KR100204549B1 - 계면활성제 과립의 제조방법 - Google Patents

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야곱스 요헨
키쉬켈 디트마르
크라에플린 페터
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한스 크리스토프 빌크, 미하엘 베르크만
헨켈 코만디트게젤샤프트 아우프 악티엔
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Abstract

본 발명은 비 - 계면활성 액체 성분의 존재가 중요한 변수로 되지 않는 중질의 자유 유동 계면활성제 과립의 제조방법을 제공해야 하는 문제점을 제기한다. 본 발명에 따르면, 이러한 문제점은 비 - 계면활성 액체 성분을 함유하며 상압 및 20 내지 40℃의 온도에서 액체 내지 페이스트 유사 형태로 존재하는 계면활성제 배합물의 조립 및 동시의 건조에 의해 해결된다. 원한다면, 조립 및 동시의 건조를 무기 또는 유기 고체를 첨가하면서 실행할 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 계면활성제 과립은 500 g/l 이상의, 바람직하게는 550 내지 1000 g/l 범위의 겉보기 밀도를 갖는다.

Description

계면활성제 과립의 제조방법
본 발명은 세척 및 세정 활성 계면활성제 화합물의 액체 및 페이스트형 배합물을 높은 겉보기 밀도를 갖는 저장성의 무분진(dust - free) 과립으로 전환시키는 방법에 관한 것이다.
담색의 계면활성제 분말, 특히 지방산 알킬 황산염 (FAS) 및 알킬 벤젠 술폰산염(ABS) 를 기재로 하는 음이온성 계면활성제의 경제적인 합성 방법이 현재 당분야 숙련인에게 확립된 지식이다. 상응하는 계면활성제염이 약 20내지 80중량 %, 보다 특히는 35내지 60 중량 % 의 수함량을 갖는 수함유 생성물로서 수득된다. 이런 유형의 생성물은 단지 약 50 중량 %의 활성 성분 함량에도 불구하고 실온에서 페이스트 유사 내지 절단성 조도를 가지며 상기 페이스트의 유동성 및 펌핑성은 실온에서 제한되거나 상실되어, 이들 페이스트의 저장 및 이후의 가공시, 특히 혼합물, 예를 들면 세제 내로의 혼입시 상당한 문제점이 발생된다. 따라서, 건조상태의, 특히 자유 유동 형태의 세제-품질 계면 활성제가 현재 요구되고 있다. 비록 자유 유동 계면활성제 분말, 예를 들면 자유 유동 FAS 분말이 통상적인 건조에 의해, 예를 들면 분무 건조 탑내에서 수득될 수 있지만, 무엇보다도 이렇게 수득된 분말, 특정 FAS 분말을 공업적 규모로 사용할 경우 경제성이 위협받는다는 심각한 제한이 관찰된다. 예를 들면, 분무 건조된 FAS 분말은 매우 낮은 겉보기 밀도를 가져서 이들 분말의 포장 및 판매시 바람직하지 못한 상황이 야기되므로, 대안적으로 분말을 비교적 중질의 과립으로 조립함에 의해 압축해야만 한다. 그러나 소위 탑 분말의 제조시에도 안정성 고려가 필수적이기 때문에 분무 건조 공정 조작이 제한되므로 실용성 문제점이 발생된다. 그러므로 20 중량 % 이상의 활성 물질을 함유하는 FAS를 기재로하는 탑 분말의 안정성 연구는 상기 배합물의 분무 건조가, 예를 들면 탑 입구 온도는 200℃이하이어야 한다는 등의 매우 제한된 범위내에서만 가능하다는 것을 나타낸다. 분무 건조의 또다른 단점은 케이킹 (caking)이 탑내에서 발생되며 이는 분말의 갈색 변색을 유도한다는 것이다.
상응하는 또는 기타의 문제점이 많은 기타 세척 및 세정 활성 계면활성제 화합물의 물 - 기재, 보다 특히는 페이스트 - 유사 배합물의 저장성 고체로의 전환시 발생된다. 음이온성 올레오케미칼 계면활성제 화합물의 또다른 예는 지방산 분자내의 10 내지 20개의 탄소 원자를 주로 함유하는 식물성 또는 동물성 지방산의 메틸 에스테르를 α - 술폰화한 후에 수용성 1 가염, 보다 특히 상응하는 알칼리금속염으로 중화함으로써 제조되는 공지된 술포지방산 메틸 에스테르 (지방산 메틸 에스테르 술폰산염, MES)이다. 이의 에스테르 분해로 2가염 및 술포지방산 메틸 에스테르 1가염의 혼합물과 마찬가지로 중요한 세탁 및 세정성을 갖는 상응하는 술포지방산 또는 그의 2가염이 수득된다. 그러나, 세정 활성 알킬 글리코시드 화합물의 경우에서와 같이 상응하는 계면활성원료 물질을 건조 형태로 제조하고자 하는 경우에 기타 부류 계면활성제에 있어도 상응하는 문제점이 발생된다. 담색 반응 생성물을 수득하기 위하여 일반적으로 합성 후에 예를 들면 과산화 수소 수용액으로 표백하여야 하며 이 경우에도 또한 통상적인 기술에 의해 수성 페이스트 형태를 유도해야만 한다. 수 - 함유 알킬 글리코시드 페이스트 (APG 페이스트) 는 상응하는 건조 생성물에 비하여 가수분해 또는 미생물 오염이 되기 쉽다. 그들의 경우에, 공지 방법에 의한 단순 건조는 상당히 어렵다. 최종적으로, 세척 활성 비누의 알칼리 금속염의 수함유 페이스트 및/또는 ABS 페이트의 건조 또한 상당한 문제점을 갖는다.
