れた。更にもう1つの例では、アルミノシリケートおよびカーボネートのような
乾燥粉末と凝集させて、パリパリした自由流動性の高密度洗剤凝集物にさせた、
高度に活性な粘弾性界面活性剤ペーストの形態で、出発洗剤物質を用いる。しか
しながら、現行の低使用量洗剤製品に適した高密度、高活性洗剤凝集物を生産す
るために用いられる高活性高粘弾性界面活性剤ペーストを取扱う上で、様々な問
題に出会う。具体的には、このような高活性界面活性剤ペーストは環境および操
作装置パラメーターに極端に敏感であり、それらすべてが洗剤凝集物を生産する
ときにペーストの輸送、貯蔵および加工を困難にさせる。
典型的には、界面活性剤ペーストは、脂肪アルコールが硫酸化され、その後ア
ルカリ物質(例えば、水酸化ナトリウム)で中和されるプロセスにより製造され
る。これは、特に主として(60重量%以上)活性界面活性剤と比較的少量の水
および助剤を含有した高活性界面活性剤ペーストを生産するために用いられると
き、極端にデリケートなプロセスである。得られた高活性界面活性剤ペーストは
、それらの環境、例えば装置(パイプ、バルブ、貯蔵タンクなど)の高温ゾーン
または「ホットスポット」と、ペーストに混入する7未満のpHを有した混入物
に対して極端に敏感である。高活性界面活性剤ペーストが1または2以上のこれ
ら環境ファクターに曝される場合には、このような高活性ペーストは加水分解反
応をうける傾向を有しており、そのとき界面活性剤はそのアルコール形に戻って
しまう。この加水分解反応は、副産物が残留界面活性剤と反応し続ける酸である
と
いう点で、自触媒反応である。加水分解のこの懸念は高界面活性剤ペーストの環
境感受性を特に悪化させ、現行コンパクト洗濯洗剤の大規模な商業的製造に必要
な時間(例えば2〜7日間)にわたりそれらを安定に保つことを困難にさせる。
界面活性剤ペーストの1重量%の加水分解でも、洗剤製品の大規模な商業的製造
では、大きな金額面の重要性を有することが、理解されるべきである。
この分野における典型的な先行技術の試みでは、ペーストが製造された後直ち
に界面活性剤粒子を形成させていた。しかしながら、これには「現場」粒子形成
装置を要するか、あるいは洗剤製造施設にまたはその近くに界面活性剤製造装置
の設置を要する。現在では、洗剤製造および界面活性剤ペースト製造工業は、ト
レンドとして増加しつつある商業的観点からだけでなく、物理的にも分離される
ようになった。そのため、現在の商業的環境を代表する洗剤製造施設から界面活
性剤製造作業を遠く離して配置して、より長時間にわたり安定である高活性界面
活性剤ペーストを有することが望まれるのである。
このような高活性界面活性剤ペーストの使用に伴う更にもう1つの問題は、そ
れらが輸送トラックまたは列車への出し入れと洗剤製造施設の貯蔵タンクへの出
し入れに際してポンプ作業する上で十分に低い粘度を有していなければならない
という、それらのレオロジー性質である。いかなる大きな温度変化も界面活性剤
ペーストの望ましくないゲル化または固化を招いて、製造費用および時間をかけ
ることがある。しかしながら、界面活性剤ペーストの異なるレオロジー性質が再
加熱でも生じることに注意されたい。
その点について、界面活性剤ペーストが加工される前にその貯蔵および輸送安
定性を維持させる上で含有されるカーボネートのような追加成分も、高活性界面
活性剤ペーストの粘弾性を増加させて、それを非常に加工しずらくさせる作用を
有している。加工上の困難性は界面活性剤ペーストの粘弾性の変化に起因して生
じ、比較的高価な高圧ポンプ、大きなパイプラインおよび短い輸送距離が洗剤製
造プロセスに導入されることを要する。結果的に、ペーストの貯蔵安定性がその
加工性を犠牲にせずに維持される方法を有することが望まれるのである。
したがって、当業界の上記開示にもかかわらず、現行コンパクト洗剤組成物の
大規模商業的製造を行えるように、十分な時間にわたり輸送および貯蔵中に十分
に安定である高活性界面活性剤ペーストから凝集洗剤組成物を生産する方法のニ
ーズが残されている。しかも、安価であって、低使用量またはコンパクト洗剤向
けの大規模生産施設中に容易に搬入できる、このような方法のニーズが残されて
いる。
背景技術
下記文献は界面活性剤ペーストに関する。Aouad らのWO93/18123(
Procter & Gamble)、Aouad らのWO92/18602(Procter & Gamble)、
Aouad らのEP508,543(Procter & Gamble)、Mueller らの米国特許第
5,152,932号、Strauss らの米国特許第5,080,848号(Procter
& Gamble)、Ofosu-Asanteらの米国特許第5,066,425号(Procter & Gam
ble)、Jolicoeur らの米国特許第5,045,238号(Procter & Gamble)、
およびVan ZornらのEP504,986(Shell)明細書。下記文献はスプレード
ライ顆粒を高密度化させることに関する:Appel らの米国特許第5,133,9
24号(Lever)、Bortolottiらの米国特許第5,160,657号(Lever)、John
son らの英国特許第1,517,713号(Unilever)、およびCurtisの欧州特
許出願第451,894号明細書。下記文献は凝集により洗剤を製造することに
関する:Beerseらの米国特許第5,108,646号(Procter & Gamble)、Ca
peciらの米国特許第5,366,652号(Procter & Gamble)、Capeciらの米
国特許第5,486,303号(Procter & Gamble)、Capeciらの米国特許第5
,489,392号(Procter & Gamble)、Hollingsworth らの欧州特許出願第
351,937号(Unilever)、およびSwatlingらの米国特許第5,205,
958号明細書。
発明の要旨
本発明は、高活性界面活性剤ペーストおよび洗浄ビルダーから洗剤凝集物を製
造する方法を提供することにより、上記ニーズを満たしている。界面活性剤ペー
ストが現行コンパクト洗剤製品の多数箇所大規模製造を容易にさせうるほど長時
間にわたり安定、流動性でかつ輸送可能であるという点で、この方法には大きな
利点がある。特に、高活性界面活性剤ペーストは、1つの施設で製造し、その後
貯蔵して、更に最終洗剤凝集物に加工するために、離れた施設に輸送することが
できる。
ここで用いられる、「混入物」という用語は、その方法で投入および凝集ステ
ップ前に貯蔵および輸送された際に、界面活性剤ペーストが接触する外来物質を
意味する。このような混入物の例には、硫酸、硫酸ナトリウム、脂肪アルコール
、鉄、クロムおよびニッケルのマルチカラー残留物があるが、それらに限定され
ない。界面活性剤ペーストに関してここに用いられる「安定」という用語は、界
面活性剤ペーストが中和界面活性剤を含有する処方を実質的に留めていて、加水
分解でそのアルコール形にかなり戻ったりしないことを意味する。界面活性剤ペ
ーストに関してここに用いられる「加工可能」という用語は、界面活性剤ペース
トが現行プロセスでそれを用いられるように望ましいレオロジー性質を留めてい
ることを意味し、典型的にはそれがPower Law Model について以下で詳述される
ような粘度を有することを意味する。ここに用いられる「凝集物」という用語は
、形成される凝集物よりも小さな平均粒度を典型的に有する洗剤顆粒または粒子
を凝集させることにより形成される粒子に関する。ここで用いられるすべてのパ
ーセンテージおよび比率は、別記されないかぎり、重量(無水ベース)によるパ
ーセンテージとして表示されている。すべての文献は、引用することにより本明
細書の開示の一部とされる。ここに記載されたすべての粘度は、別記されないか
ぎ
り、70℃(±5℃)および約10〜100sec-1の剪断速度で測定されている
。
本発明の一態様によると、洗剤凝集物の製造方法が提供される。その方法は、
下記(a)〜(e)のステップを含んでなる。(a)界面活性剤ペーストの重量
で、洗浄界面活性剤約70〜95%、水約5〜約30%と、界面活性剤ペースト
のpHが少くとも約10となるような過剰量の水酸化アルカリ金属を含有した、
非直線的粘弾性の界面活性剤ペーストを用意し、(b)界面活性剤ペーストが少
くとも48時間にわたり加工可能でかつ安定であるように、約50〜約80℃の
範囲内で界面活性剤ペーストの温度を調節し、(c)界面活性剤ペーストを高速
度ミキサー/デンシファイアー(densifier)中に投入し、(d)約1〜約70重
量%の洗浄ビルダーを高速度ミキサー/デンシファイアー中に投入し、および(
e)洗剤凝集物を形成させるために、最初に高速度ミキサー/デンシファイアー
で、その後中速度ミキサー/デンシファイアーで界面活性剤ペーストおよびビル
ダーを処理することにより、界面活性剤ペーストおよびビルダーを凝集させる。
本発明の高度に好ましい態様によると、洗剤凝集物のもう1つの製造方法が提
供される。その方法は、下記(a)〜(f)のステップを含んでなる。
(a)界面活性剤ペーストの重量で、C14-15アルキルサルフェート界面活性
剤およびC12-13直鎖アルキルベンゼンスルホネート界面活性剤の混合物約70
〜80%、水約15〜約20%、ポリエチレングリコール約2〜約8%と、界面
活性剤ペーストのpHが少くとも約11となるような水酸化ナトリウム約0.5
〜約1%とを含有した、非直線的粘弾性の界面活性剤ペーストを用意し、(b)
界面活性剤ペーストが少くとも120時間にわたり加工可能でかつ安定であるよ
うに、約65〜約70℃の範囲内で界面活性剤ペーストの温度を調節し、(c)
約1〜約50重量%の界面活性剤ペーストを高速度ミキサー/デンシファイアー
中に投入し、(d)約1〜約70重量%の洗浄ビルダーを高速度ミキサー/デン
シファイアー中に投入し、(e)洗剤凝集物を形成させるために、最初に高速度
ミキサー/デンシファイアーで、その後中速度ミキサー/デンシファイアーで界
面活性剤ペーストおよびビルダーを処理することにより、界面活性剤ペーストお
よびビルダーを凝集させ、および(f)洗剤凝集物を乾燥させる。
本発明は、ここに記載された方法に従い作られた洗剤凝集物を含んでなる洗剤
組成物も提供する。
したがって、現行コンパクト洗剤組成物の大規模商業的製造を行えるように、
十分な時間にわたり輸送および貯蔵中に十分に安定である高活性界面活性剤ペー
ストから凝集洗剤組成物を生産する方法を提供することが、本発明の目的である
。安価であって、低使用量またはコンパクト洗剤向けの大規模生産施設中に容易
に搬入できる、このような方法を提供することも、本発明の目的である。本発明
のこれらおよび他の目的、特徴と付随する利点は、好ましい態様の以下の詳細な
記載と添付された請求の範囲を読むことにより、当業者にとり明らかとなるであ
ろう。
好ましい態様の詳細な説明
通常、本方法は低使用量洗剤の生産に用いられ、それで得られた洗剤凝集物は
洗剤または洗剤添加物として使用することができる。特に、その方法は、顆粒低
使用量洗剤で活性レベルを高める目的から、混合物として用いられる「高活性」
(即ち、高界面活性剤レベル)洗剤凝集物を形成して、それにより更にコンパク
トな洗剤を得るために用いられる。
プロセス
本方法では、好ましくは少くとも650g/lの密度を有する、自由流動性高
密度洗剤凝集物を生産する。その方法によれば、比較的低い含水率を有する高活
