KR100297272B1 - 계면활성제과립의제조방법 - Google Patents
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Abstract
비계면활성 액체 성분을 함유하는 계면활성 제제의 과립화에 의한, 음이온성 계면활성제를 함유하고, 벌크 밀도 450g/l 이상인 과립의 제조에 있어서, 산 형태의 음이온성 계면활성제 또는 1 이상의 산 형태의 음이온성 계면활성제를 함유하는 혼합물 및 알칼리 수용액을 각각 기체상 매질로 처리한 후, 실질적으로 화학양론적 양으로 고분사 기체압하에 각각 또는 동시에 과립화 및 건조 영역으로 분무시킨 후, 임의로 1 이상의 무기 또는 유기 고체를 첨가하면서 건조시킴과 동시에 과립화시키는 경우, 물에 대한 수요 및 이에 수반되는 물을 증발시키기 위한 에너지 수요를 감소시킬 수 있다.
Description
[발명의 명칭]
계면활성제 과립의 제조방법
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 세정- 및 세척-활성 계면활성제 화합물의 액체 내지 페이스트상 제제를 보관가능한 고벌키 밀도의 비분진성 과립으로 전환시키는 방법에 관한 것이다.
계면활성제는 예를 들면, 계면활성제 함유 용액 및 페이스트의 통상적인 건조, 보다 구체적으로는 분무 건조탑에서 제조할 수 있다. 문헌 (EP 제 319 819호)에 예를 들면, 술폰산 및 고농축 수산화나트륨 수용액을 기체상 매질로 각각 처리시키고, 이어서, 화학양론적 양으로 혼합시키고, 다성분 노즐내에서 중화시키고, 분무 건조탑내에서 고분사기체압하에 분무시키는 분무 건조법에 의한 계면활성제 과립의 제조방법이 기재되어 있다. 수득된 생성물은 고체 또는 페이스트상이고, 고체 생성물은 일반적으로 비교적 분진성이며, 상당히 수분 함량이 높고 벌키 밀도가 낮다.
계면활성제 페이스트의 분무 건조에 대한 대안은 과립화이다. 따라서, 문헌 (EP 제 403 148호)에는 냉수에 분산시킬 수 있는 지방 알콜 술페이트 과립의 제조방법에 관해 기재되어 있다. 이 방법에서, 수분 14중량% 이하, 그이외의 첨가제 20중량% 이하를 함유하는 고농축 수성 지방 알콜 술페이트 페이스트를 10~45℃에서 과립이 형성될 때까지 기계적으로 처리한다. 이 방법으로 세정 온도 4~30℃에서 분산되는 지방 알콜 술페이트 과립이 수득되나, 유지시켜야 하는 공정 온도 및 계면활성제 페이스트의 비교적 낮은 최대 수분 함량이 중요한 공정 파라미터를 나타낸다. 또한, 이 공정에 의해 수득된 과립의 벌키 밀도에 대해서 언급이 없다.
문헌 (EP 제 402 112호)에 고속 혼합기에서 융점 48℃ 이상인 알킬페놀, 폴리에틸렌 글리콜 또는 에톡실화 알콜과 같은 보조제를 사용하여 물 12중량% 이하를 함유하는 페이스트를 수득하기 위한 산형태의 음이온성 계면활성제의 중화 및 과립화를 수행하는 지방 알콜 술페이트 및/또는 알킬 벤젠술포네이트 과립의 제조방법이 기재되어 있다. 유지시켜야 할 물의 양 또는 중요한 공정 파라미터이다. 또한, 이 방법에 의해 수득된 계면활성제 과립의 벌크 밀도에 대해서는 기재되어 있지 않다.
문헌 (EP 제 402 111호)에 액체 성분으로서 물을 함유하고, 추가로 유기 중합체 및 빌더를 함유할 수 있는 계면활성 제제에 미립자 고체를 가한 후, 전체를 고속 혼합기에서 과립화시키는 벌크 밀도 450g/l 이상, 보다 구체적으로는 500~1200g/l인 세정- 및 세척-활성 계면활성제 과립의 제조방법이 기재되어 있다. 이 경우 역시, 계면활성제 페이스트의 수분 함량은 중요한 공정 파라미터이다. 계면활성제 페이스트의 수분 함량이 너무 높은 경우, 고체를 분산시키면 더이상 응집저해제로 작용하지 않는다. 한편, 고형분 함량이 일정치를 초과하는 경우, 제제는 더이상 과립화를 위해 필요한 농도를 가질 수 없다.
