KR950004824B1 - 세제조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

세제조성물 및 그 제조방법
본 발명은 우수한 세척성능 및 분말특성을 갖는 고벌크밀도의 과립 세제조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 세제산업분야에서는 비교적 높은 벌크밀도, 예들들어 600g/ℓ 이상의 벌크밀도를 갖는 세제분말의 제조에 상당한 관심을 두어왔다. 특히 후처리에 의한 분무 건조분말의 고밀화에 주의하여 왔다. EP 219 328A(유니레버)에는 트리폴리인산나트륨 빌더 함량과 무기염 함량이 낮은 기본분말을 제공하기 위하여 슬러리를 분무 건조하고, 그 다음 고벌크밀도를 가지며 입자크기가 기본분말보다 작은황산나트륨을 포함하는 고체물질을 후―첨가(post―dose)하여서, 즉 기본분말 입자 사이의 공극을 메워서 생성물의 벌크밀도를 높게한 과립형 저인산염 세제조성물이 발표되어 있다. 1988년 6월 8일자로 공보된 EP 270 240 A(유니레버)에는 입자타공도가 0.40 이하이고, 음이온 계면활성제와 선택적으로 비이온 계면활성제를 함유하고, 알루미노규산염 빌더와 폴리카르복실레이트 중합체를 함유하며, 전해질 바람직하게는 탄산나트륨을 거의 또는 전혀 함유하지 않는 분무―건조 무린 기본분말이 발표되어 있다. 원할 경우, 입자크기가 자고 벌크밀도가 작은 황산나트륨 또는 기타 고체물질을 분무건조된 분말에 후―첨가하여 조성물의 벌크밀도를 매우 높게할 수도 있다.
EP 229 671 A(카오)에는 분무건조된 기본분말에 결정질 알칼리성 무기염, 예를들면 탄산나트륨을 후―첨가하여 고벌크밀도의 제품을 제조하는 것이 발표되어 있다.
이와다른 시도가 GB 1 517 713(유니레버)에 기술되어 있는데, 여기에는 분무건조 또는 팬 과립화(pan granulation)에 의해 제조된 세제분말을 "마루머라이저"(marumerizer: 상명)속에서 구형화(spheronisation) 및 과립화하여 벌크밀도를 약간 증가시키는 것이 발표되어 있다.
JP 61-069897 A(Kao: 카오)에는 계면활성제와 빌더를 함유하는 분무건조한 세제분말을 고속믹서/과립화기 속에서 연속적으로 분홰 및 과립화 처리하되, 이 과립화는 "표면성질 개선제" 및 선택적으로 결합제의 조재하에 수행하는 방법이 발표되어 있다. 고속 믹서/과립화기 속에서는 분무건조 세제분말이 초기에 분쇄되어 미세한 분말로 되고, 그 다음 표면 개선제와 임의의 결합제가 부가되어 분쇄된 재료가 과립화하여 고벌크밀도의 최종 생성물로 형성되는 것 같다. 미세 알루미노 규산나트륨과 같은 미립자상 고체인 표면 개선제는 조성물이 큰 볼(ball) 또는 케이크로 형성되는 것을 방지하는데 필요한 것이 분명하다.
카오(Kao)의 명세서에 기술되어 있는 분무건조한 출발물질의 예들은 높은 계면활성제 함량(45중량%)과 낮은 빌더염 함량을 가지며, 높은 케이킹 및 볼링 경향이 있는 것 같다.
또한 EP 220 024 A(프록터 앤드 갬블)는 높은 음이온 계면활성제 함량(30-85중량%)의 분무건조 분말의 고밀화에 관한 것이다. 이 분말은 고밀화되고 과립화되며, 무기빌더(트리폴리인산나트륨, 또는 알루미노규산나트륨 및 탄산나트륨)는 고밀화전에 부가된다.
본 발명자들은 초기분말이 정확하게 조성되어 있다면 특히 계면활성제의 양과 그 계면활성제에 존재하는 빌더와의 비율이 정확하게 조성되어 있다면 "표면성질 개선제" 또는 유사한 분말재를 사용함이 없이 분무건조된 또는 건조혼합된 분말을 고속믹서/과립화기속에서 과립화(필요하다면, 분쇄후에 과립화)하는 것에 의하여 고벌크밀도의 세제조성물을 제조할 수 있음을 발견하였다.
제1태양으로서, 본 발명은 650g/ℓ 이상의 벌크밀도를 가지며, a) 적어도 부분적으로는 음이온 세제활성 물질로 구성되는 비-비누성 세제활성 물질 17-35중량%, 및 b) 결정질 또는 비결정질 알루미노규산나트륨 28-45중량%(무수물 기준)을 함유하며, (b) 대 (a)의 중량비가 0.9:1-2.6:1, 바람직하게는 1.2:1-1.8:1이며, 선택적으로 100중량%까지의 기타 세제성분들을 함유하는 과립형 세제조성물 또는 그 성분의 제조방법을 제공한다.