계면활성제 페이스트의 분무 건조의 대안은 조립이다. 그러므로 유럽 특허 출원 제 EP 403 148호는 냉수에 분산가능한 FAS 과립의 제조방법을 기술한다. 이 방법에서, 14 중량 % 이하의 물 및 20 중량 % 이하의 기타 첨가제를 함유하는 고도로 농축된 수성 FAS 페이스트는 10 내지 45℃ 의 온도에서 과립이 형성될때까지 기계적으로 처리된다. 이 방법에 의해 단지 4 내지 30℃의 세척 온도에서 분산 가능한 FAS과립이 수득되지만 유지해야하는 공정 온도와 계면 활성제 페이스트의 비교적 낮은 최대 수함량이 중요한 공정 변수이다. 또한, 이 방법에 의해 수득된 과립의 겉보기 밀도는 언급되어 있지 않다.
유럽 특허 출원 제 EP 402 112 호는 산형태의 음이온성 계면활성제를 48℃이상의 융점을 갖는 폴리에틸렌 글리콜, 에톡실화 알콜 또는 알콜 페놀과 같은 보조제를 첨가하여 12중량 %이하의 물을 함유하는 페이스트로 중화하고 고속 혼합기에서 조립하는 것으로 구성되는 FAS 및/또는 ABS과립의 제조방법을 기술하나. 이 경우에는 사용되는 물의 양이 중요한 공정 변수이다. 또한 이 방법에 의해 수득된 계면활성제 과립의 겉보기 밀도는 언급되어 있지 않다.
유럽 특허 출원 제 EP 402 111 호는 미립 고체를 액체 성분으로서 물을 함유하고 유기 중합체 및 보조제를 또한 함유할 수 있는 계면활성제 배합물에 첨가하고 전체를 고속 혼합기에서 조립하는 것으로 구성되는 500 내지 1200g/1의 겉보기 일도를 갖는 세척 및 세정 활성 계면활성제 과립의 제조 방법을 기술한다. 이 경우에도 또한, 계면활성제 페이스트의 수함량이 중요한 공정 변수이다. 계면 활성제 페이스트의 수함량이 너무 높으면 고체가 분산되어 응집제로서 더이상 작용할 수 없다. 한편, 고체 함량이 특정 값을 초과한다면, 혼합물은 조립에 필요한 조도를 갖지 않는다.
본 발명에 의해 제기되는 문제점은 비 - 계면활성 액체 성분의 존재가 중요한 공정 변수가 아닌 중질의 자유 유동 계면활성제의 제조 방법을 제공한다는 것이다.
따라서, 본 발명은 상압 (常壓) 및 20 내지 40℃의 온도에서 액체 내지 페이스트 유사 형태로 존재하는 비 - 계면활성 액체 성분을 함유하는 계면활성제 배합물을 임의적으로 무기 또는 유기 고체를 첨가하면서 조립하고 동시에 건조시키는 비 - 계면활성 액체 성분을 함유하는 계면활성제 배합물의 조립에 의한 500g/1 이상의 겉보기 밀도를 갖는 세척 및 세정 활성 계면활성제 과립의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공정은 단지 수종류의 계면활성제의 과립제조에만 한정 되는것이 아니라 음이온, 비이온성, 양쪽이온성, 양이온성 계면활성제 및 그의 혼합물의 자유 유동 과립이 이 방법에 의해 제조될 수 있어서 과립의 조성을 미리 결정할 수 있다는 장점을 갖는다. 음이온성 또는 비이온성 계면활성제 또는 음이온 계면활성제 및 비이온성 계면활성제 혼합물의 제조가 바람직하다. 특히, 공지된 플러밍 (pluming) 현상으로 인하여 분무 건조할 수 없었던 비이온성 계면활성제 함유 과립을 본 발명에 따른 방법에 의해 제조할 수 있으므로 본 발명에 따른 방법은 분무 건조에 비하여 이롭다. 또한, 바람직하게 비교적 낮은 공정 온도 및 온화한 건조 조건 때문에 과립의 갈색화는 발생되지 않는다.