문헌 (WO 제 93/04154호)에 20~40℃의 상압하에서 액체 내지 페이스트 형태로 존재하는 계면활성제 제제를 임의로 무기 또는 유기산을 가하면서 건조시킴과 동시에 과립화시키는, 비계면활성 액체성분을 함유하는 계면활성제 제제의 과립화에 의한, 겉보기 밀도 450g/l 이상인 세정- 및 세척-활성 계면활성제 과립의 제조방법이 기재되어 있다. 바람직하게는 과립화와 동시의 건조 단계를 유동층에서 수행한다(유동층 과립화). 사용하는 계면활성제 제제는 계면활성제에 추가로 바람직하게는 물 또는 수용액인 비계면활성 액체 성분을 함유한다. 이 공정에서, 상기한 선형 기술과는 대조적으로 비계면활성 액체 성분의 존재는 중요한 공정 파라미터는 아니다. 대조적으로 음이온성 계면활성제를 함유하는 제제는 통상적으로 진한 알칼리 수용액을 사용하여 산 형태인 음이온성 계면활성제를 중화시키므로써 제조한다. 그러나, 제제를 20~40℃에서 액체 내지 페이스트상으로 존재시키기 위해 일반적으로 혼합물을 물로 희석시켜야 한다. 물을 제거하기 위해 필요한 고에너지 소모는 단점으로 간주된다.
본 발명에 따르는 문제는 건조에 필요한 에너지 소모를 감소시킬 수 있는 한도로 상기한 과립화와 동시에 건조시키는 방법을 발전시키는 것이다.
따라서, 본 발명은 비계면활성 액체 성분을 함유하는 계면활성 제제의 과립화에 의해 벌크 밀도 450g/l이상인 세정- 및 세척-활성 계면활성제 과립의 제조방법에 관한 것으로서, 산 형태의 음이온성 계면활성제 또는 1 이상의 산형태의 음이온성 계면활성제를 함유하는 혼합물 및 알칼리 수용액을 기체상 매질로 각각 처리시킨 후, 실질적으로 화학양론적 양으로 고분사 기체압하에 과립화 및 건조 영역으로 각각 또는 동시에 음이온성 계면활성제 (혼합물) 및 알칼리 수용액을 분무시킨 후, 필요하다면 1 이상의 무기 또는 유기 고체를 첨가하면서 건조시킴과 동시에 과립화 단계를 수행하여 음이온성 계면활성제를 함유하는 계면활성 제제를 제조한다.
본 발명에 따르면, 음이온성 계면활성 제제를 각각의 반응물 유체를 과립화 또는 건조 영역으로 도입시킨 직후 또는 그 전에 제조할 수 있다. 후자의 경우, 중화 반응이 너무 빨리 개시되어 노즐을 블록킹하는 것을 방지하기 위하여, 바람직하게는 기체 처리된 반응물 유체가 분무 노즐로부터 혼합되는 지점 사이의 거리-공정 조건 및 사용하는 물질계에 의존함에도 불구하고-를 가능한한 작게 유지시키는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명의 한 바람직한 구현예에서 산 형태인 음이온성 계면활성제 또는 1 이상의 산 형태인 음이온성 계면활성제를 함유하는 혼합물을 기체상 매질로 처리하고, 예를 들면, 2-성분 노즐과 같은 다성분 노즐을 통해 과립화 및 건조 영역으로 분무시킨다. 유사하게는 알칼리 수용액을 기체상 매질로 처리시킴과 동시에 산 형태의 음이온성 계면활성제 또는 1 이상의 산 형태의 음이온성 계면활성제를 함유하는 혼합물을 다른 다성분 노즐을 통해 과립화 및 건조 영역에 실질적으로 화학양론적 양으로 분무시킨다. 이 경우, 중화 반응 및 음이온성 계면활성제의 제조는 과립화 및 건조 영역에서 직접 수행한다. 본 발명의 범주에서, “실질적으로 화학양론적 양”은 산성기의 수 대 알칼리성기의 수 사이의 비가 바람직하게는 1.1:1~0.8:1, 보다 바람직하게는 1:1~0.9:1인 것을 의미한다.