性の粘弾性界面活性剤ペーストから、高密度洗剤凝集物が生産される。以前は、
ある高度に粘弾性で高活性の界面活性剤ペーストを加工および貯蔵することは、
特に温度の変動と性質上酸性である混入物に対するそれらの感受性からみて問題
であった。理論に拘束されないが、このような温度の変動と酸性混入物によって
界面活性剤ペーストの自触媒加水分解反応が生じ、それによって、この界面活性
剤ペーストが再加工できないアルコール水溶液に実質的に戻ってしまうと考えら
れる。したがって、最適な選択された温度範囲と混入物のpH範囲は、現行コン
パクト洗剤製品に用いられる望ましい洗剤凝集物を生産するために調節しなけれ
ばならないことがわかった。
その方法の第一ステップでは、高密度洗剤凝集物を生産する上で用いられる多
くの高度に活性で高度に粘弾性なペーストに特徴的な、非直線的粘弾性の界面活
性剤ペーストが用意される。「非直線的粘弾性」という語句は、ペーストが非直
線的な流動速度特性を有して、粘弾性流体挙動を示すこと、即ちそれが流動中に
チューインガムなどのように伸縮できることを意味する。今まで、このような非
直線的粘弾性界面活性剤ペーストは、加工して、安定に保つことが非常に困難で
あった。好ましくは、界面活性剤ペーストは、界面活性剤ペーストの重量で、約
70〜約95%、更に好ましくは約70〜約85%、最も好ましくは約70〜約
75%の洗浄界面活性剤を含んでなる。
好ましい態様において、界面活性剤ペーストは、約1:1〜約5:1(AS:
LAS)の重量比で、C14-15アルキルサルフェート(「AS」)およびC12-13
直鎖アルキルベンゼンスルホネート(「LAS」)界面活性剤の混合物である。
もう1つの好ましい態様では、約3:1のC14-15アルキルサルフェート対C12- 13
直鎖アルキルベンゼンスルホネートの重量比を有する界面活性剤ペースト混合
物を考えている。他の任意の界面活性剤系では、ペースト中に純粋なASまたは
純粋なLAS界面活性剤と、アルキルエトキシサルフェート(「AES」)系を
含むが、そこではAESはペースト中で唯一のまたは1つの界面活性剤である。
界面活性剤ペーストは、ペーストの約5〜約30重量%、更に好ましくは
約15〜約25%、最も好ましくは約15〜約20%の水も含有する。加えて、
ペーストは、ペーストの約0.1〜約10重量%、更に好ましくは約1〜約8%
、最も好ましくは約2〜約8%のポリエチレングリコールを含有する。界面活性
剤ペーストは、ペーストの約0.01〜約5重量%、更に好ましくは約0.1〜
約1%、最も好ましくは約0.5〜約1%の水酸化アルカリ金属、好ましくは水
酸化ナトリウムも含有する。未反応アルコール、サルフェートなどのような副成
分も界面活性剤ペースト中に含有されているが、これらの量を最小に保つことが
好ましい。
その方法の次のステップでは、界面活性剤ペーストは約50〜約80℃、更に
好ましくは約60〜約75℃、最も好ましくは約65〜約70℃の温度範囲内に
調節される。好ましくは、その調節ステップでは少くとも48時間、更に好まし
くは少くとも72時間、最も好ましくは少くとも170時間にわたり界面活性剤
ペーストを安定に維持するかまたは保っておく。こうして、望ましくない加水分
解反応をうける、および/または高粘度のような許容しえないレオロジー性質の
せいで輸送および加工しずらい、界面活性剤ペーストの存在可能性は排除される
。
更に、界面活性剤ペーストは、酸と反応したときにガスを発生する物質を実質
的に含まないことが好ましい。このような物質には、カーボネート、ペルカーボ
ネート、ペルボレート、または酸性物質との接触でガスを発生する他の物質があ
る。理論に拘束されるつもりはないが、界面活性剤ペーストがこのようなガス発
生物質を含有していると、それは酸性混入物質と反応してガスを発生させ、それ
が残留する界面活性剤ペースト中に広がって、酸性混入物がペースト内を横切っ
て動くことのできる「チャンネル」または「通路」を形成すると推定される。こ
れは、全体的界面活性剤ペースト組成物に影響を与えないほんの小さな隔離され
た加水分解現象とは違って、界面活性剤ペースト全体の加水分解反応を促進させ
る。しかもこの点では、約7未満のpHを有する混入物質を実質的に含まないよ
うに界面活性剤ペーストを維持することが本方法では好ましい。
本方法の次のステップでは、界面活性剤ペーストは高速度ミキサー/デンシフ
ァイアー(例えば、Loedige Recycler CB30)中に投入され、そこで典型的
には300rpm〜約2500rpm範囲で操作する。このステップでは、約2
5〜約65重量%、更に好ましくは30〜約60%、最も好ましくは約35〜約
55%の界面活性剤ペーストが、凝集物を作るために本方法で用いられる。更に
、約1〜約70重量%、更に好ましくは約5〜約70%、最も好ましくは約50
〜約70%の洗浄ビルダーが高速度ミキサー/デンシファイアーに投入される。
他のビルダーも後で記載されるように本方法で用いてよいが、アルミノシリケー
トビルダーが好ましい。
界面活性剤ペーストおよびビルダーは、洗剤凝集物を形成させるために、最初
に高速度ミキサー/デンシファイアーで、その後中速度ミキサー/デンシファイ
アー(例えば、100〜300rpm範囲で作動する大きな中心シャフトを有す
るLoedige Recycler KM300「Ploughshare」)でペーストおよびビルダーを処理す
ることにより凝集される。高速度ミキサー/デンシファイアーでまたは中速度ミ
キサー/デンシファイアーとして使用に適した他の装置はCapeciの米国特許第5
,366,652号明細書に記載されており、その開示は引用することにより本
明細書の開示の一部とされる。場合により、後で記載されるような他の慣用的洗
剤成分も、完全処方洗剤凝集物を作るために、高速度ミキサー/デンシファイア
ーおよび/または中速度ミキサー/デンシファイアー中に投入することができる
。
界面活性剤ペースト、ビルダーおよび他の任意の出発洗剤物質は、更にビルド
アップ凝集のために中速度ミキサー/デンシファイアーに送られて、少くとも6
50g/l、更に好ましくは約700〜約900g/lの密度を有する凝集物と
なる。好ましくは、高速度ミキサー/デンシファイアー(例えば、Loedige Recy
cler CB30ミキサー/デンシファイアー)における界面活性剤ペースト
および他の出発洗剤物質の平均滞留時間は約1〜30秒間であるが、低または中
速ミキサー/デンシファイアー(例えば、Loedige Recycler KM300「Ploughshare」
ミキサー/デンシファイアー)における滞留時間は約0.25〜10分間である
。
不可避的に、中速度ミキサー/デンシファイアーから出てくる凝集物のうちあ
る量は規定された粒度範囲より下であるが、場合により分離して、更にビルドア
ップ凝集のため高速度ミキサー/デンシファイアーに戻してリサイクルすること
ができる。その点について、これらのいわゆる小さすぎる凝集物または「微細物
」は洗剤凝集物の約5〜約30重量%である。
本発明の方法により生産された洗剤凝集物の粒子孔度は、好ましくは約5〜約
20%の範囲、更に好ましくは約10%である。上記孔度および粒度の組合せで
あれば、650g/lまたはそれより大きい密度値を有する凝集物となる。この
ような特徴は、低使用量洗濯洗剤と皿洗い組成物のような他の顆粒組成物の生産
に特に有用である。
本方法では、望ましい洗剤凝集物の生産を容易にするために、凝集ステップで
用いられたミキサー/デンシファイアーで追加ビルダーをスプレーするステップ
を含めることができる。結合剤は、洗剤成分に「結合」または「粘着」剤を入れ
ることにより、凝集性を高める目的で加えられる。結合剤は、好ましくは水、ア
ニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、ポリエチレングリコール、ポリア
クリレート、クエン酸およびそれらの混合物からなる群より選択される。ここに
掲載されたものを含めた他の適切な結合剤物質はBeerseらの米国特許第5,10
8,646号明細書(Procter & Gamble)に記載されており、その開示は引用す
ることにより本明細書の開示の一部とされる。
本方法により考えられるもう1つの任意ステップでは、中速度ミキサー/デン
シファイアー後に洗剤凝集物を乾燥することにより、洗剤凝集物をコンディショ
ニングする。更にもう1つの任意ステップでは、凝集物の流動性を高める(即ち
、
ケーキングを減少させる)目的で、洗剤凝集物が中速度ミキサー/デンシファイ
アーを出る前または出た後で、洗剤凝集物にコーティング剤(例えば、アルミノ
シリケート、カーボネート、サルフェートまたは他の乾燥粉末物質)を加える。
これは、添加物として用いるか、あるいは船積みまたは梱包しうる形でおけるよ
うに、洗剤凝集物のコンディションを更に高める。当業者であれば、様々な方法
が本発明の範囲から逸脱せずに排出された洗剤凝集物を乾燥および冷却させるた
めに用いられることがわかるであろう。例えば、流動層のような装置が乾燥のた
めに用いられ、同時にエアリフトが必要な冷却のために用いられる。
界面活性剤ペースト
ここで用いられる粘弾性界面活性剤ペーストは粘弾性流体性質を有しており、
これはペーストの剪断減粘性質について説明する常用数学的モデルで表すことが
できる。数学的モデルはPower Law Model と称され、下記関係により表される。
δ=Kγn
上記においてσ=剪断応力(dyn/cm2)、K=稠度(Poise.secn-1)、γ=剪断速
度(sec-1)およびn=速度インデックス(無次元)である。速度インデックスn
値は0〜1である。nが0に近付くほど、流体は剪断減粘する。nが1に近付く
ほど、それは単純ニュートン挙動、即ち一定粘度挙動に近付く。Kは1sec-1の
剪断速度における見掛け粘度として解釈することができる。
この関係において、本方法に用いられる粘弾性界面活性剤ペーストは、70℃
で、約50,000〜約250,000cPoise.secn-1(500〜2500Poise
.secn-1)、更に好ましくは約100,000〜約195,000cPoise.secn-1
(1000〜1950Poise.secn-1)、最も好ましくは約120,000〜約1
80,000cPoise.secn-1(1200〜1800Poise.secn-1)の稠度Kを有
する。好ましくは、界面活性剤ペーストは約0.05〜約0.25、更に好まし
くは約0.08〜約0.20、最も好まし
くは約0.10〜約0.15の剪断インデックスnを有する。
ペースト中の界面活性剤は、アニオン性、ノニオン性、双極性、両性およびカ
チオン性クラスとそれらの適合性混合物から選択できる。ここで有用な洗剤界面
活性剤は、1972年5月23日付で発行されたNorrisの米国特許第3,664
,961号および1975年12月30日付で発行されたLaughlinらの米国特許
第3,919,678号明細書に記載されており、その双方とも引用することに
より本明細書の開示の一部とされる。有用なカチオン性界面活性剤には、198
0年9月16日付で発行されたCockrellの米国特許第4,222,905号およ
び1980年12月16日付で発行されたMurphyの米国特許第4,239,65
9号明細書に記載されたものがあり、その双方とも引用することにより本明細書
の開示の一部とされる。界面活性剤の中では、アニオン性およびノニオン性が好
ましく、アニオン性が最も好ましい。