제2태양으로서, 본 발명은 a) 적어도 부분적으로는 음이온 세제활성 물질로 구성되는 비-비누성 세제활성 물질 5-35중량%, 및 b) 결정질 또는 비결정질 알루미노규산나트륨 28-45중량%(무수물 기준)를 함유하며, (b) : (a)의 중량비가 0.9:1 이상이고, 선택적으로 100중량%까지의 기타 세제 성분을 함유하는 미립자상 출발물질을 미립자상 표면 특성 개선제가 들어있지 않는 액체 결제 존재하에, 교반작용과 커팅 작용을 하는 고속믹서/과립화기 안에서 처리하여 과립화하고 고밀화 함으로써 벌크밀도를 650g/ℓ 이상으로 하는 단계를 포함하는 650g/ℓ 이상의 벌크밀도를 갖는 과립형 세제조성물 또는 성분의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제1태양은 본 발명의 또 하나의 태양인 제조방법에 의해 용이하게 제조될 수 있는 고벌크밀도, 양호한 분말특성 및 우수한 세척 및 세정능을 갖는 고밀도 과립세제 분말이다.
본 발명의 세제조성물은 우수한 제반특성과 용이한 가공성을 갖는데, 이는 적어도 부분적으로는 음이온인 계면활성제를 적당량 함유하고 알루미노 규산염 빌더를 비교적 높은량으로 함유하기 때문이다. 본 발명자들은 분말중의 알루미노규산염 빌더 및 계면활성제의 절대량과 상기 계면활성제 대 빌더의 비를 적절히 선택하면 JP 61-069897 A(카오)에 의해 규정된 바와같은 과립화 공정중에 "표면특성 개선제"를 사용할 필요없이 고속믹서/과립화기 속에서 이 분말을 과립화할 수 있음을 발견하였다. 이와같이 하여 제조한 고밀도 과립은 양호한 유동특성을 가지며, 대체적으로 높은 계면활성제 함량을 갖는 카오(Kao)의 조성물과 적어도 동일한 세척 및 세정능과 냉수에서의 분산능을 갖는다.
본 발명 조성물에 존재하는 알루미노규산염 빌더는 결정질 또는 비결정질 일수도 있고, 또는 이들을 혼합한 것일수도 있으며, 그 일반식은
0.8-1.5Na2O.Al2O3.0.8-6SiO2
이다.
이 물질은 약간의 결합수를 함유하며, 약 50mgCao/g 이상의 칼슘이온교환 용량을 가져야 한다. 바람직한 알루미노규산염은 상기 식에서 1.5-3.5 분자 단위의 SiO2를 함유한 것이며, 입자크기가 약 100마이크론(μ)이하, 바람직하게 20마이크론 이하인 것이다. 문헌을 통해 널리 알려진 바와같이, 비결정질 및 결정질 알루미노규산염 양자는 규산나트륨과 알루민산 나트륨 사이의 반응에 의해 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명에서는 결정질 알루미노규산염(제올라이트)를 사용하는 것이 바람직하다. 적합한 물질은 예를들어 GB 1 473 201(헨켈) 및 GB 1 429 143(프록터 앤드 갬블)에 기술되어 있다. 이러한 종류의 바람직한 알루미노규산나트륨은 시중구입 가능한 공지의 제올라이트 A와 X, 그리고 이들의 혼합물이다. 본 발명에 사용하기에 특히 바람직한 것은 4A 제올라이트 형태(Type 4A zeolite)이다.
본 발명 조성물중의 알루미노규산염 빌더(무수물 기준)대 총비-비누성 계면활성제의 비는 1.2:1-1.8:1 범위내이다.
존배하는 비-비누성 계면활성제는 적어도 부분적으로 음이온 계면활성제로 구성된다. 적합한 비이온 계면활성제는 당분야의 전문가들에게 잘 알려져 있으며, 그 예로는 선형 알킬벤젠 술폰산염으로서, 특히 알킬체인 길이가 C8-C15인 선형 알킬벤젠술폰산나트륨, 일차 및 이차 알킬황산염으로서, 특히 C12-C15일차 알콜황산나트륨, 알킬에테르술페이트, 알파-올레핀 및 인터날올레핀 술포네이트, 알칸술포네이트, 디 알킬술포숙시네이트, 지방산에스테르술포네이트 및 이들의 혼합물등이 있다.
원할 경우, 출발분말에 비이온 계면활성제를 가급적 소량으로 함유시킬 수도 있다. 비이온 계면활성제도 당분야의 전문가들에게 잘 알려져 있으며, 그 예로는 일차 및 이차 알콜에톡실레이트로서 특히 알콜 1몰당 평균 3-20몰의 에틸렌옥사이드로 에톡실화된 C12-C15일차 및 이차 알콜이 있다.