그러나, 그 이외의 특히 바람직한 본 발명의 구현예에서 각각 기체상 매질로 처리한 산성 및 알칼리성 반응물 유체를 혼합시키고 예를 들면, 3 성분 노즐과 같은 단일 다성분 노즐을 통해 과립화 및 건조 영역으로 분무시킨다. 이 경우, 중화 반응은 노즐의 대부분 또는 노즐 바로 후에 일어난다. 혼합된 산성 및 알칼리성 반응물 유체를 다수의 다성분 노즐을 통하는 과립화 및 건조 영역으로 분무시킬 수도 있다. 이는 생성물을 다양한 음이온성 계면활성제로 부터 제조하는 경우, 즉, 다양한 혼합 산성 및 알칼리성 반응물 유체를 분무시키는 경우 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 방법의 실제적인 응용에 있어서, 예를 들면, 피스톤 펌프를 사용하여 출발 물질을 실질적으로 화학양론적 양으로 1 또는 2개의 비변형 상용 노즐 또는 1 또는 2개의 분무 튜브에 도입시킨다. 기체상 매질(분사 기체)을 노즐 바로 앞에 도입시킨다. 혼합된 반응물 유체를 분무시키는 것은 기체상 매질을 노즐의 앞 또는 내부에서 혼합시키기 전에 반응물 유체로 도입시키는 것을 의미한다. 또 다른 방법의 기술적인 구체예, 예를 들면, 반응 혼합물을 과립화 및 건조 영역으로 분무시키는 조건하에서의 반응물 유체의 유속, 압력 또는 반응 온도의 조절에 대해서는 문헌 (EP 제 319 819호)에서 발견할 수 있다.
산 형태인 적당한 음이온성 계면활성제는 카르복실산, 황산 세미에스테르 및 술폰산, 바람직하게는 지방산, 알킬아릴 술폰산, α-술포지방산 에스테르 및 임의로 알콕실화된, 보다 구체적으로는 에톡실화된 지방 알콜의 황산 세미에스테르 및/또는 술포숙신산이다. 광범위한 의미에서, 지방산 에스테르, 보다 구체적으로는 지방산 메틸 에스테르를 사용할 수도 있다. 이 경우, 에스테르기를 비누화시키는 대신에 중화 반응은 일어나지 않는다.
따라서, 산 형태인 음이온성 계면활성제는 산 형태인 음이온성 계면활성제로부터, 또는 산 형태인 음이온성 계면활성제 군의 혼합물로부터, 임의로 비이온성, 양쪽성 및/또는 양이온성 계면활성제와 혼합시켜 선택할 수 있다. 바람직한 산 형태인 음이온성 계면활성제는 산 형태인 C8-22알킬 술폰산, C9-13알킬 벤젠술폰산 (일반적으로 도데실 벤젠술폰산으로 인용) 및 α-술포지방산 메틸 에스테르이다. 특히 바람직한 알킬 술폰산은 천연 및 합성 유래 1차 알콜의 황산 모노에스테르, 보다 구체적으로는 지방 알콜의 황산 모노에스테르, 예를 들면, 코코넛유 지방 알콜, 수지 지방 알콜, 올레일 알콜, 라우릴 알콜, 미리스틸 알콜, 팔미틸 알콜 또는 스테아릴 알콜; 또는 C10-20옥소알콜 및 동일한 사슬 길이 범위를 갖는 2차 알콜의 황산 모노에스테르이다. 평균 3.5몰의 에틸렌 옥시드를 함유하는 2-메틸-측쇄 C9-11알콜과 같은 1~6몰의 에틸렌 옥시드로 에톡실화된 알콜의 황산 모노에스테르가 적당하다. 예를 들면, 수소화 코코넛유, 야자유 또는 수지 지방산의 α-술폰화 메틸 에스테르와 같이, 지방산 분자의 탄소수 10~20인 식물 및/또는 동물 유래의 지방산의 메틸 에스테르의 α-술폰화에 의해 수득된 α-술포지방산의 에스테르 (에스테르 술폰산), 및 에스테르 분해에 의해 수득가능한 α-술포지방산 (2 가 산)이 본 발명에 따른 방법에서 사용하기에 특히 적당하다. 예를 들면, 알킬 벤젠술폰산 및/또는 지방 알킬 술폰산과 같은 그 이외의 산 형태인 음이온계 계면활성제와 1 가 산 및 2 가 산의 혼합물의 사용도 바람직하다.
술포클로르화 또는 술폭시화에 의해 C12-18알칸으로부터 수득가능한 알칸술폰산도 적당하다.