以下の記録は、本界面活性剤ペーストに有用な洗剤界面活性剤の代表例である
。高級脂肪酸の水溶性塩、即ち「石鹸」が、本組成物で有用なアニオン性界面活
性剤である。これには、炭素数が約8〜約24、好ましくは約12〜約18であ
る高級脂肪酸のナトリウム、カリウム、アンモニウムおよびアルキロールアンモ
ニウム塩のようなアルカリ金属石鹸がある。石鹸は油脂の直接ケン価によるか、
または遊離脂肪酸の中和により作られる。特に有用なのは、ココナツ油および獣
脂から誘導される脂肪酸の混合物のナトリウムおよびカリウム塩、即ちナトリウ
ムまたはカリウム獣脂およびココナツ石鹸である。
ここで使用に適した追加アニオン性界面活性剤には、炭素数が約10〜約20
のアルキル基とスルホン酸または硫酸エステル基とをそれらの分子構造中に有し
た有機硫酸反応産物の水溶性塩、好ましくはアルカリ金属、アンモニウムおよび
アルキロールアンモニウム塩がある(「アルキル」という用語には、アシル基の
アルキル部分が含まれる)。このグループの合成界面活性剤の例は、ナトリウム
およびカリウムアルキルサルフェート、特に獣脂またはココナツ油のグリセリド
を還元して作られるような高級アルコール(炭素数がC8-C18)を硫酸化して得
られるもの、アルキル基が直鎖または分岐鎖配置で炭素数が約9〜約15である
ナトリウムおよびカリウムアルキルベンゼンスルホネート、例えば米国特許第2
,220,099号および第2,477,383号明細書に記載されたタイプの
ものである。特に有益なのは、C11-13LASと略記される、アルキル基におけ
る平均炭素数が約11〜13である直鎖アルキルベンゼンスルホネートである。
ここで使用に適した他のアニオン性界面活性剤は、ナトリウムアルキルグリセ
リルエーテルスルホネート、特に獣脂およびココナツ油から誘導される高級アル
コールのエーテル、ナトリウムココナツ油脂肪酸モノグリセリドスルホネートお
よびサルフェート、分子当たりエチレンオキシドと炭素数が約8〜約12アルキ
ル基を有する、ナトリウムまたはカリウム、分子当たり約1〜約10単位のエチ
レンオキシドを有して、炭素数が約10〜約20のアルキル基とを有する、アル
キルエチレンオキシドエーテルサルフェートのナトリウムまたはカリウム塩であ
る。
加えて、適切なアニオン性界面活性剤には、脂肪酸基に約6〜20の炭素原子
およびエステル基に約1〜10の炭素原子を有するα-スルホン化脂肪酸のエス
テルの水溶性塩、アシル基に約2〜9の炭素原子およびアルカン部分に約9〜約
23の炭素原子を有する2-アシルオキシアルカン-1-スルホン酸の水溶性塩、
アルキル基に炭素数が約10〜20および約1〜30モルのエチレンオキシドを
有するアルキルエーテルサルフェート、約12〜20の炭素原子を有するオレフ
ィンおよびパラフィンスルホネートの水溶性塩、アルキル基に約1〜3の炭素原
子およびアルカン部分に約8〜20の炭素原子を有するβ-アルキルオキシアル
カンスルホネートがある。
好ましいアニオン性界面活性剤は、C10-18直鎖アルキルベンゼンスルホネー
トおよびC10-18アルキルサルフェートである。所望であれば、低水分(水約2
5%未満)アルキルサルフェートペーストが界面活性剤ペーストで唯一の成分で
あってもよい。最も好ましいのは、直鎖または分岐鎖で、一級、二級または三級
のC10-18アルキルサルフェートである。本発明の好ましい態様では、界面活性
剤ペーストが約2:1〜1:2の重量比でナトリウムC10-13直鎖アルキルベン
ゼンスルホネートおよびナトリウムC12-16アルキルサルフェートの混合物約2
0〜約40%を含んでなる。洗剤組成物のもう1つの好ましい態様では、約80
:20の重量比でC10-18アルキルサルフェートおよびC10-18アルキルエトキシ
サルフェートの混合物を含む。
水溶性ノニオン性界面活性剤も本発明で有用である。このようなノニオン性物
質には、アルキレンオキシド基(性質上親水性)と、性質上脂肪族またはアルキ
ル芳香族である有機疎水性化合物との縮合により作られる化合物がある。いずれ
か特定の疎水基と縮合されるポリオキシアルキレン基の長さは、親水性および疎
水性要素間で望ましいバランス度を有した水溶性化合物を得るために容易に調整
できる。
適切なノニオン性界面活性剤には、アルキルフェノールのポリエチレンオキシ
ド縮合物、例えば直鎖または分岐鎖配置で炭素数が約6〜15のアルキル基と、
アルキルフェノールのモル当たり約3〜12モルのエチレンオキシドとを有した
、アルキルフェノールの縮合産物がある。直鎖または分岐鎖配置で炭素数が8〜
22である脂肪族アルコールと、アルコールのモル当たり3〜12モルのエチレ
ンオキシドとの、水溶性および水分散性縮合産物も含まれる。
ここで使用に適したノニオン性の追加グループは半極性ノニオン性界面活性剤
であり、それには炭素数が約10〜18の1つのアルキル部分と炭素数が約1〜
約3のアルキルおよびヒドロキシアルキル部分の群から選択される2つの部分と
を有した水溶性アミンオキシド、炭素数が約10〜18の1つのアルキル部分と
炭素数が約1〜3のアルキル基およびヒドロキシアルキル基からなる群より選択
される2つの部分とを有した水溶性ホスフィンオキシド、炭素数が約10〜18
の1つのアルキル部分と炭素数が約1〜3のアルキルおよびヒドロキシアルキル
部分からなる群より選択される部分とを有した水溶性スルホキシドがある。
好ましいノニオン性界面活性剤は式R1(OC2H4)nOHであり、ここでR1
はC10-C16アルキル基またはC8-C12アルキルフェニル基であり、nは3〜約
80である。特に好ましいのは、C12-C15アルコールとアルコールのモル当た
り約5〜約20モルのエチレンオキシドとの縮合産物、例えばアルコールのモル
当たり約6.5モルのエチレンオキシドと縮合されたC12-C13アルコールであ
る。
追加の適切なノニオン性界面活性剤には、下記式のポリヒドロキシ脂肪酸アミ
ドがある。
上記式中RはC9-17アルキルまたはアルケニルであり、R1はメチル基であり、
Zは還元糖またはそのアルコキシル化誘導体から誘導されるグリシチルである。
例はN-メチル N-1-デオキシグルシチルココアミドおよびN-メチル N-1-
デオキシグルシチルオレアミドである。ポリヒドロキシ脂肪酸アミドの製造方法
は公知であり、Wilsonの米国特許第2,965,576号およびSchwartzの米国
特許第2,703,798号明細書でみられ、その開示は引用することにより本
明細書の開示の一部とされる。
両性界面活性剤には、脂肪族二級および三級アミンの誘導体、またはヘテロ環
式二級および三級アミンの脂肪族誘導体があり、その場合に脂肪族部分は直鎖で
もまたは分岐鎖でもよく、脂肪族置換基のうち1つは炭素数が約8〜18であっ
て、少くとも1つの脂肪族置換基はアニオン性水溶性基である。
双極性界面活性剤には、脂肪族、四級、アンモニウム、ホスホニウムおよびス
ルホニウム化合物の誘導体があり、その場合に脂肪族置換基のうち1つはの炭素
数が約8〜18である。
カチオン性界面活性剤も本発明で含有させてよい。カチオン性界面活性剤には
、カチオンで1または2以上の有機疎水基と、一般的に酸基を伴う四級窒素とで
特徴付けられる様々な化合物がある。五価窒素環化合物も四級窒素化合物と考え
られる。適切なアニオンは、ハライド、メチルサルフェートおよびヒドロキシド
である。三級アミンは、約8.5未満の水溶液pHで、カチオン性界面活性剤と
類似した特徴を有することがある。ここで有用なこれらおよび他のカチオン性界
面活性剤の更に詳しい開示は、引用することにより本明細書の開示の一部とされ
る、1980年10月14日付で発行されたCambreの米国特許第4,228,0
44号明細書でみられる。
カチオン性界面活性剤は、布地柔軟および/または静電気防止効果を発揮させ
るために、洗剤組成物でよく用いられる。ある柔軟化効果を発揮して、ここで好
ましい静電気防止剤は、1976年2月3日付で発行されたBaskerville,Jr.ら
の米国特許第3,936,537号明細書に記載された四級アンモニウム塩であ
り、その開示は引用することにより本明細書の開示の一部とされる。
洗浄性ビルダー
本方法では、界面活性剤ペーストと凝集させるために、高速度ミキサー/デン
シファイアー中に洗浄性ビルダーを投入するステップを含む。ビルダーは、洗浄
水中でミネラル、特にCaおよび/またはMg硬度のコントロールに役立つか、
または表面から粒子汚れの除去に役立つ。ビルダーは、イオン交換により、また
クリーニングすべき物品の表面よりも硬度イオンを沈降させ易い表面を供するこ
とにより、硬度イオンと可溶性または不溶性錯体を形成させる等の、様々なメカ
ニズムにより機能する。ビルダーのレベルは組成物の最終用途および物理的形態
に応じて広く変わる。ビルダー入り洗剤は、典型的には少くとも約1%のビルダ
ーを含む。液体処方物は、典型的には約5〜約50%、更に典型的には約5〜約
35%のビルダーを含む。顆粒処方物は、洗剤組成物の典型的には約10〜約8
0重量%、更に典型的には約15〜約50%のビルダーを含む。それ以下または
以上のレベルのビルダーが排除されるわけではない。例えば、ある洗剤添加物ま
たは高界面活性剤処方ではビルダーを含まなくてもよい。
適切なビルダーは、ホスフェートおよびポリホスフェート、特にナトリウム塩
や、水溶性および水和固体タイプと、鎖、層または三次元構造、ならびに非晶質
固体または無構築液体タイプを含めたシリケートや、カーボネート、バイカーボ
ネート、セスキカーボネートと、ナトリウムカーボネートまたはセスキカーボネ
ート以外のカーボネートミネラルや、アルミノシリケートや、酸、ナトリウム、
カリウムまたはアルカノールアンモニウム塩形の有機モノ、ジ、トリおよびテト
ラカルボキシレート、特に水溶性非界面活性剤カルボキシレートと、脂肪族およ
び芳香族タイプを含めた、オリゴマーまたは水溶性低分子量ポリマーカルボキシ
レートや、フィチン酸、からなる群より選択される。これらは、例えばpH緩衝
目的のためボレートにより、あるいは安定な界面活性剤および/またはビルダー
含有洗剤組成物のエンジニアリングに重要なサルフェート、特に硫酸ナトリウム
および他のフィラーまたはキャリアにより補ってもよい。
ときには「ビルダー系」と称されるビルダー混合物が用いられ、典型的には2
種または3種以上の慣用的なビルダーを含んでいて、場合によりキーラント、p
H緩衝剤またはフィラーで補われるが、これら後者の物質は本明細書で物質の量
を記載しているとき別にして通常考えられる。本洗剤中の界面活性剤およびビル
ダーの相対量について、好ましいビルダー系は約60:1〜約1:80の界面活
性剤対ビルダーの重量比で典型的に処方される。ある好ましい洗濯洗剤は、0.
90:1.0〜4.0:1.0、更に好ましくは0.95:1.0〜3.0:1
.0の範囲で上記比率を有する。
法律で許される場合に好ましいP含有洗浄ビルダーには、トリポリホスフェー
ト、ピロホスフェート、ガラス質重合体状メタホスフェートで例示されるポリホ
スフェート、およびホスホネートのアルカリ金属、アンモニウムおよびアルカノ
ールアンモニウム塩があるが、それらに限定されない。
適切なシリケートビルダーには、アルカリ金属シリケート、特に1.6:1〜
3.2:1範囲のSiO2:Na2O比を有する液体および固体物、特に自動皿洗
い目的には、商品名BRITESILでPQ Corp.から販売される固体水和2-比シリケ
ート、例えばBRITESIL H20、積層シリケート、例えば1987年5月12日付H.