첫번째 구현예에서, 본 발명에 따라서 사용되는, 20 내지 40℃ 의 온도 및 상압에서 액체 내지 페이스트 유사 형태로 존재하는 계면활성제 배합물은 1종이상의 계면활성제 및 유기 및/또는 무기 성분을 함유하는 비 - 계면활성 액체 성분을 함유한다. 또다른 구현예에서, 계면활성제 배합물은 2 부분 이상의 별개의 부분으로 구성되는데, 그중 첫번째 부분은 1 종 이상의 계면활성제 및 유기 및/또는 무기 성분을 함유하는 비 - 계면활성 액체 성분의 혼합물을 함유하는 반면에, 두번째 또는 그 다음 부분은 첫번째 부분의 계면활성제와는 적어도 부분적으로 상이한, 20내지 40℃의 온도 및 상압에서 액체 내지 페이스트 유사 형태 존재하는 1종 이상의 계면 활성제, 또는 첫번째 부분의 계면활성제와는 적어도 부분적으로 상이한 1 종 이상의 계면활성제와 유기 및 /또는 무기 성분을 함유하는 비 - 계면활성 액체 성분의 1종 이상의 성분은 계면활성제 배합물의 상기 계면활성제 함유 부분에 혼입되는 것이 아니라 개별적으로 첨가되다. 그러나, 하기에는 언급되는(계면활성제 배합물을 기준으로한) 정량 데이터가 관계되는 한, 계면활성제 배합물의 개개의 계면활성제 함유부분 및 개별적으로 첨가되며 계면활성제와의 균질한 혼합물 형태가 아닌 비-계면활성 액체 성분의 성분들이 계면활성제 배합물내에 임의적으로 포함되는 것으로 추정된다.
1종 이상의 성분을 함유할 수 있는 비 - 계면활성 액체 성분은 상압에서 바람직하게는 250℃ 이하, 보다 바람직하게는 200℃이하의 비점 또는 비점 범위를 갖는다. 특히 이로운 구현예에서, 비 - 계면활성 액체 성분은 상압에서 60 내지 180℃에서 비등하는 성분을 함유한다. 1가 및/또는 다가 알콜, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 2차 및 3차 부탄올, 펜탄올, 에틸렌 글리콜, 프로판 - 1, 2- 디올, 글리세롤 또는 그의 혼합물이 비 -계면활성 액체 성분내에 임의로 존재하는 유기성분으로서 첨가된다. 비 - 계면활성 액체 성분으로서 사용되는 1가 및/또는 다가 알콜의 백분율 함량은 바람직하게는 계면활성제 배합물을 기준으로 하여 0.5 내지 10 중량 % 이다.
그러나, 물을, 임의적으로는 에탄올, 프로판 - 1, 2 - 디올 또는 글리세롤과 같은 유기성분과 함께 비 - 계면활성 액체 성분의 무기 성분으로서 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 물의 배분율 함량은 바람직하게는 계면활성제 배함물을 기준으로 하여 25 내지 80 중량 % 이다. 비 - 계면활성 액체 성분의 총 백분율 함량은 바람직하게는 계면활성제 배합물을 기준으로 하여 30 내지 70 중량 %, 보다 바람직하게는 45 내지 60 중량 %이다.
사용되는 음이온성 계면활성제의 예를 들면 술폰산염 및 황산염 형태의 음이온성 계면활성제이다. 술폰산염 형태의 바람직한 계면활성제는 C913알킬벤젠 술폰산염, 올레핀 술폰산염, 즉 알켄 및 히드록시알칸 술폰산염의 혼합물 및 또한 말단 및 중간 이중결합을 갖는 C1218모노올레핀과 기체상 삼산화황과의 술폰화에 이은 술폰화 생성물의 알칼리성 또는 산성 가수분해에 의해 수득된 형태의 디술폰산염이다. C1218알칸으로부터 술포염화 또는 술포산화 및 이에 이은 가수분해 또는 중화에 의해 수득 가능한 형태의 알칸술폰산염 또한 적절하다. 특히, 지방산 분자내에 10 내지 20 개의 탄소원자를 함유하는 식물성 및/또는 동물성 지방상 메틸에스테르의 α - 술폰화에 및 이에 이은 수용성 1 가 염으로의 중화에 의해 제조되는α-슬포지방산에 에스테르(에스테르 술폰산염), 예를 들면 수소화 코코넛 오일, 야장인 오일, 수지 지방산의 α-술폰화 메틸 에스테르 및 또한 에스테르 분해에 의해 수득 가능한 α - 술포지방산 및 그의 염이 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된다. 1 가염 및 2 가염의 기타 계면활성제, 예를 들면 알킬 벤젠술폰산염과의 혼합물의 제조 또한 바람직하다.
황산염 형태의 적절한 계면활성제는 천연 및 합성의 1 차 알콜, 보다 특히 지방산 알콜, 예를 들면 코코넛 오일 지방산 알콜, 수지 지방산 알콜, 올레일 알콜, 라우릴 알콜, 미리스틸알콜, 팔미틸알콜 또는 스테아로일알콜, 또는 C1020옥소알콜 및 동일한 사슬길이를 갖는 2 차 알콜의 황산 모노에스테르이다. 평균 3.5 몰 에틸렌 옥사이드를 함유하는 2 - 메틸 -분지쇄 C911알콜과 같은 1 내지 6 몰의 에틸렌 옥사이드로 에톡실화된 알콜의 황산모노에스테르 또한 황산화 지방산 모노글리세라이드로서 적절하다. 그러나, C1218알킬황산염 (FAS) 또는 C1618알킬 황산염 (TAS) 만을 또는 기타 계면활성제도 함께 함유하는 계면활성제 과립의 제조방법이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 방법에 의해 과립형태로 제조될 수 있는 기타 음이온성 계면활성제는 천연 또는 합성의, 바람직하게는 포화 또는 에틸렌계의 불포화 지방산의 비누이다. 천연 지방산, 예를 들면 코코넛 오일, 야자 인 오일 또는 수지 지방산으로부터 유도된 비누 혼합물이 특히 적절하다. 50 내지 100 % 의 포화 C1218지방산 비누 및 0 내지 50 % 의 올레산 비누로 구성된 비누혼합물이 바람직하다. 기타 계면활성제와 배합된 비누를 함유하는 과립이 본 발명에 따른 방법에 의해 바람직하게 제조된다.