바람직한 비이온계 계면활성제는 액체 알콕실화, 유리하게는 에톡실화, 보다 구체적으로는 탄소수 9~18이고, 알콜 1몰당 에틸렌 옥시드 평균 1~12몰인 1차 알콜로부터 유도된 것이며, 알콜 라디칼은 직쇄 또는 2-위치 메틸-측쇄일 수 있거나, 전형적으로 옥소알콜 라디칼에 존재하는 것과 같은 혼합물중의 직쇄 및 메틸-측쇄 라디칼을 함유할 수 있다. 그러나, 예를 들면, 직쇄 코코넛유, 수지 또는 올레일 알콜 라디칼과 같은 탄소수 12~18인 천연 유래 알콜의 직쇄 라디칼이 특히 바람직하다. 나타낸 에톡실화도는 정수 또는 분수일 수도 있는 특정한 생성물의 통계적 평균치이다. 바람직한 알콕실레이트는 좁은 동족체 분포 (소위 좁은 범위의 에톡실레이트등)를 가진다. 평균 2~8 에틸렌 옥시드기를 함유하는 알콕 에톡실레이트가 특히 바람직하다. 바람직한 에톡실화 알콜은 예를 들면, C9-11옥소알콜ㆍ7 EO, C13-15옥소알콜ㆍ3 EO, 5 EO 또는 7 EO 및 특히 C12-14알콜ㆍ3 EO 또는 4 EO, C12-18알콜ㆍ3 EO, 5 EO 또는 7 EO, 및 C12-14알콜ㆍ3 EO 및 C12-18알콜ㆍ5 EO의 혼합물과 같은 그의 혼합물이 있다. 그 이외의 적당한 비이온계 계면활성제는 일반식 R-O-(G)x에 해당하는 알킬 글리코시드 (식중, R은 탄소수 8~22, 바람직하게는 12~18의 1차 직쇄 또는 2-메틸-측쇄 지방족 라디칼이고, G는 탄소수 5 또는 6의 글리코오스 단위를 나타내고, 중합도 x는 1~10, 바람직하게는 1~2, 보다 바람직하게는 1.4이하를 나타낸다)이다.
계면활성 제제는 추가 성분으로서 세제 및 세척제의 성분으로 바람직한 첨가제를 함유할 수 있다. 보다 구체적으로는, 계면활성 제제를 기준으로 0.001~15중량% 첨가제를 함유하는 계면활성 제제를 본 발명에 따른 방법에서 사용한다. 특히 바람직한 첨가제는 염료, 거품 저해제, 탈색제 및/또는 용해성-개선 성분이다.
적당한 염료는 열안정성 염료, 바람직하게는 안료이며, 계면활성 제제를 기준으로 0.001~0.5중량%의 양으로 사용하는 것이 유리하다.
예를 들면, C18-24지방산의 고백분율 함량을 함유하는 천연 및 합성 유래의 비누이다. 적당한 비계면활성 거품 저해제는 오르가노 폴리실록산, 및 초미세, 임의로 실란화된 실리카와 그의 혼합물, 파라핀, 왁스, 미세 결정성 왁스 및 실란화 실리카 또는 비스-스테아릴 에틸렌디아미드와 그의 혼합물이다. C12-20알킬아민 및 C2-6디카르복실산으로부터 유래된 비스-아실아미드 또한 적당하다. 예를 들면, 실리콘 및 파라핀 또는 왁스와 같은 상이한 거품 저해제의 혼합물도 유리하게 사용할 수 있다. 거품 저해제를 과립상 수용성 또는 수분산성 지지체에 고정시키는 것이 바람직하다. 계면활성 제제내의 거품 저해제의 함량은 바람직하게는 0.01~0.5중량%이다.
탈색제로 작용하는 과산화수소 수용액을 생성시키는 화합물 중에서, 과붕산나트륨 4 수화물 및 과붕산나트륨 1 수화물이 특히 중요하다. 그 이외의 적당한 탈색제는 예를 들면, 퍼옥시카르보네이트, 퍼옥시피로포스페이트, 시트레이트 퍼히드레이트, 퍼옥소프탈레이트, 디퍼아젤라산 또는 디퍼도데칸디온산이다. 특히 바람직한 한 구현예에서, 본 발명에 따라 사용되는 계면활성제 제제내의 탈색제로서 과산화수소를 사용한다. 계면활성 제제내의 탈색제의 함량은 바람직하게는 0.5~15중량%이다. 보다 구체적으로는 과산화수소 함량은 0.5~5중량%이다.
용해도-개선 성분은 계면활성제 제제의 다른 성분에 가용성 또는 분산성인 고체, 액체 및 페이스트상 화합물이 있다. 바람직한 용해도-개선 성분은 상대 분자량 200~20,000인 폴리에틸렌 글리콜, 알콜 1몰당 14~80 에틸렌 옥시드기를 함유하는 고에톡실화 지방 알콜, 보다 구체적으로는 20~60 에틸렌 옥시드기를 함유하는 C12-18지방 알콜, 예를 들면, 수지 지방 알콜ㆍ30 EO 또는 40 EO이다. 상대 분자량 200~600인 폴리에틸렌 글리콜을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 비계면활성 액체 성분의 개별 성분으로서 이러한 폴리에틸렌 글리콜을 사용하는 것이 유리하다. 과립의 용해도를 개선시키는 이러한 성분의 계면활성 제제내의 함량은 바람직하게는 1~15중량%, 보다 바람직하게는 2~10중량%이다.