P.Rieck の米国特許第4,664,839号明細書に記載されたものがある。と
きには「SKS-6」と略記されるNaSKS-6はHoechst により販売される結
晶積層アルミニウムフリーδ-Na2SiO5形態のシリケートであり、特に顆粒
洗濯組成物で好ましい。ドイツDE-A-3,417,649およびDE-A-3,
742,043号の各明細書の製造方法参照。他の積層シリケート、例えば一般
式NaMSixO2x+1・yH2O(Mはナトリウムまたは水素であり、xは1.9
〜4、好ましくは2の数であり、yは0〜20、好ましくは0の数である)を有
するものも、または代わりに、ここでは使用できる。Hoechst による積層シリケ
ートには、α、βおよびγ層シリケート形としてNaSKS-5、NaSKS-7
およびNaSKS-11もある。顆粒でさらさら(crispening)剤として、ブリー
チ用の安定剤として、および起泡コントロール系の成分として作用しうる、マグ
ネシウムシリケートのような他のシリケートも有用である。
1995年6月27日付Sakaguchi らの米国特許第5,427,711号明細
書に記載されたような、無水形で下記一般式xM2O・ySiO2・zM′O(M
はNaおよび/またはKであり、M′はCaおよび/またはMgである、y
/xは0.5〜2.0およびz/xは0.005〜1.0である)により表され
る鎖構造および組成を有した合成結晶イオン交換物質またはその水和物も、ここ
で使用に適している。
適切なカーボネートビルダーには、1973年11月15日付で公開されたド
イツ特許出願第2,321,001号明細書に開示されたようなアルカリ土類お
よびアルカリ金属カーボネートがあるが、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、
セスキ炭酸ナトリウム、およびトロナのような他のカーボネートミネラル、ある
いは炭酸ナトリウムおよび炭酸カルシウムのいずれか好都合な複合塩、例えば無
水である場合に組成2Na2CO3・CaCO3を有するものと、更にはホウカイ
石、アラレ石およびバテライトを包含する炭酸カルシウム、特に緻密なホウカイ
石と比較して高い表面積を有する形も、例えば種晶としてまたは固形合成洗剤用
として有用である。
アルミノシリケートビルダーは顆粒洗剤で特に有用であるが、これは液体、ペ
ーストまたはゲルに配合することができる。実験式、〔Mz(AlO2)z(Si
O2)v〕・xH2O(zおよびvは少くとも6の整数であり、z対vのモル比は
1.0〜0.5の範囲であり、xは15〜264の整数である)を有したものが
、本目的に適している。アルミノシリケートは結晶でも非晶質でもよく、天然で
もまたは合成してもよい。アルミノシリケートの製造方法は、1976年10月
12日付Krummel らの米国特許第3,985,669号明細書に開示されている
。好ましい合成結晶アルミノシリケートイオン交換物質は、ゼオライトA、ゼオ
ライトP(B)、ゼオライトXと、これがどの程度ゼオライトPと異なっていて
も、いわゆるゼオライトMAPとして市販されている。クリノプチロライト(cl
inoptilolite)を含めた天然タイプも用いてよい。ゼオライトAは式、Na12〔
(AlO2)12(SiO2)12〕・xH2O(xは20〜30、特に27である)
を有する。脱水ゼオライト(x=0〜10)も使用できる。好まし
くは、アルミノシリケートは直径0.1〜10ミクロンの粒度を有する。
適切な有機洗浄ビルダーには、水溶性非界面活性剤ジカルボキシレートおよび
トリカルボキシレートを包含したポリカルボキシレート化合物がある。更に典型
的には、ビルダーポリカルボキシレートは、多数のカルボキシレート基、好まし
くは少くとも3つのカルボキシレートを有している。カルボキシレートビルダー
は酸、部分的中和、中和または過剰塩基の形で処方できる。塩形のときには、ナ
トリウム、カリウムおよびリチウムのようなアルカリ金属、またはアルカノール
アンモニウム塩が好ましい。ポリカルボキシレートビルダーには、オキシジサク
シネートのようなエーテルポリカルボキシレート(1964年4月7日付Bergの
米国特許第3,128,287号および1972年1月18日付Lambertiらの米
国特許第3,635,830号明細書参照)、1987年5月5日付Bushらの米
国特許第4,663,071号の「TMS/TDS」ビルダー、米国特許第3,
923,679号、第3,835,163号、第4,158,635号、第4,
120,874号および第4,102,903号明細書に記載されたような、環
式および脂環式化合物を包含する他のエーテルカルボキシレートがある。
他の適切なビルダーは、エーテルヒドロキシポリカルボキシレート、無水マレ
イン酸とエチレンまたはビニルメチルエーテルとのコポリマー、1,3,5-ト
リヒドロキシベンゼン-2,4,6-トリスルホン酸、カルボキシメチルオキシコ
ハク酸、エチレンジアミン四酢酸およびニトリロ三酢酸のようなポリ酢酸の様々
なアルカリ金属塩、アンモニウム塩および置換アンモニウム塩、メリット酸、コ
ハク酸、ポリマレイン酸、ベンゼン-1,3,5-トリカルボン酸、カルボキシメ
チルオキシコハク酸、およびそれらの可溶性塩である。
サイトレート、例えばクエン酸およびその可溶性塩は、再生源からの利用性と
生分解性のために、例えばヘビーデューティー液体洗剤向けに重要なカルボキシ
レートビルダーである。サイトレートは、特にゼオライトおよび/または積層シ
リケートと組合せて、顆粒組成物でも使用できる。オキシジサクシネートもこの
ような組成物および組合せで特に有用である。
認められている場合、また特に手で洗濯する操作に用いられる固形物の処方で
は、ナトリウムトリポリホスフェート、ナトリウムピロホスフェートおよびナト
リウムオルトホスフェートのようなアルカリ金属ホスフェートが使用できる。エ
タン-1-ヒドロキシ-1,1-ジホスホネートおよび他の公知ホスホネートのよう
なホスホネートビルダー、例えば米国特許第3,159,581号、第3,21
3,030号、第3,422,021号、第3,400,148号および第3,
422,137号のものも使用でき、望ましいスケール防止性質を有している。
洗浄界面活性剤のあるもの、またはそれらの短鎖ホモログ、もビルダー作用を
有している。不明瞭でない式から評価する目的により、それらが界面活性剤能力
を有しているとき、これらの物質は洗浄界面活性剤として評価される。ビルダー
機能にとり好ましいタイプは、1986年1月28日付Bushの米国特許第4,5
66,984号明細書に開示された3,3-ジカルボキシ-4-オキサ-1,6-ヘ
キサンジオエート類と関連化合物で例示される。コハク酸ビルダーには、C5-C20
アルキルおよびアルケニルコハク酸とその塩がある。サクシネートビルダーに
は、ラウリルサクシネート、ミリスチルサクシネート、パルミチルサクシネート
、2-ドデセニルサクシネート(好ましい)、2-ペンタデセニルサクシネート等
もある。ラウリルサクシネートは、1986年11月5日付で公開された欧州特
許出願第86200690.5/0,200,263号明細書に記載されている
。脂肪酸、例えばC12-C18モノカルボン酸も、単独で、あるいは追加ビルダー
活性を与えるために前記ビルダー、特にサイトレートおよび/またはサクシネー
トビルダーと組合せて、界面活性剤/ビルダー物質として組成物中に配合できる
。他の適切なポリカルボキシレートは、1979年3月13日付Crutch
field らの米国特許第4,144,226号および1967年3月7日付Diehl
の米国特許第3,308,067号明細書に開示されている。Diehl の米国特許
第3,723,322号明細書も参照されたい。
場合により、式(Mx)iCay(CO3)zを有する無機ビルダー物質も使用で
きる。ここでxおよびiは1〜15の整数であり、yは1〜10の整数であり、
zは2〜25の整数であり、Miはカチオンであり、そのうち少くとも1つは水
溶性であって、上記式が中性または「バランスのとれた」電荷を有するように式
Σi=1-15(Miの原子価を乗じたxi)+2y=2zが満たされる。水和の水ま
たはカーボネート以外のアニオンは、全電荷のバランスがとられているか、また
は中性であるならば、加えてもよい。このようなアニオンの電荷または原子価効
果は、上記式の右側に加えられるべきである。好ましくは、水素、水溶性金属、
水素、ホウ素、アンモニウム、ケイ素およびそれらの混合物、更に好ましくはナ
トリウム、カリウム、水素、リチウム、アンモニウムおよびそれらの混合物から
なる群より選択される水溶性カチオンが存在しており、ナトリウムおよびカリウ
ムが高度に好ましい。非カーボネートアニオンの非制限例には、クロリド、サル
フェート、フルオリド、酸素、ヒドロキシド、二酸化ケイ素、クロム酸、硝酸、
ホウ酸およびそれらの混合物からなる群より選択されるものがある。このタイプ
の好ましいビルダーは、それらの最も簡単な形で、Na2Ca(CO3)2、K2C
a(CO3)2、Na2Ca2(CO3)3、NaKCa(CO3)2、NaKCa2(
CO3)3、K2Ca2(CO3)3およびそれらの組合せからなる群より選択される
。ここに記載されたビルダーで特に好ましい物質は、その様々な結晶形のNa2
Ca(CO3)2である。上記タイプの適切なビルダーは、下記ミネラルである、
Afghanite、Andersonite、Ashcroftine Y、Beyerite、Borcarite、Burbankite
、Butschliite、Cancrinite、Carbocernaite、Carletonite、Davyne、Dormayite
Y、
Fairchildite、Ferrisurite、Franzinite、Gaudefroyite、Gaylussite、Girvasi
te、Gregoryite、Jouravskite、Kamphaugite Y、Kettnerite、Kharmeshite、L
epersormiteGd、Liottite、Mckelveyite Y、Microsommite、Mroseite、Natrofa
irchildite、Nyerereite、RemonditeCe、Sacrofanite、Schrockingerite、Short
ite、Surite、Tunisite、Tuscanite、Tyrolite、VishneviteおよびZemkorite の
うちいずれか1つまたはそれらの組合せの天然または合成形で更に例示される。
好ましいミネラル形にはNyerereite、FairchilditeおよびShortiteがある。
任意の洗剤成分
本方法の出発または導入洗剤成分には、いかなる追加成分を包含してもよい。
これらには、他の洗浄ビルダー、ブリーチ、ブリーチアクチベーター、起泡増進
剤または起泡抑制剤、さびおよび腐食防止剤、汚れ懸濁剤、汚れ遊離剤、殺菌剤
、pH調整剤、非ビルダーアルカリ源、キレート化剤、スメクタイトクレー、酵
素、酵素安定化剤と香料がある。引用することにより本明細書の開示の一部とさ
れる、1976年2月3日付で発行されたBaskerville,Jr.らの米国特許第3,
936,537号明細書参照。
漂白剤およびアクチベーターは、1983年11月1日付で発行されたChung
らの米国特許第4,412,934号および1984年11月20日付で発行さ
れたHartman の米国特許第4,483,781号明細書に記載されており、その
双方とも引用することにより本明細書の開示の一部とされる。キレート化剤も、
引用することにより本明細書の開示の一部とされる、Bushらの米国特許第4,6
63,071号明細書、第17欄54行目〜第18欄68行目に記載されている
。起泡調整剤も任意成分であり、1976年1月20日付で発行されたBartolet
taらの米国特許第3,933,672号および1979年1月23日付で発行さ
れたGault らの第4,136,045号明細書に記載されており、双方とも引用
す
ることにより本明細書の開示の一部とされる。
ここで使用に適したスメクタイトクレーは、引用することにより本明細書の開
示の一部とされる、1988年9月9日付で発行されたTuckerらの米国特許第4
,762,645号明細書、第6欄3行目〜第7欄24行目に記載されている。
ここで使用に適した追加洗浄ビルダーは、Baskerville 特許明細書、第13欄5
4行目〜第16欄16行目と、1987年5月5日付で発行されたBushらの米国
特許第4,663,071号明細書に列挙されており、双方とも引用することに
より本明細書の開示の一部とされる。
本発明をより理解してもらうために、下記例が参照されるが、それは説明のた
めだけであり、本発明の範囲を制限するものではない。
例
この例は、ここに記載されて請求された本発明の方法について示している。パ
ーセンテージは、別記されないかぎり、後続させる乾燥の前における混合物での
重量ベースである。ここで用いられる「LAS」および「AS」という用語は、
「ナトリウム直鎖アルキルベンゼンスルホネート」および「ナトリウムアルキル
サルフェート」を各々意味する。C14-15ASおよびC12.3LASからなるいく
つかの界面活性剤ペーストは、C14-15アルコールをSO3で硫酸化して、50%
苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)を用いてC12.3HLASと共に同時中和して作
る。界面活性剤ペーストの具体的組成は表Iに示されている。
落下フィルム式SO3反応器を、酸形のC14-15アルキルサルフェートおよびC12.3
直鎖アルキルベンゼンスルホネートを製造するために用いる。酸は、冷却用
の熱交換器を含んだリサイクルループ、高粘性流体に適した再循環ポンプと、反
応剤が導入される高剪断ミキサーからなる高活性中和システムに供給する。高活
性中和システムを出た界面活性剤ペーストは、温度71℃でジャケット付き温度
制御316Lステンレススチール貯蔵容器に運んで貯蔵する。界面活性剤ペース
トは安定なままであり、少くとも5日間(120時間)にわたり10を超えるp
Hに維持する。ペーストの温度は、ジャケット付き容器で、グリコール溶液の循
環により65〜約70℃に維持する。
様々な洗剤出発成分の2つのフィードストリームを2800kg/hr の速度でLo
edige CB-30ミキサー/デンシファイアー中に連続供給するが、そのうち1つは
界面活性剤ペーストを含み、他のストリームはアルミノシリケートである洗浄ビ
ルダーを含有している。界面活性剤ペースト、アルミノシリケートおよび任意の
コビルダー炭酸ナトリウムを凝集させて、洗剤凝集物を形成させる。Loedige CB
-30ミキサー/デンシファイアーから出た洗剤凝集物を、更に凝集のために、Loe
dige KM-600 ミキサー/デンシファイアー中に連続供給する。次いで、得られた
洗剤凝集物を、流動層乾燥器および流動層冷却器を装備した任意のコンディショ
ニング装置に供給する。流動層冷却器から出た洗剤凝集物を篩分けし、その後補
助洗剤成分をそれと混合して、均一粒度分布を有する完全処方洗剤製品を得る。
流動層冷却器を出た洗剤凝集物の組成は下記表IIに示されている。
このように本発明を詳細に記載してきたが、様々な変更が本発明の範囲から逸
脱せずに行え、本発明が明細書に記載されたことに限定されるわけではないのは
、当業者にとって明らかであろう。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Using high activity surfactant paste with improved stability
High-density detergent manufacturing method
Field of the invention
The present invention generally provides high activity surfactant pastes and other detergent ingredients.