음이온성 계면활성제는 그들의 나트륨, 칼륨, 칼슘 및 암모늄 염 및 또한 유기 염기, 예컨대 모노에탄올아민, 디에탄올아민 또는 트리에탄올아민의 수용성 염 형태로 사용될 수 있다. 이들은 바람직하게는 수성 제제, 보다 특히는 음이온성 계면활성제가 상응하는 산의 중화에 의한 그의 제조시에 축적되는 대략 30 내지 60 중량 % 수성제 제 형태로 사용된다.
본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 과립은 바람직하게는 비이온성 계면활성제를, 보다 특히는 음이온성 계면활성제, 예를 들면 알킬 벤젠술폰산염 및/또는 지방산 알킬황산염과 함께 함유한다. 비이온성 계면황설제는 바람직하게는 에톡실화된 액체, 보다 구체적으로는 1 차의, 바람직하게는 9 내지 18 개의 탄소원자 및 평균적으로 알콜 1 몰당 1 내지 12 몰의 에틸렌옥사이드를 함유하는 알콜로부터 유도되며, 여기에서 알콜 라디칼은 2 위치에서 직쇄 또는 메틸 -분지쇄일 수 있거나 옥소알콜 라디칼에 보통존재하는 바와같은 직쇄 및 메틸분지쇄의 혼합물을 함유할 수 있다. 그러나, 천연의 C1218알콜, 예를 들면 코코넛 오일 알콜, 수지 지방산 알콜 또는 올레일 알콜의 직쇄 라디칼이 특히 바람직하다. 언급된 에톡실화도는 특정 제품에 대하여는 정수 또는 소수일 수 있는 통계적 평균값이다. 바랍직한 알콜 에톡실레이트는 소위 내로우 - 레인지 에톡실레이트 (NRE) 이다. 평균적으로 2 내지 8 개의 에틸렌옥사이드기를 함유하는 알콜 에톡실레이트가 특히 바람직하다. 바람직한 에톡실화 알콜은, 예를 들면 7EO 를 함유하는 C911옥소알콜, 3EO, 5EO 또는 7EO를 함유하는 C1315옥소알콜, 및 보다 특히는 3EO 또는 4EO 를 함유하는 C1214알콜, 3EO, 5EO 또는 7EO 를 함유하는 C1218알콜 및 이들의 혼합물, 예컨대 3EO 함유하는 C1214알콜 및 5EO 를 함유하는 C1218알콜의 혼합물을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 과립은 구조식 R-O-(G)x (여기에서, R 은 C822의, 바람직하게는 C1218의 1 차 직쇄 또는 2 - 메틸 분지쇄 지방족라디칼이고, G 는 C5또는 C6의 글리코오즈 단위를 나타내는 부호이며, 올리고머화도 x 는 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 2 이며, 보다 바람직하게는 1.4 보다 작다.) 에 상응하는 알킬 글리코시드를 비이온성 계면활성제로서 함유할 수 있다.
전체의 계면활성제 배합물내의 계면활성제 백분율 함량은 20 내지 75 중량 % 및 보다 바람직하게는 35 내지 70 중량 % 이다.
계면활성제 배합물은 바람직하게는 세제 및 세정 제품의 성분인 성분 첨가제를 더 함유할 수 있다. 계면활성제 배합물 전체를 기준으로하여 0.001 내지 15 중량 % 의 양으로 첨가제를 함유하는 계면활성제 배합물이 본 발명에 따른 방법에 바람직하게 사용된다. 특히 바람직한 첨가제는 염료, 지포제, 표백제 및/또는 용해도 개선 성분이다.
적절한 염료는 열안정성 염료, 바람직하게는 안료이며, 이는 이롭게는 계면활성제 배합물을 기준으로 하여 0.001 내지 0.5 중량 % 의 양으로 이롭게 사용된다.
적절한 지포제는 예를 들면 높은 백분율로 C1824지방산을 함유하는 천연 및 합성 비누이다. 적절한 비 - 계면활성 지포제는 오르가노폴리실록산 및 그의 미세의, 임의적으로 실란화된 실리카와의 혼합물, 파라핀, 왁스, 미소결정질 왁스 및 그의 실란화된 실리카와의 혼합물이다. C1220알킬 아민 및 C26디카르복실산으로 부터 유도된 비스 - 아크릴아미드를 또한 사용할 수 있다. 여러 지포제, 예를 들면 실리콘 및 파라핀 또는 왁스 지포제의 혼합물을 이롭게 사용할 수 있다. 지포제는 바람직하게는 수용성 또는 수분산성의 과립 담체물질에 고정된다. 계면활성제 배합물내의 지포제 함량은 바람직하게는 0.01 내지 0.5 중량 % 이다.