중화 또는 비누화 반응은 바람직하게는 예를 들면, 나트륨 또는 칼륨의 하이포아염소산염 또는 탄산염, 수산화물 용액과 같은 진한 알칼리 수용액, 보다 구체적으로는 진한 수산화나트륨 수용액 및/또는 수산화칼륨 용액을 사용하여 수행하는 것이 바람직하며, 45~55중량%의 농도가 특히 바람직하다. 물을 사용한 반응물 유체의 추가의 희석이 필요 없으므로 본 발명에 따른 방법은 문헌 (CE P 41 27 323.0)에 기재된 선행 방법 보다 과립화 및 건조 영역내에서 제거시켜야 하는 물의 양이 보다 작으므로 에너지 소비를 감소시킬 수 있으므로 유리하다.
공기 또는 질소와 같은, 출발 물질 및 최종 생성물에 불활성인 기체가 기체상 매질(분사 기체)로서의 용도에 특히 적당하다. 원칙적으로 증기가 적당하며, 특히 반응물 유체의 하나 또는 모든 반응물 유체를 혼합시키기 전에 가열해야 한다.
이어서, 분무된 반응물 유체를 동시에 과립화 및 건조시킨다. “건조”는 비계면활성제 액체 성분의 부분적 또는 완전한 제거를 의미한다. 최종 과립이 자유 유동성 및 비점성인 경우, 필요하다면, 유리수 잔류물, 즉, 비결합수, 및 알콜 잔류물이 존재할 수도 있다. 그러나, 최종 과립을 기준으로 유리수 함량이 10중량%, 보다 구체적으로는 0.1~7중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
문헌 (WO 93/04154)에 상세히 기재된 바와 같이, 과립화 및 건조가 동시에 일어날 수 있는 장치에서 계면활성제 과립을 제조할 수 있다. 이러한 장치의 예는 가열가능한 혼합기 및 제립기, 보다 구체적으로는 Turbo Dryer®형(Vomm, Italy 제조)의 제립기이다. 그러나, 본 발명의 한 바람직한 구현예에 따르면, 당해 2공정 단계를 배치식으로 또는 연속식으로 조작되는 유동층에서 동시에 수행한다. 특히 바람직한 구현예에서, 방법은 유동층에서 연속적으로 수행한다. 이 경우, 계면활성제 제제내에 혼합시키지 않는 비계면활성 액체 성분의 구성 성분을 각각 동시에 가할 수도 있다. 노즐 및 분무시킬 생성물의 분무 방향은 임의의 방향으로 조절할 수 있다. 바람직한 유동층 배치는 직경 0.4m 이상의 하단판을 가진다. 직경 0.4~5m, 예를 들면, 직경 1.5m~2.6m의 하단판이 있는 유동층 배치가 특히 바람직하다. 그러나, 직경 5m 이상의 하단판이 있는 유동층 장치가 적당하다. 사용하는 하단판은 바람직하게는 구멍이 있는 하단판 또는 소위 Conidur 판 (Hein ＆ Lehmann company 제품, Federal Republic of Germany)이다. 본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 유동 공기 유속 0.5~8 ㎧, 보다 바람직하게는 유동 공기 유속 1~5.5㎧에서 수행한다. 과립은 등급을 정하는 단계를 거쳐 유동층으로부터 배출되는 것이 유리하다. 등급화는 예를 들면, 유동층으로부터 일정 크기 이상의 입자만이 제거되고, 더 작은 입자는 내부에 보유되는 방식으로 조절되는 과립에 대해 역류로 흐르는 공기 유체 (등급화 공기)에 의하거나 체에서 수행할 수 있다. 따라서, 유입 공기는 등급화 공기 및 하단판 공기로 이루어지고, 이를 모두 가열 또는 비가열시킬 수 있거나, 하나를 가열시키고, 다른 하나를 비가열시킬 수 있다. 예외적인 경우에, 하단판 공기를 냉각시킬 수도 있다. 하단판 공기의 온도는 일반적으로 -20~400℃, 바람직하게는 35~350℃, 보다 바람직하게는 35~120℃이다. 특히 바람직한 한 구현예에서, 하단판 약 5㎝ 상부의 유동 공기의 온도는 10~120℃, 바람직하게는 20~90℃, 보다 바람직하게는 30~85℃이다. 공기 유출 온도는 반응 조건에 의해 정해진다. 한 바람직한 유동층 공정에서, 분무되는 계면활성 제제의 초기 지지체로서 제공되는 출발 물질은 공정의 초기에 반드시 존재해야 한다. 적당한 출발 물질은 무엇보다도 세제 및 세척제의 성분, 보다 구체적으로는 본 발명에 따른 공정에서 고체로서 사용할 수 있고, 입자 크기 분포가 실질적으로 최종 과립의 입자 크기 분포에 해당하는 것이다. 그러나, 특히 바람직한 구현예에서, 출발 물질로서 공정의 초기 단계에서 수득된 계면활성제 과립을 사용할 수 있다.