A method for producing a density detergent composition. More specifically, the invention is highly active
Coagulation with unexpectedly improved stability and shelf life of surfactant paste
The present invention relates to a method of producing a high-density detergent composition in the form of a mass. This method is used for high level
Production of current compact granular detergent compositions, which typically require active detergent surfactants
Particularly useful for birth.
Background of the Invention
In recent years, laundry detergents that have been used in small amounts due to their “compact”
I am very interested in the business. Easy production of these so-called low usage detergents
To produce a bulk density detergent of, for example, 650 g / l or higher.
Many attempts have been made. Low usage detergents are nowadays because they conserve resources
It is in high demand and can be sold in small packages that are more convenient for consumers.
Generally, there are two main types of methods by which detergent granules or powders are produced. No.
One type of method involves spray drying to produce highly porous detergent granules.
Spray dry the aqueous detergent slurry in the tower. In the second type of method, various
After the various detergent components are mixed, they can also act as binders for the aggregated particles themselves.
Agglomerated with on or anionic detergent paste. In both methods,
The most important factor in determining the density of detergent granules is the density of various starting materials.
, Porosity and surface area, and their respective chemical compositions. However, these
La
The meter can only be changed within a limited range. Therefore, substantial bulk density
Increased build up is due to additional processing steps that densify the detergent granules or build
It can only be done by an up-coagulation process.
A number of methods are known in the art for agglomeration to produce detergent compositions.
I have. For example, mixing zeolite and / or laminated silicate with a mixer
Attempt to agglutinate cleaning builders by forming free flowing agglomerates
Was. In yet another example, such as aluminosilicates and carbonates
Agglomerated with the dry powder to form a crisp, free flowing, high density detergent agglomerate,
The starting detergent material is used in the form of a highly active viscoelastic surfactant paste. Only
While producing high-density, high-activity detergent agglomerates suitable for current low-volume detergent products.
When dealing with high-activity, high-viscoelastic surfactant paste used for
Meet the title. Specifically, such highly active surfactant pastes are environmentally and operationally friendly.
Extremely sensitive to operating parameters, all of which produce detergent agglomerates
Sometimes it makes transport, storage and processing of the paste difficult.
Typically, surfactant pastes are obtained by sulfating fatty alcohols and then
Manufactured by a process that is neutralized with a lukali material (eg, sodium hydroxide)
You. This is especially true for active surfactants (greater than 60% by weight) and relatively small amounts of water.
And used to produce high-active surfactant pastes containing auxiliaries
It is an extremely delicate process. The resulting highly active surfactant paste is
, Their environment, eg high temperature zones of equipment (pipes, valves, storage tanks, etc.)
Or "hot spots" and contaminants with a pH of less than 7 to be mixed into the paste
Extremely sensitive to One or more high active surfactant pastes
When exposed to environmental factors, such highly active pastes may
Have a tendency to respond, when the surfactant returns to its alcohol form
I will. This hydrolysis reaction is an acid whose by-products continue to react with residual surfactant
When
In that respect, it is an autocatalytic reaction. This concern of hydrolysis is due to the high surfactant paste ring
Particularly worsens environmental sensitivity and is required for large-scale commercial production of current compact laundry detergents
It makes it difficult to keep them stable for an extended period of time (eg, 2-7 days).
Large scale commercial production of detergent products even with 1% by weight hydrolysis of surfactant paste
Now, it should be understood that it has great monetary value.
A typical prior art attempt in this area involves a process immediately after the paste is produced.
Formed surfactant particles. However, this involves "in-situ" particle formation
Requires or requires surfactant production equipment at or near the detergent manufacturing facility
Requires installation. At present, the detergent and surfactant paste manufacturing industries
Separated not only from a growing commercial perspective but also physically
It became so. As a result, detergent production facilities that represent the current commercial environment
Highly active interface that is stable for longer periods of time, with propellant manufacturing operations located far away
It is desirable to have an activator paste.
Yet another problem with the use of such highly active surfactant pastes is that
They enter and exit transportation trucks or trains and storage tanks in detergent manufacturing facilities.
Must have sufficiently low viscosity for pumping work during inlaying
That is their rheological properties. Surfactant for any large temperature changes
This can lead to undesirable gelling or solidification of the paste,
Sometimes. However, the different rheological properties of surfactant pastes
Note that heating also occurs.
In that regard, the storage and transportation security of the surfactant paste before it is processed
Additional components, such as carbonates, that are included to maintain qualitative
It has the effect of increasing the viscoelasticity of the activator paste and making it very difficult to process.
Have. Processing difficulties arise due to changes in the viscoelasticity of the surfactant paste.
And relatively expensive high-pressure pumps, large pipelines and short transport distances
Need to be introduced into the fabrication process. As a result, the storage stability of the paste
It is desirable to have a method that is maintained without sacrificing workability.
Thus, despite the above disclosures in the art, current compact detergent compositions
Sufficient during transport and storage for sufficient time to allow large-scale commercial manufacturing
Of a method for producing an agglomerated detergent composition from a highly active surfactant paste that is highly stable
Is left. Moreover, it is inexpensive and suitable for low usage or compact detergents.
There remains a need for such a method that can be easily carried into large-scale production facilities.
I have.
Background art
The following references relate to surfactant pastes. WO93 / 18123 by Aouad et al. (
Procter & Gamble), Aouad et al., WO92 / 18602 (Procter & Gamble),
Aouad et al., EP 508,543 (Procter &Gamble); Mueller et al.
U.S. Pat. No. 5,080,848 to Strauss et al. (Procter
& Gamble), Ofosu-Asante et al., US Pat. No. 5,066,425 (Procter & Gam).
ble), U.S. Patent No. 5,045,238 to Jolicoeur et al. (Procter & Gamble),
And EP 504, 986 (Shell) of Van Zorn et al. The following documents are sprayed
Related to densifying rye granules: U.S. Patent No. 5,133,9 to Appel et al.
No. 24 (Lever), U.S. Pat. No. 5,160,657 (Lever) to Bortolotti et al., John
son et al., UK Patent No. 1,517,713 (Unilever), and Curtis European Patent
Patent Application No. 451,894. The following document describes the production of detergent by coagulation.
See, Beerse et al., US Pat. No. 5,108,646 (Procter & Gamble), Ca.
U.S. Patent No. 5,366,652 to Peci et al. (Procter &Gamble);
No. 5,486,303 (Procter &Gamble); US Pat.
No., 489,392 (Procter & Gamble), European Patent Application No. by Hollingsworth et al.
No. 351,937 (Unilever) and U.S. Pat.
958.
Summary of the Invention
The present invention produces detergent agglomerates from highly active surfactant pastes and cleaning builders.
By providing a method of fabricating, the above needs are met. Surfactant page
Strike long enough to facilitate large-scale production of current compact detergent products in multiple locations
This method is significant in that it is stable, fluid and transportable over time.
There are advantages. In particular, highly active surfactant pastes are manufactured in one facility and then
Can be stored and transported to a separate facility for further processing into final detergent agglomerates
it can.
As used herein, the term "contaminant" refers to the input and agglomeration steps in that manner.
Foreign substances that the surfactant paste comes into contact with when stored and transported before
means. Examples of such contaminants include sulfuric acid, sodium sulfate, fatty alcohol
But not limited to, multi-colored residues of iron, chromium and nickel
Absent. The term "stable" as used herein with respect to surfactant pastes
The surfactant paste substantially retains the formulation containing the neutralizing surfactant, and
It means that the decomposition does not significantly return to its alcohol form. Surfactant
The term "processable" as used herein with reference to
The desired rheological properties so that they can be used in the current process.
And typically it is detailed below for the Power Law Model
Having such a viscosity. As used herein, the term "aggregate"
, Detergent granules or particles typically having an average particle size smaller than the aggregate formed
And particles formed by aggregating the particles. All the parameters used here
-Percentages and ratios are by weight (anhydrous basis) unless otherwise specified.
-Displayed as a percentage. All documents are hereby incorporated by reference.
Part of the disclosure of the handbook. Are all viscosities listed here not specified?
Gi
70 ° C (± 5 ° C) and about 10-100sec-1Measured at a shear rate of
.
According to one aspect of the present invention, there is provided a method for producing a detergent agglomerate. The method is
It comprises the following steps (a) to (e). (A) Weight of surfactant paste
With about 70 to 95% of a cleaning surfactant, about 5 to about 30% of water, and a surfactant paste
Containing an excess amount of alkali metal hydroxide such that the pH of at least about 10.
Prepare a surfactant paste having a non-linear viscoelasticity, and
About 50 to about 80 ° C. so that it can be processed and stable for at least 48 hours.
Adjust the temperature of the surfactant paste within the range, and (c) speed up the surfactant paste
Into a mixer / densifier, and (d) about 1 to about 70 weights
Amount of the wash builder in a high speed mixer / densifier, and (
e) First, a high speed mixer / densifier to form detergent agglomerates
And then with a medium speed mixer / densifier for surfactant paste and building
By treating the builder, the surfactant paste and the builder are agglomerated.
According to a highly preferred embodiment of the present invention, another method for producing detergent agglomerates is provided.
Provided. The method includes the following steps (a) to (f).
(A) By weight of the surfactant paste, C14-15Alkyl sulfate surfactant
Agent and C12-13A mixture of linear alkylbenzene sulfonate surfactants of about 70
~ 80%, water about 15 ~ 20%, polyethylene glycol about 2 ~ 8%,
About 0.5 sodium hydroxide so that the pH of the activator paste is at least about 11
Providing a non-linear viscoelastic surfactant paste containing 1% to about 1%; (b)
Surfactant paste is processable and stable for at least 120 hours
(C) controlling the temperature of the surfactant paste within the range of about 65 to about 70 ° C;
About 1 to about 50% by weight of the surfactant paste is mixed with a high speed mixer / densifier
(D) about 1 to about 70% by weight of a washing builder
Into the sifier, and (e) high speed first to form detergent agglomerates.