표백제로서 작용하는 H2O2를 물중에서 생산하는 화합물중에서, 소듐퍼보레이트 테트라히드레이트 및 소듐 퍼보레이트 모노히드레이트가 특히 중요하다. 기타 유용한 표백제는, 예를 들면 퍼옥시카르보네이트, 퍼옥시피로포스페이트, 시트레이트 퍼히드레이트, 퍼옥시프탈레이트, 디페르아젤라산 또는 디페르도데칸디온산이다. 특히, 과산화수소 또한 본 발명에 따라서 사용되는 계면활성제 배합물내에서 표백제로서 사용된다. 계면활성제 배합물의 표백제함량은 0.5 내지 15 중량 % 이다. 보다 구체적으로, 과산화수소 함량은 0.5 내지 5 중량 % 이다.
용해도 개선 성분은 계면활성제 배합물의 기타 성분에 가용성 또는 분산성인 액체, 페이스트형 및 고체 화합물을 포함한다. 200 내지 20,000 의 상대 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜 및 분자당 14 내지 80 개의 에틸렌 옥사이드기를 함유하는 고에톡실화 지방산 알콜, 보다 특히는 20 내지 60 개의 에틸렌 옥사이드기를 함유하는 C1218지방산 알콜, 예를 들면 30EO 또는 40EO 를 함유하는 수지 지방산 알콜이 바람직하게 용해도 개선 성분으로서 사용된다. 200 내지 600 의 상대 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이들 폴리에틸렌 글리콜은 비 - 계면활성 액체 성분의 개별적인 성분으로서 이롭게 사용된다. 과립의 용해도를 개선하는 이들 성분의 계면활성제 배합물내 백분율 함량은 바람직하게는 1 내지 15 중량 % 보다 바람직하게는 2 내지 10 중량 % 이다.
계면활성제 배합물은 동시에 조립 및 건조된다. 건조 는 비 - 계면 활성 액체 성분의 부분적인 또는 완전한 제거를 의미한다. 원한다면, 유리, 즉 결합되지 않은, 물 및/또는 1 가 및/또는 다가 알콜의 잔류물이 과립이 자유 유동 및 비점성으로 유지되는 한 존재할 수 있다. 그러나, 유리수 함량은 최종 과립을 기준으로하여 10 중량 %, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2 중량 % 를 초과하지 않아야 한다.
본 발명에 따르면, 계면활성제 과립은 조립 및 건조가 동시에 실행될 수 있는 임의의 기계내에서 제조될 수 있다. 상기 기계의 예는 가열 가능한 혼합기 및 조립기, 보다 특히는 Turbo Dryer형(제조자 : Vomm, 이탈리아공화국) 의 조립기이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 구현예에서는, 조립 및 건조 단계가 배치식 또는 연속식 유동층내에서 함께 실행된다. 특히 바람직한 구현예에서 방법은 유동층내에서 연속적으로 실행된다. 마지막에, 계면활성제 배합물 또는 계면활성제 배합물의 개개의 성분을 유동층내로 동시에 또는 연속적으로 단일 노즐, 예를 들면 다공 노즐 또는 수개의 노즐을 통하여 도입한다. 그러나, 또한 계면활성제 배합물내에 혼입되지 않는 비 - 계면활성 액체 성분을 동시에 그리고 개별적으로 첨가할 수도 있다. 노즐(들) 및 분무되는 성분의 분무방향은 임의의 방식으로 배열될 수 있다. 바람직한 유동층 기계는 0.4 m 이상인 베이스 플레이트를 갖는다. 특히 바람직한 유동층은 직경 0.4 내지 5 m, 예를 들면 1.2 m 또는 2.5 m 의 베이스 플레이트를 갖는다. 그러나, 직경이 5 m 이상인 베이스 플레이트를 갖는 유동층이 또한 적절하다. 사용되는 베이스 플레이트는 바람직하게는 구멍뚫린 판 또는 소위 Conidur 판 (Hein Lehmann 의 제품, 독일연방공화국) 이다. 본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 1 내지 8 m/s, 및 보다 특히는 1.5 내지 5.5 m/s 의 유동화 공기의 유속으로 실행된다. 과립은 등급화를 거쳐 유동층으로부터 이롭게 배출된다. 등급화는 예를 들면 체에 의해 또는 특정 크기 이상의 입자만이 유동층으로부터 제거되는 반면에 그보다 작은 입자는 그 안에 잔류되도록 조정되는 역류 기류 (사이징기류) 에 의해 실행될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 유입공기는 가열된 또는 비가열된 사이징 기류와 가열된 기본 기류로 구성된다. 베이스 플레이트에서의 공기온도는 바람직하게는 80 내지 400℃, 보다 바람직하게는 90 내지 350℃ 이다. 유동화 공기는 열손실 및 비 - 계면활성 액체 성분의 성분증발열에 의해 냉각된다. 특히 바람직한 구현예에서, 베이스 플레이트의 대략 5cm 위의 유동화 공기의 온도는 60 내지 120℃, 바람직하게는 65 내지 90℃ 이며, 보다 바람직하게는 70 내지 85℃ 이다. 공기 출구 온도는 바람직하게는 60 내지 120℃, 보다 특히는 100℃ 이하이며, 특히 이롭게는 70 내지 85℃이다. 바람직한 유동층 방법에서 분무되는 계면활성제 배합물용의 최초 담체로서 작용되는 출발물질이 반응시작시에 존재 해야만 한다. 적절한 출발물질은 무엇보다도 세제 성분이며, 보다 특히는 본 발명에 따른 방법에서 고체로서도 사용될 수 있으며 최종 과립의 입경 분포에 실질적으로 상응하는 입경 분포를 갖는 것들이다. 그러나, 특히 바람직한 구현예에서, 공정의 앞선 실행에서 수득된 계면활성제 과립을 출발물질로서 사용한다.