유동층에서, 비계면활성 액체 성분의 구성 성분을 완전히 또는 부분적으로 증발시켜 추가로 계면활성 제제를 도입시켜 코팅시키고, 과립화와 동시에 재건조시키는, 부분적 내지 완전히 건조된 “핵”의 형성을 야기시킨다.
특히 중요한 구현예에서, 계면활성 제제를 과립화시킴과 동시에 1 이상의 무기 또는 유기 고체를 첨가하여 건조시킨다. 해당 고체를 블로우 파이프를 통해 공기압으로 도입시킬 수 있다. 계면활성 제제의 지지체로서 작용하는 고체는 바람직하게는 세제 및 세척 제제의 성분으로 구성된다. 고체는 예를 들면, 과립화, 분무 건조 또는 본 발명에 따른 방법에 따라 제조되고, 회수되는 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물로부터 선택될 수 있다. 특히 바람직하게는 본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 분무-건조 계면활성제 과립 및/또는 계면활성제 과립을 사용하는 것이 바람직하다. 계면활성 제제중의 혼합에 대한 대체예로서 예를 들면, 20~80 EO, 바람직하게는 20~60 EO를 함유하는 고에톡실화 지방 알콜, 보다 구체적으로는 30 또는 40 EO를 함유하는 수지 지방 알콜을 고체로서 사용하는 것이 유리할 수 있다.
그 이외의 바람직한 구현예에서, 사용되는 고체는 세제 및 세척 제제의 비계면할성 성분, 바람직하게는 알칼리 금속 카르보네이트, 알칼리 금속 술페이트, 결정형 및 비결정형 알칼리 금속 실리케이트 및 층 실리케이트 및 제올라이트로 구성된 군에서 선택된 1 이상의 성분, 보다 구체적으로는 세제 범위 제올라이트 NaA, 시트르산 또는 그이외의 폴리카르복실산의 염, 고체 과산화 탈색제 및 임의로 탈색 활성화제 및 상대 분자량 2,000 이상, 보다 구체적으로는 4,000~20,000인 고체 에틸렌 글리콜이다.
바람직한 고체는 직접 제조하거나 이러한 형태로 시판 입수가능할 수 있거나, 예를 들면, 표준 밀에서 그라인딩하는 것과 같이 표준 크기 감소법으로 미립자 형태로 전환시킬 수 있는 미립자 물질이다.