Mixer / densifier, then medium speed mixer / densifier
By treating the surfactant paste and the builder, the surfactant paste and
And (f) drying the detergent agglomerates.
The present invention relates to a detergent comprising detergent agglomerates made according to the methods described herein.
A composition is also provided.
Therefore, to enable large-scale commercial production of current compact detergent compositions,
Highly active surfactants that are sufficiently stable during transport and storage for a sufficient amount of time
It is an object of the present invention to provide a method for producing a flocculant detergent composition from a strike
. Inexpensive and easy in large production facilities for low usage or compact detergents
It is also an object of the present invention to provide such a method, which can be carried into a ship. The present invention
These and other objects, features and attendant advantages of the present invention are set forth in the following detailed description of the preferred embodiments.
From reading the description and the appended claims, it will become apparent to one skilled in the art.
Would.
Detailed description of preferred embodiments
Usually, the method is used for the production of low usage detergents, and the resulting detergent agglomerates
It can be used as a detergent or detergent additive. In particular, the method is
"High activity" used as a mixture to increase the activity level with detergent
(Ie, high surfactant levels) to form detergent agglomerates, thereby further compacting
Used to obtain a good detergent.
process
The process preferably has a free-flowing high density having a density of at least 650 g / l.
Produce density detergent agglomerates. According to the method, high activity with relatively low moisture content
From the viscous viscoelastic surfactant paste, high-density detergent agglomerates are produced. Previously,
Processing and storing certain highly viscoelastic and highly active surfactant pastes
Problems especially with temperature fluctuations and their sensitivity to contaminants that are acidic in nature
Met. Without being bound by theory, such temperature fluctuations and acidic contaminants
An autocatalytic hydrolysis reaction of the surfactant paste occurs, thereby causing this surfactant
It is thought that the agent paste will substantially return to an aqueous alcohol solution that can not be reprocessed
It is. Therefore, the optimal selected temperature range and contaminant pH range will be
Must be adjusted to produce the desired detergent agglomerates used in Pact detergent products
I knew I had to.
The first step in the method is the multi-step process used to produce high-density detergent agglomerates.
Non-linear viscoelastic surface activity characteristic of most highly active and highly viscoelastic pastes
An adhesive paste is provided. The phrase "non-linear viscoelasticity" means that the paste
Having a linear flow velocity characteristic and exhibiting viscoelastic fluid behavior, that is,
It means that it can expand and contract like chewing gum. Until now, such non
Linear viscoelastic surfactant pastes are very difficult to process and keep stable
there were. Preferably, the surfactant paste is about 10% by weight of the surfactant paste.
70 to about 95%, more preferably about 70 to about 85%, and most preferably about 70 to about
It comprises 75% of a detersive surfactant.
In a preferred embodiment, the surfactant paste comprises from about 1: 1 to about 5: 1 (AS:
LAS), C14-15Alkyl sulfate ("AS") and C12-13
A mixture of linear alkyl benzene sulfonate ("LAS") surfactants.
In another preferred embodiment, about 3: 1 C14-15Alkyl sulfate vs. C12- 13
Surfactant paste mixing with linear alkylbenzene sulfonate weight ratio
Thinking about things. In other optional surfactant systems, pure AS or
Pure LAS surfactant and alkyl ethoxy sulfate ("AES") system
But where AES is the only or one surfactant in the paste.
The surfactant paste may comprise from about 5% to about 30% by weight of the paste, more preferably
It also contains about 15 to about 25%, most preferably about 15 to about 20% water. in addition,
The paste comprises about 0.1 to about 10% by weight of the paste, more preferably about 1 to about 8%.
, Most preferably about 2 to about 8% polyethylene glycol. Surface activity
The agent paste comprises about 0.01 to about 5% by weight of the paste, more preferably about 0.1 to about 5% by weight.
About 1%, most preferably about 0.5 to about 1% of an alkali metal hydroxide, preferably water
Also contains sodium oxide. By-products such as unreacted alcohol, sulfate, etc.
Are also present in the surfactant paste, but keeping these amounts to a minimum
preferable.
In the next step of the method, the surfactant paste is heated to about 50 to about 80C, and
Preferably within a temperature range of about 60 to about 75C, most preferably about 65 to about 70C.
Adjusted. Preferably, the conditioning step is at least 48 hours, more preferably
Surfactant for at least 72 hours, most preferably for at least 170 hours
Keep or keep the paste stable. Thus, undesirable water content
Subject to dissolution reactions and / or unacceptable rheological properties such as high viscosity
Difficult to transport and process due to elimination of possible surfactant paste
.
In addition, surfactant pastes contain substances that generate gas when reacted with acids.
It is preferably not included. Such materials include carbonates, percarbonates
Acid, perborate, or other substances that generate gas on contact with acidic substances.
You. While not intending to be bound by theory, surfactant pastes can emit such gases.
If it contains raw material, it will react with acidic contaminants to generate gas, which
Is spread in the residual surfactant paste and acid contaminants traverse the paste
It is presumed to form a "channel" or "passage" that can move. This
It is only a small isolated that does not affect the overall surfactant paste composition
Unlike the hydrolysis phenomenon, which accelerates the hydrolysis reaction of the entire surfactant paste
You. Moreover, in this respect, it is substantially free of contaminants having a pH of less than about 7.
Thus, maintaining the surfactant paste is preferred in the present method.
In the next step of the method, the surfactant paste is mixed with a high speed mixer / densif
Fire (eg, Loedige Recycler CB30), where it is typically
Operate in the range of 300 rpm to about 2500 rpm. In this step, about 2
5 to about 65% by weight, more preferably 30 to about 60%, most preferably about 35 to about
55% of the surfactant paste is used in the method to make agglomerates. Further
, About 1 to about 70% by weight, more preferably about 5 to about 70%, most preferably about 50%.
~ 70% of the wash builder is charged to the high speed mixer / densifier.
Other builders may be used in the method as described below,
Builder is preferred.
Surfactant pastes and builders are first used to form detergent agglomerates.
High speed mixer / densifier, then medium speed mixer / densifier
(E.g., having a large central shaft operating in the 100-300 rpm range)
Process pastes and builders with Loedige Recycler KM300 "Ploughshare"
Aggregated by High speed mixer / densifier or medium speed mixer
Another device suitable for use as a mixer / densifier is US Pat.
, 366,652, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
Part of the disclosure of the specification. Optionally, other conventional washing as described below
Ingredients are also high-speed mixer / densifier to create fully formulated detergent agglomerates
And / or can be put into a medium speed mixer / densifier
.
Surfactant pastes, builders and any other starting detergent material may further build
Sent to a medium speed mixer / densifier for up-agglomeration and at least 6
An agglomerate having a density of 50 g / l, more preferably from about 700 to about 900 g / l;
Become. Preferably, a high speed mixer / densifier (eg, Loedige Recy
surfactant paste in cler CB30 mixer / densifier)
And the average residence time of other starting detergent materials is about 1-30 seconds, but low or medium.
Speed mixer / densifier (for example, Loedige Recycler KM300 "Ploughshare"
Residence time in the mixer / densifier) is about 0.25-10 minutes
.
Inevitably, of the aggregates coming out of the medium speed mixer / densifier
Is below the specified particle size range, but may be separated
Return to high-speed mixer / densifier for flocculation and recycle
Can be. In that regard, these so-called too small agglomerates or "fines"
Is about 5% to about 30% by weight of the detergent agglomerates.
The particle porosity of the detergent agglomerates produced by the method of the present invention is preferably from about 5 to about
It is in the range of 20%, more preferably about 10%. In combination with the above porosity and particle size
If present, an agglomerate with a density value of 650 g / l or more is obtained. this
Features such as the production of other granular compositions such as low usage laundry detergents and dishwashing compositions
Especially useful for:
In this method, in order to facilitate the production of the desired detergent agglomerates,
Spraying additional builders with the mixer / densifier used
Can be included. Binders add a “binding” or “sticky” agent to the detergent components
Thereby, it is added for the purpose of increasing cohesion. The binder is preferably water,
Nonionic surfactant, nonionic surfactant, polyethylene glycol, polya
It is selected from the group consisting of acrylates, citric acid and mixtures thereof. here
Other suitable binder materials, including those listed, are disclosed by Beerse et al. In US Pat.
8,646 (Procter & Gamble), the disclosure of which is cited.
Are hereby incorporated by reference.
Another optional step envisaged by the method is a medium speed mixer / density mixer.
Drying the detergent agglomerates after the sifter conditions the detergent agglomerates.
To synchronize. In yet another optional step, the agglomerate is made more fluid (ie,
,
For the purpose of reducing caking), the detergent agglomerates are mixed with a medium speed mixer / densifier.
Before or after exiting the dryer, the detergent agglomerates may be coated with a coating (eg, aluminum
Silicate, carbonate, sulfate or other dry powdered material).
It can be used as an additive or in a form that can be shipped or packed.
Thus, the condition of the detergent aggregate is further increased. Various methods for those skilled in the art
Allowed drying and cooling of the discharged detergent agglomerates without departing from the scope of the invention.
Will be used for For example, devices such as fluidized beds
Air lift is used for the required cooling at the same time.
Surfactant paste
The viscoelastic surfactant paste used here has viscoelastic fluid properties,
This can be described by a common mathematical model describing the shear thinning properties of the paste.
it can. The mathematical model is called Power Law Model and is expressed by the following relationship.
δ = Kγn
In the above, σ = shear stress (dyn / cmTwo), K = consistency (Poise.secn-1), Γ = shear rate
Degree (sec-1) And n = velocity index (dimensionless). Speed index n
The value is 0-1. As n approaches zero, the fluid will shear thinner. n approaches 1
The closer it is to simple Newtonian behavior, ie constant viscosity behavior. K is 1sec-1of
It can be interpreted as the apparent viscosity at the shear rate.
In this connection, the viscoelastic surfactant paste used in the present method is 70 ° C.
In about 50,000 to about 250,000 cPoise.secn-1(500 to 2500 Poise
.secn-1), More preferably from about 100,000 to about 195,000 cPoise.sec.n-1
(1000-1950 Poise.secn-1), Most preferably from about 120,000 to about 1
80,000cPoise.secn-1(1200 to 1800 Poise.secn-1) With consistency K
I do. Preferably, the surfactant paste is from about 0.05 to about 0.25, more preferably
About 0.08 to about 0.20, most preferred
Or about 0.10 to about 0.15.
Surfactants in the paste can be anionic, nonionic, bipolar, amphoteric and
It can be selected from thionic classes and their compatible mixtures. Useful detergent interface here
The activator is disclosed in Norris US Pat. No. 3,664, issued May 23, 1972.
U.S. Pat. No. 6,961, and Laughlin et al. Issued on Dec. 30, 1975.
No. 3,919,678, both of which are cited.
It is a part of the disclosure of the present specification. Useful cationic surfactants include 198
Cockrell U.S. Pat. No. 4,222,905, issued Sep. 16,
And Murphy U.S. Pat. No. 4,239,65, issued Dec. 16, 1980.
No. 9 is described in this specification, and both of them are referred to in this specification by reference.
Is part of the disclosure. Among surfactants, anionic and nonionic properties are preferred.
Preferably, anionicity is most preferred.
The following record is a representative example of a detergent surfactant useful in the present surfactant paste.
. A water-soluble salt of a higher fatty acid, ie, "soap" is an anionic surfactant useful in the present composition.
Sexual agent. This includes carbon numbers from about 8 to about 24, preferably from about 12 to about 18 carbon atoms.
Higher fatty acids sodium, potassium, ammonium and alkylol ammo
There are alkali metal soaps such as the sodium salts. Soap depends directly on the oil or fat
Or made by neutralization of free fatty acids. Particularly useful are coconut oil and beast
Sodium and potassium salts of a mixture of fatty acids derived from fats, ie sodium
Or potassium tallow and coconut soap.