유동층에서, 비 - 계면활성제 액체 성분의 성분은 완전히 또는 부분적인 증발을 거친다. 부분적으로 내지 완전하게 건조된 핵이 형성되고 또다른 양의 도입된 계면활성제 배합물로 코팅되고 동시에 조립 및 건조된다.
특히 중요한 구현예에서, 배합물은 블로우 파이프를 통해 공기 압축 작용에 의해 도입될 수 있는 무기 또는 유기 고체를 첨가하면서 조립됨과 동시에 건조된다. 이 고체는 계면활성제 배합물용 담체일 수 있으며 바람직하게는 세제 성분으로 구성된다. 적절한 고체는 조립, 분무건조 또는 본 발명에 의해 제조되며 최종 과립내의 계면활성제 농도를 증가시키기 위해 재순환되는 계면활성제 및 계면활성제 혼합물이다. 분무건조 계면활성제 과립 및/또는 본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 계면활성제 과립을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 고도로 에톡실화된 지방산 알콜, 예를 들면 20 내지 80EO 및 바람직하게는 20 내지 60EO 를 함유하는 것들, 보다 구체적으로는 30 또는 40EO 를 함유하는 수지 지방산 알콜을 고체로서 계면활성제 배합물의 혼입의 대안으로 이롭게 사용할 수 있다.
또다른 바람직한 구현예에서, 사용되는 고체는 세제 및 세정 제제의 비 - 계면활성 성분, 바람직하게는 알칼리 금속 탄산염, 알칼리금속 황산염, 결정질 및 무정질 알칼리 금속 규산염 및 층상 규산염 또한 제올라이트, 보다 특히 세제 - 품질 제올라이트 NaA, 시트르산염, 고체 과산화 표백제 및 임의적으로 표백 활성제 및 2000 이상, 보다 특히 4000 내지 20000 의 상대 분자량을 갖는 고체 폴리에틸렌 글리콜로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분이다.
사용되는 고체는 바람직하게는 그 자체로 직접 제조되거나 상업적으로 구입할 수 있는 또는 전형적인 밀내에서의 분쇄와 같은 크기를 감소시키는 표준 방법에 의해 미립으로 전환될 수 있는 미립물질이다. 바람직한 고체는 예를 들면 직경이 2 mm 이상인 입자를 5 중량 % 이하로, 바람직하게는 직경이 1.6 mm 이상인 입자를 5 중량 % 이하로 함유한다. 90 중량 % 이상이 직경이 1.0 mm 이하인 입자로 구성되는 고체가 특히 바람직하다. 상기 고체의 예는 직겨이 0.5 mm 이하인 입자를 90 중량이상 함유하는 알칼리 금속 탄산염 및 직경이 0.03 mm 이하인 입자를 90 중량 % 이상이 함유하는 세제 - 품질 제올라이트 NaA 분말이다. 특히 바람직한 구현예에서 첨가되는 고체는 계면활성제 배합물 및 고체의 총중량을 기준으로하여 10 내지 50 중량 %, 보다 특히는 20 내지 45 중량 % 의 양으로 사용된다.
또다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 계면활성제 과립에 관한 것이다. 바람직한 계면활성제 과립은 최종 과립을 기준으로하여 10 내지 100 중량 %, 보다 바람직하게는 30 내지 80 중량 %, 특히 이롭게는 40 내지 70 중량 % 의 계면활성제를 함유한다. 순수한 계면활성제 과립이 비 - 계면활성 액체 성분이 완전히 증발되어 과립이 완전히 건조되고 임의적으로 첨가된 고체가 순수한 계면활성제 물질로 구성되면 순수한 계면활성제 과립이 수득된다. 이 경우에, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되고 본 발명에 따른 방법에서 고체로서 사용되는 계면활성제 과립은 임의적으로 필요한 입자 크기 분포로 크기가 감소된 다음 재순환된다. 과립의 계면활성제 함량은 임의의 원하는 크기로 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 계면활성제 과립은 바람직하게는 550 내지 1000 g/l, 보다 바람직하게는 550 내지 850 g/l 의 겉보기 밀도를 가지며 무분진인데, 즉 크기가 50㎛ 이하인 입자를 함유하지 않는다. 그렇지 않으면 계면활성제 과립의 입자 크기 분포는 중질 상태의 당분야 세제의 전형적인 입자크기 분포에 상응한다. 보다 특히, 계면활성제 과립은 5 중량 % 이하, 바람직하게는 3 중량 %이하의 입자가 직경 2.5 mm 이상이며 5 중량 % 이하, 특히 이롭게는 3 중량 % 이하의 입자가 직경이 0.1 mm 이하인 입자 크기 분포를 갖는다. 계면활성제 과립은 담색 및 유동성에 의해 분별된다. 본 발명에 따라서 제조된 계면활성제 과립이 서로 접착되는 것을 방지하기 위한 어떤 수단도 필요없다. 그러나, 원한다면, 본 발명에 따른 방법후에 계면 활성제 과립에 그들의 겉보기 밀도를 증가시키기 위해 미립물질, 예를 들면 제올라이트 NaA 또는 소다를 공지방법에 의해 뿌리는 추가의 단계를 실행할 수 있다. 이 더스팅(dusting) 및 파우더링(powdering)은 예를 들면 라운딩(rounding) 단계시에 실행될 수 있다. 특히, 바람직한 계면활성제 과립은 바람직하지 않은 라운딩 단계가 필요없는 규칙적인, 특히 이롭게는 실질적으로 구형인 구조를 갖는다.