바람직한 고체는 예를 들면, 직경 2㎜ 이상의 입자 5중량% 이하, 및 바람직하게는 직경 1.6㎜ 이상인 입자 5중량% 이하를 함유한다. 90중량% 이상이 직경 1.0㎜ 이하의 입자로 구성되는 고체가 특히 바람직하다. 이러한 고체의 예는 직경 0.5㎜ 이하인 입자 90중량% 이상을 함유하는 알칼리 금속 카르보네이트 및 직경 0.03㎜ 이하인 입자 90% 이상을 함유하는 세제 범위 제올라이트 NaA 분말이다. 특히 유리한 구현예에서, 첨가하는 고체를 총 계면활성 제제 및 고체의 합을 기준으로 10~50중량%, 보다 구체적으로는 20~45중량%를 사용한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 본 발명의 방법에 의해 수득가능한 계면활성제 과립에 관한 것이다. 바람직한 계면활성제 과립은 최종 과립을 기준으로 10~100중량%, 보다 구체적으로는 30~95중량%, 특히 유리하게는 40~90중량%를 함유한다. 비계면활성 액체 성분을 완전히 증발시켜 과립을 완전히 건조시키고, 임의로 첨가하는 고체가 순수한 계면활성 물질로 구성되는 경우, 순수한 계면활성제 과립이 수득된다. 이 경우, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되고 본 발명에 따른 방법에서 고체로서 사용되는 계면활성제 과립을 바람직하게는 임의로 필요한 입자 크기 분포로 크기-감소시키고 회수한다. 과립의 계면활성제 함량은 필요한 수치로 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해 수득되는 계면활성제 과립은 바람직하게는 벌크 밀도 450g/l~1,000g/l, 보다 구체적으로는 500g/l~850g/l이고, 분진이 없고, 즉, 크기 50㎛ 이하의 입자를 함유하지 않는다. 계면활성제 과립의 입자 크기 분포는 선행 기술의 중성 세제의 전형적인 입자 크기 분포에 해당한다. 보다 구체적으로는, 계면활성제 과립은 입자의 5중량% 이하, 바람직하게는 3중량% 이하가 직경 2.5㎜ 이상이며, 입자의 5중량% 이하, 특히 유리하게는 3중량% 이하가 직경 0.1㎜ 이하이다. 계면활성제 과립은 그의 밝은 색 및 그의 양호한 유동성에 의해 구별된다. 본 발명에 따라 제조된 계면활성제 과립이 서로 부착하는 것을 방지하기 위하여 다른 측정을 해야 할 필요는 없다. 그러나, 필요하다면, 다른 공정 단계에서 그의 벌크 밀도를 증가시키기 위해 계면활성제 과립을 미립자 물질, 예를 들면, 제올라이트 NaA, 소다를 사용하여 공지된 방법으로 분말화시킬 수 있다. 바람직한 계면활성제 과립은 매우 규칙적인, 특히 실질적으로 구형이므로 일반적으로 구형화 단계가 유리하거나 필요하지 않다.
[실시예]
실시예 1~3에서, ABSS (C12알킬 벤젠술폰산 ; 실시예 1) 및 FASS (C12-14지방 알콜의 황산 세미에스테르 ; 실시예 2 및 3)을 다성분 노즐을 통하여 수산화나트륨 (50중량% 수산화나트륨 용액 ; 분사 기체 질소)으로 분무 중화시키고, 고체와 함께 직접 과립화시키고, 혼합 제립기 / 건조기 (Glatt 제조, 독일)에서 동시에 건조시킨다. 선행 조작 (동일한 공정 조건하)에서 수득하고, 실시예 1~3의 최종 과립과 실질적으로 동일한 조성인 계면활성제 과립을 출발 물질로서 사용한다. 공정 조건을 표 1에 나타낸다.
고체로서 소다 (벌크 밀도 620g/l의 탄산나트륨 ; Mattes ＆ Weber 제조, 독일)를 사용한다.
실시예 4는 고체의 부재하에 상응하는 계면활성제 과립의 제조를 기술한다.
모든 실시예에서 계면활성제 함량이 높은 비분진성, 비점성 과립을 수득한다 (표 2 참조). 모든 실시예에서, 크기 2.5㎜ 이상의 과립의 함량은 5중량% 이하이다.
[표 1]
[공정 파라미터]
●(20)
[표 2]
[생성물의 특성 데이타]
●(21)
실시예 4 : 과립의 잔여물 (100%로 한다)은 비술폰화 성분 및 원료 물질 FASS 내에 존재하는 염으로 구성된다.
실시예 1~3 : 과립의 잔여물 (100%로 한다)은 소다 및 비술폰화 성분 및 원료 물질 ABSS 및 FASS 내에 존재하는 염으로 구성된다.