Additional anionic surfactants suitable for use herein include those having about 10 to about 20 carbon atoms.
Having an alkyl group and a sulfonic acid or sulfate group in their molecular structure
Water-soluble salts of organic sulfuric acid reaction products, preferably alkali metals, ammonium and
There are alkylol ammonium salts (the term “alkyl” includes the acyl group
Alkyl moieties). An example of a synthetic surfactant in this group is sodium
And glycerides of potassium alkyl sulfates, especially tallow or coconut oil
Alcohols that are made by reducing8-C18) By sulfation
Wherein the alkyl group has from about 9 to about 15 carbon atoms in a linear or branched configuration
Sodium and potassium alkylbenzene sulfonates, such as US Pat.
, 220,099 and 2,477,383.
Things. Particularly useful are C11-13In the alkyl group, abbreviated as LAS
Linear alkylbenzene sulfonate having an average carbon number of about 11 to 13.
Other anionic surfactants suitable for use herein are sodium alkyl glycerides.
Higher alcohols derived from lyl ether sulfonates, especially tallow and coconut oil
Coal ether, sodium coconut oil fatty acid monoglyceride sulfonate and
And sulfate, ethylene oxide and about 8 to about 12 alkyl carbon atoms per molecule
Sodium or potassium, having about 1 to about 10 units of ethyl per molecule
An alkyl group having an alkyl group having about 10 to about 20 carbon atoms
Sodium or potassium salt of ethylene oxide ether sulfate
You.
In addition, suitable anionic surfactants include about 6-20 carbon atoms in the fatty acid group
And α-sulfonated fatty acids having about 1 to 10 carbon atoms in the ester group.
Water soluble salts of ter, about 2 to 9 carbon atoms in the acyl group and about 9 to about
Water-soluble salts of 2-acyloxyalkane-1-sulfonic acids having 23 carbon atoms,
About 10 to 20 carbon atoms and about 1 to 30 moles of ethylene oxide
Having alkyl ether sulfates having about 12 to 20 carbon atoms
Water-soluble salts of quinine and paraffin sulfonate, alkyl groups having about 1 to 3 carbon atoms
Β-alkyloxyalkyl having about 8 to 20 carbon atoms in the atom and alkane moieties
There is cansulfonate.
Preferred anionic surfactants are C10-18Linear alkylbenzene sulfonate
And C10-18It is an alkyl sulfate. If desired, low moisture (about 2
Alkyl sulfate paste is the only component in surfactant paste
There may be. Most preferred are linear or branched, primary, secondary or tertiary.
C10-18It is an alkyl sulfate. In a preferred embodiment of the present invention, the surfactant
Agent paste containing sodium C in a weight ratio of about 2: 1 to 1: 210-13Linear alkylben
Zensulfonate and sodium C12-16Alkyl sulfate mixture about 2
0 to about 40%. In another preferred embodiment of the detergent composition, about 80
: C at a weight ratio of 2010-18Alkyl sulfate and C10-18Alkyl ethoxy
Contains a mixture of sulfates.
Water-soluble nonionic surfactants are also useful in the present invention. Such nonionic matter
The quality includes alkylene oxide groups (hydrophilic in nature) and aliphatic or alkyl in nature.
Some compounds are made by condensation with organic hydrophobic compounds that are aromatic. Either
The length of the polyoxyalkylene group condensed with a specific hydrophobic group is hydrophilic or hydrophobic.
Easily adjusted to obtain water-soluble compounds with desired balance between aqueous elements
it can.
Suitable nonionic surfactants include the alkylphenols polyethyleneoxy.
A condensate such as an alkyl group having about 6 to 15 carbon atoms in a linear or branched configuration;
About 3 to 12 moles of ethylene oxide per mole of alkylphenol
And condensation products of alkylphenols. 8 or more carbon atoms in a linear or branched configuration
Aliphatic alcohol, and 3 to 12 moles of ethyl alcohol per mole of alcohol
Water-soluble and water-dispersible condensation products with peroxides are also included.
An additional group of nonionics suitable for use here is the semi-polar nonionic surfactant
Which includes one alkyl moiety having about 10 to 18 carbon atoms and about 1 to 18 carbon atoms.
Two moieties selected from the group of about 3 alkyl and hydroxyalkyl moieties;
A water-soluble amine oxide having one alkyl moiety having about 10 to 18 carbon atoms
Selected from the group consisting of alkyl groups and hydroxyalkyl groups having about 1-3 carbon atoms
A water-soluble phosphine oxide having two moieties having from about 10 to 18 carbon atoms
And alkyl and hydroxyalkyl having about 1 to 3 carbon atoms
Water-soluble sulfoxides having a moiety selected from the group consisting of moieties.
Preferred nonionic surfactants are of the formula R1(OCTwoHFour)nOH, where R1
Is CTen-C16Alkyl group or C8-C12An alkylphenyl group, wherein n is 3 to about
80. Particularly preferred is C12-CFifteenAlcohol and mole of alcohol
From about 5 to about 20 moles of a condensation product with ethylene oxide, e.g.
Condensed with about 6.5 moles of ethylene oxide per mole12-C13With alcohol
You.
Additional suitable nonionic surfactants include polyhydroxy fatty acid amides of the formula
There is
In the above formula, R is C9-17Alkyl or alkenyl;1Is a methyl group,
Z is glycityl derived from a reducing sugar or its alkoxylated derivative.
Examples are N-methyl N-1-deoxyglucityl cocoamide and N-methyl N-1-
Deoxyglucityl oleamide. Method for producing polyhydroxy fatty acid amide
Are well known and are described in Wilson U.S. Pat. No. 2,965,576 and Schwartz U.S. Pat.
No. 2,703,798, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Part of the disclosure of the specification.
Amphoteric surfactants include derivatives of aliphatic secondary and tertiary amines, or heterocyclic
There are aliphatic derivatives of the formula secondary and tertiary amines, wherein the aliphatic moiety is straight-chain
Or one of the aliphatic substituents having about 8 to 18 carbon atoms.
Thus, at least one aliphatic substituent is an anionic water-soluble group.
Zwitterionic surfactants include aliphatic, quaternary, ammonium, phosphonium and zinc.
There is a derivative of a ruphonium compound, wherein one of the aliphatic substituents has a carbon atom
The number is about 8-18.
Cationic surfactants may also be included in the present invention. For cationic surfactants
With one or more organic hydrophobic groups in the cation and a quaternary nitrogen generally with an acid group
There are various compounds that are characterized. Pentavalent nitrogen ring compounds are also considered quaternary nitrogen compounds
Can be Suitable anions are halide, methyl sulfate and hydroxide
It is. Tertiary amines can be combined with cationic surfactants at aqueous pH below about 8.5.
It may have similar characteristics. These and other cationic fields useful herein
Further disclosure of surfactants is incorporated herein by reference.
U.S. Pat. No. 4,228,00 to Cambre, issued Oct. 14, 1980.
See No. 44.
Cationic surfactants provide fabric softening and / or antistatic effects
Therefore, it is often used in detergent compositions. Demonstrating a certain softening effect,
A preferred antistatic agent is described in Baskerville, Jr., issued February 3, 1976. La
Quaternary ammonium salts described in U.S. Pat. No. 3,936,537.
And the disclosure of which is incorporated herein by reference.
Detergency builder
In this method, a high-speed mixer / densifier is used to coagulate with the surfactant paste.
Injecting a detergency builder into the sifier. Builder washing
Helps control minerals, especially Ca and / or Mg hardness in water,
Or it helps to remove particulate soil from the surface. Builders use ion exchange,
Provide a surface that tends to sediment the hardness ions more than the surface of the article to be cleaned.
Various mechanisms, such as the formation of soluble or insoluble complexes with hardness ions
It works by nysm. Builder level depends on the end use and physical form of the composition
Will vary widely depending on. Buildered detergents typically have at least about 1% builder
Including Liquid formulations are typically from about 5 to about 50%, more typically from about 5 to about 50%.
Contains 35% builder. Granular formulations typically contain from about 10 to about 8 of the detergent composition.
0% by weight, more typically about 15 to about 50% builder. Less than or
These levels of builder are not excluded. For example, some detergent additives
Alternatively, builders may not be included in high surfactant formulations.
Suitable builders are phosphates and polyphosphates, especially the sodium salt
And water-soluble and hydrated solid types and chains, layers or three-dimensional structures, and amorphous
Silicates, including solid and non-constructed liquid types, carbonates and bicarbonates
Sesquicarbonate, sodium carbonate or sesquicarbonate
Carbonate minerals other than phosphates, aluminosilicates, acids, sodium,
Organic mono, di, tri and tet in potassium or alkanol ammonium salt form
Lacarboxylates, especially water-soluble non-surfactant carboxylate, and aliphatic and
Oligomers or water-soluble low molecular weight polymer carboxy, including aromatic and aromatic types
Rate or phytic acid. These are, for example, pH buffers
Surfactants and / or builders by borate for purpose or stable
Sulfates, especially sodium sulfate, important for the engineering of detergent compositions containing them
And other fillers or carriers.
Builder mixtures, sometimes referred to as "builder systems", are used, typically 2
Containing one or more conventional builders, optionally a keland, p
Supplemented with H-buffers or fillers, these latter substances being referred to herein as the amount of the substance.
Is usually considered separately from the description. Surfactants and buildings in the detergent
With respect to the relative amount of diol, a preferred builder system has a surfactant of about 60: 1 to about 1:80.
It is typically formulated in a weight ratio of builder to builder. One preferred laundry detergent is 0.1.
90: 1.0-4.0: 1.0, more preferably 0.95: 1.0-3.0: 1
. It has the above ratio in the range of 0.
Preferred P-containing cleaning builders where permitted by law include tripolyphosphate
, Pyrophosphate, glassy polymeric metaphosphate
Alkali metals, ammonium and alkanoates of sulfates and phosphonates
But not limited thereto.
Suitable silicate builders include alkali metal silicates, especially 1.6: 1
3.2: 1 range SiOTwo: NaTwoLiquid and solids with O ratio, especially automatic dishwashing
The purpose is a solid hydrated 2-specific silica sold by PQ Corp. under the brand name BRITESIL.
Sheet, e.g., BRITESIL H20, laminated silicate, e.g.
Some are described in U.S. Pat. No. 4,664,839 to P. Rieck. When
In the meantime, NaSKS-6, abbreviated as "SKS-6", is sold by Hoechst.
Crystalline Aluminum Free δ-NaTwoSiOFiveSilicates in the form, especially granules
Preferred in laundry compositions. German DE-A-3,417,649 and DE-A-3,
742,043. Other laminated silicates, such as general
Formula NaMSixO2x + 1・yHTwoO (M is sodium or hydrogen, x is 1.9
-4, preferably 2, and y is a number of 0-20, preferably 0).
Those that do, or alternatively, can be used here. Hoechst Stacked Silket
NaSKS-5, NaSKS-7 as α, β and γ layer silicate form
And NaSKS-11. Brie as a crispening agent in granules
A mug that can act as a stabilizer for
Other silicates such as cesium silicate are also useful.
U.S. Pat. No. 5,427,711, issued June 27, 1995 to Sakaguchi et al.
In anhydrous form, as described inTwoO ・ySiOTwo-ZM'O (M
Is Na and / or K, M ′ is Ca and / or Mg, y
/ X is 0.5-2.0 and z / x is 0.005-1.0)
Synthetic crystalline ion exchange materials or hydrates thereof having a chain structure and composition
Suitable for use with.
Suitable carbonate builders include those published on November 15, 1973.
Alkaline earths and the like as disclosed in US Pat. No. 2,321,001.
And alkali metal carbonates, but sodium bicarbonate, sodium carbonate,
There are other carbonate minerals, such as sodium sesquicarbonate, and trona
Or any convenient complex salt of sodium carbonate and calcium carbonate, e.g.