실시예 1 내지 10 에서, 하나 이상의 별개 부분으로 구성될 수 있는 계면활성제 배합물을 조립함과 동시에 합해진 조립 및 건조기계 (제조원 : Glatt, 독일연방공화국) 내에서 노즐을 통한 고체와 함께 건조시킨다. 사용되는 출발물질은 앞의 배치 (동일한 반응 조건) 에서 수득되며 실시예 1 내지 10 의 최종 괄립과 실질적으로 동일한 조성을 갖는 계면활성제 과립으로 구성된다.
반응 조건을 표 1 에 나타낸다.
하기 물질들을 계면활성제 배합물로서 사용한다.
SulfoponT 55 54 중량 % 수지 지방산 알콜 황산염 및 대략 41 중량 % 물 함유(Henkel KGaA 제품)
TexaponLS 35 34 중량 % C1214지방산 알콜 황산염 및 대략 64 중량 %물 함유(Henkel KGaA 제품)
DehydolLT 7 99 중량 % C1218지방산알콜·7EO 함유 (Henkel KGaA 제품)
TexinES 68 53 중량 % 수지 지방산 메틸 에스테르이 1 가 나트륨염, 11 중량 % 술포수지 지방산의 2 가 나트륨염 및 대략 33 중량 % 의 물 함유 (Henkel KGaA 제품)
DEG 400 400의 상대 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜
이들 부분을 유동층내로 노즐을 통해 개별적으로 그리고 동시에 도입한다.
하기 성분을 사용한다.:
소다 620 g/l 의 겉보기 밀도를 갖는 탄산 나트륨 (Matthes Weber 의 제품, 독일연방공화국)
WessalithP 제올라이트 분말 (Degussa 제품, 독일연방공화국)
담체 비드 67 중량 % 제올라이트(무수로 간주), 11 중량 % 중합체 폴리아크릴레이트, 1.85 중량 % 수지 지방산 알콜·5EO, 2 중량 % 황산 나트륨 및 17 중량 % 물을 함유하는 제올라이트 과립
시트레이트 트리소듐 시트레이트 EP 분말( 디히드레이트, jungbunzlauer 제품, 독일연방공화국)
SulfoponT 수지 지방산 알콜 황산염 분말 (Henkel KGaA 제품)
B5 실시예 5 의 분쇄 제품 (SulforonT와 동일한 입자크기분포)
높은 계면활성제 함량의 무분진 비점성과립이 모든 실시예(표 2 참조)에서 수득된다. 크기가 2.5 mm 이상인 과립의 백분율 함량은 모든 실시예에서 5 중량 % 이하이다.