Claims (27)
- 비계면활성 액체 성분을 함유하는 계면활성 제제의 과립화에 의한 벌크 밀도 450g/l 이상인 세정 및 세척 활성 계면활성제 과립의 제조 방법에 있어서, 음이온성 계면활성제를 함유하는 계면활성 제제가 산 형태의 음이온성 계면활성제 또는 1 이상의 산 형태의 음이온성 계면활성제를 함유하는 혼합물, 및 알칼리 수용액을 기체상 매질로 각각 처리시킨 후, 실질적으로 화학양론적 양의 음이온성 계면활성제 (혼합물) 및 알칼리 수용액을 각각 또는 동시에 고분사 기체 압력하에 과립화 및 건조 영역으로 분무시킨 후, 1 이상의 무기 또는 유기 고체를 첨가하면서 건조시킴과 동시에 과립화 단계를 수행함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 각각 기체상 매질로 처리한 반응물 유체를 실질적으로 화학양론적 양으로 동시에 1 이상의 다성분 노즐을 통해 과립화 및 건조영역으로 분무시킴을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 산 형태의 음이온성 계면활성제 또는 1 이상의 산 형태를 함유하는 음이온성 계면활성제의 혼합물을 기체상 매질로 처리하고, 다성분 노즐을 통해 과립화 및 건조 영역으로 분무시키며, 이와 동시에 기체상 매질로 처리한 알칼리 수용액을 또다른 다성분 노즐을 통해 실질적으로 화학양론적 양으로 과립화 및 건조 영역으로 분무시킴을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 산성기의 수 대 알칼리성기의 수의 비가 1.1:1 내지 0.8:1임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산, C9-13알킬 벤젠술폰산과 같은 알킬아릴 술폰산, α-술포지방산 에스테르 및 임의로 알콕실화된 지방 알콜의 황산 세미에스테르 및/또는 술포숙신산을 사용함을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 산 형태인 음이온성 계면활성제 또는 산 형태인 음이온성 계면활성제 군의 혼합물을 비이온성, 양쪽성 및 양이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상의 계면활성제와 혼합하여 사용함을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 분사 기체로서 공기, 질소 또는 증기를 사용함을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 과립화와 동시에 건조를 유동층에서 배치식 또는 연속식으로 수행함을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 등급화 단계를 통해 과립을 유동층으로부터 배출시킴을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하부판 공기의 온도가 -20~400℃이고, 하단판 약 5㎝ 상부의 유동 공기의 온도가 10 내지 120℃임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 사용하는 고체가 알칼리 금속 카르보네이트, 알칼리 금속 술페이트, 결정성 및 비결정성 알칼리 금속 실리케이트 및 층 실리케이트 및 제올라이트, 시트르산 또는 그이외의 폴리카르복실산의 염, 고체 과산화 표백제, 및 상대 분자량 2,000 이상인 고체 폴리에틸렌 글리콜로 구성된 성분과 같은 세제 및 세척제의 비계면활성 성분임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 계면활성제 제제 및 고체의 총합을 기준하여 10 내지 50중량%의 첨가 고체를 사용함을 특징으로 하는 방법.
- 최종 과립을 기준하여 10 내지 100중량%의 계면활성제를 함유함을 특징으로 하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 정의된 방법에 따라 제조된 계면활성제 과립.
- 제13항에 있어서, 벌크 밀도 450 내지 1,000g/l이고, 50㎛ 이하인 입자를 함유하지 않음을 특징으로 하는 계면활성제 과립.
- 제4항에 있어서, 산성기의 수 대 알칼리성기의 수의 비가 1:1 내지 0.9:1임을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 에톡실화된 지방 알콜의 황산 세미에스테르를 사용하는 방법.
- 제8항에 있어서, 과립화와 동시에 건조를 유동층에서 연속식으로 수행함을 특징으로 하는 방법.
- 제10항에 있어서, 하부판 공기의 온도가 35 내지 350℃임을 특징으로 하는 방법.
- 제18항에 있어서, 하부판 공기의 온도가 35 내지 120℃임을 특징으로 하는 방법.
- 제10항에 있어서, 하단판 약 5㎝ 상부의 유동 공기의 온도가 20 내지 90℃임을 특징으로 하는 방법.
- 제20항에 있어서, 하단판 약 5㎝ 상부의 유동 공기의 온도가 30 내지 85℃임을 특징으로 하는 방법.
- 제11항에 있어서, 고체 폴리에틸렌 글리콜의 상대 분자량이 4,000 내지 20,000인 방법.
- 제12항에 있어서, 계면활성제 제제 및 고체의 총합을 기준하여 20 내지 45중량%의 첨가 고체를 사용함을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서, 최종 과립을 기준하여 30 내지 95%의 계면활성제를 함유하는 계면활성제 과립.
- 제24항에 있어서, 최종 과립을 기준하여 40 내지 90%의 계면활성제를 함유하는 계면활성제 과립.
- 제14항에 있어서, 벌크 밀도 500 내지 850g/l이고, 50㎛ 이하인 입자를 함유하지 않음을 특징으로 하는 계면활성제 과립.
- 제11항에 있어서, 사용하는 고체가 알칼리 금속 카르보네이트, 알칼리 금속 술페이트, 결정성 및 비결정성 알칼리 금속 실리케이트 및 층 실리케이트 및 제올라이트, 시트르산 또는 그 이외의 폴리카르복실산의 염, 고체 과산화 표백제 및 표백 활성화제, 및 상대 분자량 2,000 이상인 고체 폴리에틸렌 글리콜로 구성된 성분과 같은 세제 및 세척제의 비계면활성 성분임을 특징으로 하는 방법.
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