Composition 2Na if waterTwoCOThree・ CaCOThreeAnd furthermore
Calcium carbonates, including stones, aragonite and vaterite, especially dense houkai
Forms with a higher surface area compared to stone are also available, for example as seed crystals or for solid detergents
Useful as
Aluminosilicate builders are particularly useful in granular detergents, which can
It can be incorporated into a paste or gel. Empirical formula, [Mz(AlOTwo)z(Si
OTwo)v] XHTwoO (z and v are at least integers of 6 and the molar ratio of z to v is
1.0 to 0.5, and x is an integer of 15 to 264).
Suitable for this purpose. Aluminosilicates can be crystalline or amorphous,
Or may be synthesized. The method for producing aluminosilicate was described in October 1976.
U.S. Pat. No. 3,985,669 to Krummel et al.
. Preferred synthetic crystalline aluminosilicate ion exchange materials are zeolite A, zeolite
Wright P (B), Zeolite X and how different this is from Zeolite P
Is also commercially available as so-called zeolite MAP. Clinoptilolite (cl
Natural types, including inoptilolite), may also be used. Zeolite A has the formula: Na12[
(AlOTwo)12(SiOTwo)12] XHTwoO (x is 20-30, especially 27)
Having. Dehydrated zeolites (x = 0 to 10) can also be used. Preferred
In particular, the aluminosilicate has a particle size of 0.1 to 10 microns in diameter.
Suitable organic cleaning builders include water-soluble non-surfactant dicarboxylates and
There are polycarboxylate compounds including tricarboxylates. More typical
Typically, builder polycarboxylates have a large number of carboxylate groups,
It has at least three carboxylate. Carboxylate builder
Can be formulated in acid, partially neutralized, neutralized or overbased form. When in salt form,
Alkali metals such as thorium, potassium and lithium, or alkanols
Ammonium salts are preferred. Polycarboxylate builders include oxydisac
Ether polycarboxylates such as sinate (Berg, 7 April 1964)
U.S. Pat. No. 3,128,287 and Lamberti et al.
US Pat. No. 3,635,830), Bush et al., US Pat.
No. 4,663,071 "TMS / TDS" builder; U.S. Pat.
923,679, 3,835,163, 4,158,635, 4,
Rings such as described in U.S. Pat. Nos. 120,874 and 4,102,903.
There are other ether carboxylates, including formulas and cycloaliphatic compounds.
Other suitable builders are ether hydroxy polycarboxylates, anhydrous maleic
Copolymers of formic acid and ethylene or vinyl methyl ether, 1,3,5-to
Lihydroxybenzene-2,4,6-trisulfonic acid, carboxymethyloxyco
Variety of polyacetic acids such as succinic acid, ethylenediaminetetraacetic acid and nitrilotriacetic acid
Alkali metal salts, ammonium salts and substituted ammonium salts, melitic acid,
Succinic acid, polymaleic acid, benzene-1,3,5-tricarboxylic acid, carboxyme
Tyloxysuccinic acid, and their soluble salts.
Cytorates, such as citric acid and its soluble salts, are available from renewable sources
Carboxy important for biodegradability, e.g. for heavy duty liquid detergents
Rate builder. Cytrate is especially suitable for zeolites and / or laminated
In combination with the silicate, it can also be used in granular compositions. Oxydisuccinate is also
Particularly useful in such compositions and combinations.
Where permitted, and especially in the formulation of solids used in hand washing operations
Are sodium tripolyphosphate, sodium pyrophosphate and sodium
Alkali metal phosphates such as lium orthophosphate can be used. D
Like tan-1-hydroxy-1,1-diphosphonate and other known phosphonates
Phosphonate builders, for example, US Pat. Nos. 3,159,581, 3,21
No. 3,030, No. 3,422,021, No. 3,400,148 and No. 3,
No. 422,137 can also be used and have desirable anti-scale properties.
Some detergents, or their short-chain homologs, can also act as builders.
Have. For the purpose of assessing from unambiguous formulas, they are
, These substances are evaluated as detersive surfactants. builder
A preferred type for function is described in Bush, U.S. Pat.
66,984, 3,3-dicarboxy-4-oxa-1,6-f
Exemplified by xanthioates and related compounds. Succinate builders include CFive-C20
There are alkyl and alkenyl succinic acids and their salts. Succinate builder
Is lauryl succinate, myristyl succinate, palmityl succinate
2,2-dodecenyl succinate (preferred), 2-pentadecenyl succinate, etc.
There is also. Lauryl succinate was launched on November 5, 1986
No. 86200690.5 / 0,200,263.
. Fatty acids such as C12-C18Monocarboxylic acids can be used alone or as additional builders
Said builder, in particular citrate and / or succinine, to impart activity
In combination with a surfactant as a surfactant / builder substance in the composition.
. Other suitable polycarboxylates are available from Crutch dated March 13, 1979.
U.S. Pat. No. 4,144,226 to Field et al. and Diehl on Mar. 7, 1967.
U.S. Pat. No. 3,308,067. Diehl US Patent
See also 3,723,322.
In some cases, the expression (Mx)iCay(COThree)zInorganic builder substances with
Wear. Here, x and i are integers of 1 to 15, y is an integer of 1 to 10,
z is an integer of 2 to 25;iIs a cation, at least one of which is water
Soluble, so that the above formula has a neutral or "balanced" charge.
Σi=1-15(X multiplied by the valence of Mii) + 2y = 2z is satisfied. Hydrating water well
Or anions other than carbonate are balanced for total charge, or
May be added if it is neutral. The charge or valence effect of such anions
The result should be added to the right side of the above equation. Preferably, hydrogen, a water-soluble metal,
Hydrogen, boron, ammonium, silicon and mixtures thereof, more preferably
From thorium, potassium, hydrogen, lithium, ammonium and their mixtures
A water-soluble cation selected from the group consisting of sodium and potassium.
Is highly preferred. Non-limiting examples of non-carbonate anions include chloride, sal
Fate, fluoride, oxygen, hydroxide, silicon dioxide, chromic acid, nitric acid,
Some are selected from the group consisting of boric acid and mixtures thereof. This type
Preferred builders are, in their simplest form, NaTwoCa (COThree)Two, KTwoC
a (COThree)Two, NaTwoCaTwo(COThree)Three, NaKCa (COThree)Two, NaKCaTwo(
COThree)Three, KTwoCaTwo(COThree)ThreeSelected from the group consisting of
. Particularly preferred materials in the builders described herein are the various crystalline forms of NaTwo
Ca (COThree)TwoIt is. Suitable builders of the above type are the following minerals:
Afghanite, Andersonite, Ashcroftine Y, Beeyerite, Borcarite, Burbankite
, Butschliite, Cancrinite, Carbocernaite, Carletonite, Davyne, Dormayite
Y,
Fairchildite, Ferrisurite, Franzinite, Gaudefroyite, Gaylussite, Girvasi
te, Gregoryite, Jouravskite, Kamphaugite Y, Kettnerite, Kharmeshite, L
epersormiteGd, Litetite, Mckelveyite Y, Microsommite, Mroseite, Natrofa
irchildite, Nyerereite, RemonditeCe, Sacrofanite, Schrockingerite, Short
ite, Surite, Tunisite, Tuscanite, Tyrolite, Vishnevite and Zemkorite
Further exemplified in the natural or synthetic form of any one or a combination thereof.
Preferred mineral forms include Nyerereite, Fairchildite and Shortite.
Optional detergent ingredients
The starting or introduced detergent component of the process may include any additional components.
These include other cleaning builders, bleach, bleach activators, foam enhancement
Agents or foam inhibitors, rust and corrosion inhibitors, soil suspending agents, soil release agents, fungicides
, PH adjuster, non-builder alkali source, chelating agent, smectite clay, yeast
There are element, enzyme stabilizer and fragrance. Are incorporated by reference into this disclosure.
Baskerville, Jr., issued February 3, 1976. U.S. Pat.
See 936,537.
Bleaches and activators are available from Chung, issued November 1, 1983.
U.S. Pat. No. 4,412,934 and issued Nov. 20, 1984.
No. 4,483,781 to Hartman, which is incorporated herein by reference.
Both are incorporated herein by reference. Chelating agents,
Bush et al., US Pat. No. 4,6,6, incorporated herein by reference.
No. 63,071, described in column 17, line 54 to column 18, line 68
. A foam control agent is also an optional ingredient, and Bartolet issued on January 20, 1976
Ta et al., US Pat. No. 3,933,672 and issued Jan. 23, 1979.
No. 4,136,045 to Gault et al., Both of which are cited.
You
Are hereby incorporated by reference.
Smectite clays suitable for use herein are hereby incorporated by reference.
No. 4 to Tucker et al., Issued Sep. 9, 1988, which is incorporated herein by reference.
762, 645, column 6, line 3 to column 7, line 24.
Additional wash builders suitable for use herein are described in Baskerville Patent Specification, column 13, 5
Lines 4-16, line 16 and the US of Bush et al., Issued May 5, 1987.
Patent No. 4,663,071 is listed in the specification, and both are cited.
It is a part of the disclosure of the present specification.
For a better understanding of the invention, reference is made to the following examples, which are provided by way of explanation.
It is only for the purpose and does not limit the scope of the present invention.
An example
This example illustrates the method of the invention described and claimed herein. Pa
-Percentages are based on the mixture before subsequent drying, unless otherwise specified.
On a weight basis. As used herein, the terms "LAS" and "AS"
"Sodium linear alkyl benzene sulfonate" and "sodium alkyl
"Sulfate" respectively. C14-15AS and C12.3Coming out of LAS
Some surfactant pastes are C14-15Alcohol to SOThreeSulfate with 50%
C with caustic soda (sodium hydroxide)12.3Simultaneous neutralization with HLAS
You. The specific composition of the surfactant paste is shown in Table I.
Drop film type SOThreeThe reactor is charged with acid form C14-15Alkyl sulfate and C12.3
Used to produce linear alkylbenzene sulfonates. Acid for cooling
A recycle loop containing a heat exchanger, a recirculation pump suitable for highly viscous fluids,
Feed into a high activity neutralization system consisting of a high shear mixer into which the reactants are introduced. High activity
The surfactant paste leaving the neutralization system is heated to a temperature of 71 ° C and jacketed.
Carry to control 316L stainless steel storage container for storage. Surfactant pace
Remains stable, with p> 10 for at least 5 days (120 hours)
Maintain H. The temperature of the paste is controlled by circulating the glycol solution in a jacketed container.
Maintain at 65-70 ° C by a ring.
The two feed streams of the various detergent starting components are combined at a speed of 2800 kg / hr with Lo
Continuous feed into edige CB-30 mixer / densifier, one of which is
The cleaning stream contains a surfactant paste and the other stream is an aluminosilicate
Contains rudder. Surfactant paste, aluminosilicate and any
The cobuilder sodium carbonate is agglomerated to form a detergent agglomerate. Loedige CB
-30 Mixer / Detergent agglomerated from the densifier, Loe for further coagulation
dige KM-600 Feed continuously into mixer / densifier. Then obtained
Detergent agglomerates can be removed in any condition equipped with a fluid bed dryer and fluid bed cooler.
Supply to the tanning device. The detergent agglomerate discharged from the fluidized bed cooler is sieved and then supplemented.
The auxiliary detergent component is mixed therewith to obtain a fully formulated detergent product having a uniform particle size distribution.
The composition of the detergent agglomerates leaving the fluidized bed cooler is shown in Table II below.
Although the present invention has been described in detail, various changes may depart from the scope of the invention.
Without departing from the scope of the present invention, the present invention is not limited to the description.
Will be apparent to those skilled in the art.
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フロントページの続き
(72)発明者 レスター、ジョン、ホリハン
アメリカ合衆国ケンタッキー州、アレクサ
ンドリア、バーズ、ブランチ、ロード、
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Continuation of front page
(72) Inventors Lester, John, Horihan
Alexa, Kentucky, United States
Dhria, birds, brunch, road,
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