Claims (38)

  1. 상압 및 20 내지 40℃ 의 온도에서 액체 내지 페이스트-유사 형태로 존재하는 계면활성제 배합물을 조립하고 동시에 건조시키는 것을 특징으로 하는, 비 - 계면활성 액체 성분을 함유하는 계면활성제 배합물의 조립에 의한 500 g/l 이상의 겉보기 밀도를 갖는 세척 및 세정 활성 계면활성제 과립의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 계면 활성제 배합물이 음이온성, 비이온성, 양쪽이온성 및 양이온성 계면활성제로 구성된 군으로부터 선택된 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 계면활성제 배합물이, 첫번째 부분은 1 종 이상의 계면활성제 및 유기, 무기 또는 둘 모두의 성분을 함유하는 비 - 계면활성 액체 성분의 혼합물을 함유하고, 반면에 두번째 또는 그다음 부분은 첫번째 부분의 계면활성제와는 적어도 부분적으로 상이한, 20 내지 40℃의 온도 및 상압에서 액체 내지 페이스트-유사 형태로 존재하는 1 종이상의 계면활성제, 또는 첫번째 부분의 계면활성제와는 적어도 부분적으로 상이한 1 종 이상의 계면활성제와 유기, 무기 또는 둘 모두의 성분을 함유하는 비 - 계면활성 액체 성분의 또다른 혼합물을 함유하는, 2 부분 이상의 별개의 부분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 비 - 계면활성 액체 성분이 상압에서 250℃ 이하에서 비등하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 1가 알콜, 다가알콜 또는 둘 모두가 비 - 계면활성 액체 성분으로서, 바람직하게는 계면활성제 배합물을 기준으로 하여 0.5 내지 10 중량 % 의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 물이 비 - 계면활성 액체 성분으로서, 바람직하게는 계면활성제 배합물을 기준으로 하여 25 내지 80 중량 % 의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 계면 활성제 배합물이 세제 성분이 첨가제를, 바람직하게는 계면활성제 배합물을 기준으로 하여 0.001 내지 15 중량 % 의 양으로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 염료, 지포제, 표백제 및 200 내지 600 의 상대 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜과 같은 용해도 개선제로 구성된군으로부터 선택된 하나 이상이 첨가제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 조립 및 건조가 함께 유동층내에서 배치식 또는 연속식으로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 계면활성제 배합물 또는 계면활성제 배합물의 개개의 부분이 동시에 또는 연속적으로 유동층내로 단일 노즐 또는 수개의 노즐을 통하여 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 유동화 공기의 유속이 1 내지 8 m/s 인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 과립이 등급화 단계를 거쳐 유동층으로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제9항에 있어서, 베이스 플레이트의 공기 온도가 80 내지 400℃ 이며, 베이스 플레이트의 5 cm 위의 유동화 공기의 온도는 60 내지 120℃ 이고, 공기 출구 온도는 60 내지 120℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물이 고체로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 세제 및 세정제제의 비 - 계면활성 성분, 예를 들어, 알칼리 금속 탄산염, 알칼리 금속 황산염, 결정질 및 무정질 알칼리 금속 규산염 및 층상 규산염, 및 또한 제올라이트, 시트르산염, 고체 과산화물 표백제, 표백 활성화제 및 2000 이상의 상대 분자량을 갖는 고체 폴리에틸렌 글리콜로 구성된 군으로부터 선택된 1 종 이상의 성분이 고체로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 첨가된 고체가 계면활성제 배합물 및 고체의 총합을 기준으로 하여 10 내지 50 중량 % 의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 최종 과립을 기준으로 하여 10 내지 100 중량 % 의 계면활성제를 함유하는 것을 특징으로하는 제1항 내지 제16항중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조된 계면활성제 과립.
  18. 제17항에 있어서, 550 내지 1000 g/l 의 겉보기 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 계면활성제 과립.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 크기가 50㎛ 이하인 입자를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 계면활성제 과립.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서, 규칙적인 구조인 것을 특징으로 하는 계면활성제 과립.
  21. 제1항에 있어서, 계면활성제 배합물을, 무기 또는 유기 고체를 첨가하면서, 조립하고 동시에 건조시키는 것을 특징으로 하는 세척 및 세정 활성 계면활성제 과립의 제조방법.
  22. 제2항에 있어서, 음이온성 계면활성제가 지방산 알킬 황산염, C913알킬벤젠술포네이트 및 술포지방산 메틸 에스테르이고, 비이온성 계면활성제가 분자당 2 내지 8 개의 에틸렌 옥사이드기를 함유하는 액체 에톡실화 지방산 알콜인 방법.
  23. 제4항에 있어서, 비 - 계면활성 액체 성분이 상압에서 200℃ 이하에서 비등하는 것을 특징으로 하는방법.
  24. 제4항에 있어서, 비 - 계면활성 액체 성분이 상압에서 60 내지 180℃ 에서 비등하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제9항에 있어서, 조립 및 건조가 함께 유동층내에서 연속식으로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제11항에 있어서, 유동화 공기의 유속이 1.5 내지 5.5 m/s 인 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제13항에 있어서, 베이스 플레이트의 공기 온도가 90 내지 350℃ 인 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제13항에 있어서, 베이스 플레이트의 5 cm 위의 유동화 공기의 온도가 65 내지 90℃ 인 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제13항에 있어서, 베이스 플레이트의 5 cm 위의 유동화 공기의 온도가 70 내지 85℃ 인 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제13항에 있어서, 공기 출구 온도가 100℃ 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제13항에 있어서, 공기 출구 온도가 70 내지 85℃ 인 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제14항에 있어서, 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물이 분무 건조된 계면활성제, 제1항 내지 11항중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조된 계면활성제 과립 및 20 내지 80 개의 에틸렌 옥사이드기를 함유하는 고 에톡실화 지방산알콜로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 방법.
  33. 제15항에 있어서, 고체 폴리에틸렌 글리콜의 상대 분자량이 4000 내지 20,000 인 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제16항에 있어서, 첨가된 고체가 계면활성제 배합물 및 고체의 총합을 기준으로 하여 20 내지 45 중량 %의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제17항에 있어서, 최종 과립을 기준으로 하여 30 내지 80 중량 % 의 계면활성제를 함유하는 계면활성제 과립.
  36. 제17항에 있어서, 최종 과립을 기준으로 하여 40 내지 70 중량 % 의 계면활성제를 함유하는 계면활성제 과립.
  37. 제18항에 있어서, 겉보기 밀도가 550 내지 850 g/l 인 계면활성제 과립.
  38. 제20항에 있어서, 실질적으로 구형인 것을 특징으로 하는 계면활성제 과립.
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