본 발명 조성물의 계면활성제 성분은 10-35중량%의 음이온 계면활성제와 0-10중량%의 비이온 계면활성제로 구성시키는 것이 적합하다.
기타 종류의 비-비누성 계면활성제, 예를들어 양이온성, 쯔비터이온성, 양쪽성 또는 반(semi)-극성 계면활성제도 원할 경우 첨가할 수 있다. 이용가능한 적절한 세제-활성화합물은 많이 있으며, 이들은 문헌, 예를들어 "surface-Active and Detergents" Volume I and II, by Schwartz, Perry and Berch에 상세히 기술되어 있다.
원할 경우, 거품제어, 추가 세척력 및 빌더력을 제공하기 위하여 비누를 첨가할 수도 있으나, 본 발명 조성물중의 총 계면활성제 함량에 대한 17-35%내로 첨가되지 않는다.
본 발명 조성물은 인산염 빌더를 바람직하게 5중량% 이하로 함유하며, 보다 바람직하게 거의 또는 전혀 함유하지 않는다.
미립자상 출발조성물은 적절한 탑식법 또한 비탑식법, 예를들어 분무건조 또는 건조 혼합에 의해 제조될 수도 있다. 원할 경우, 미립자상 출발물질을 적어도 부분적으로 고속믹서/과립화기 자체내에서 혼합하는 것에 의하여 제조할 수도 있다. 미립자상 출발물질은 적어도 부분적으로 분무건조분말로 구성시킬 수도 있다.
최종 과립은 650g/ℓ 이상, 바람직하게 700g/ℓ 이상의 벌크밀도를 갖는다. 또한 이 과립은 특히 낮은 입자 다공도, 바람직하게는 0.25 이하, 보다 바람직하게는 분무 건조만으로 제조한 가장 높은 밀도의 분말과도 구별되는 0.20 이하의 낮은 입자다공도 크기에 의해 특징된다.
이 최종과립은 그 자체로서 완전한 세제조성물로 사용할 수도 있다. 또한 따로 제조한 기타성분들 또는 혼합물들과 혼합하여 사용할수도 있다. 즉 최종 제품의 주성분 또는 소량성분으로 이용할수도 있다. 일반적으로 과립화 공정을 행하기에 부적합한 효소, 표백제 및 향료와 같은 기타 추가성분은 최종제품을 만들기 위하여 과립에 부가혼합시킬 수도 있다.
예를들어, 본 발명의 한 실시예에서 세제 기본분말은 열에 둔감하고 호환성이 있는 성분들로 된 수성슬러리를 분무건조하는 것에 의해 제조되며 원할 경우 이 다음에 기타 성분들을 부가혼합할 수도 있으며, 이렇게 해서 얻은 분말은 본 발명에 따르는 제품으로 만들기 위하여 고밀화되고 과립화된다. 또한 과립화후에 원할 경우 추가성분을 부가 혼합할수도 있다. 즉, 본 발명의 고밀화된 과립이 최종제품의 40-100중량%를 구성하게 할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 세제 기본분말은 1종 이상의 원료물질 및/또는 1종 이상의 원료물질로 된 예 혼합물(Premix)을 고속믹서/과립화기 자체내에서 또는 기타 장치내에서 건조혼합하는 것에 의해 제조되며 그 다음에 본 발명에 따르는 제품으로 하기 위하여 고밀화되고 고립화 된다. 원할 경우 과립화 후에 추가성분을 첨가할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 본 발명에 따라 제조된 과립은 무기 캐리어상의 세제활성물질 함량이 비교적 높은 "부가물"이며, 이 부가물은 최종제품을 만들기 위하여 기타 성분과 소량으로 혼합시킬수도 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 임의의 적합한 방법으로 제조된 미립자상 출발물질(세제 기본분말)은 그 벌크밀도를 증가시키고 그 분말 특성을 향상시키기 위하여 고속믹서/과립화기 속에서 과립화시킨다.
본 발명의 제조방법은 세정능이 우수하며 음이온 계면활성제를 적당량으로 낮게 함유하며 알루미노규산염 빌더를 높은 수준으로 함유하는 매우 높은 밀도의 과립 세제조성물의 생산루트를 제공한다.
바람직한 출발물질은 (a) 적어도 부분적으로 음이온 세제활성 물질로 구성되는 비-비누성 세제활성 물질 17-35중량%, 및 (b) 결정질 또는 비결정질 알루미노규산나트륨 28-45중량%를 함유하며, (b) 대 (a)의 비가 0.9:1-2.6:1이고, 선택적으로 기타 세제 성분을 100중량%까지 함유하는 것이다.
본 발명의 제조방법에 따라 고속믹서/과립화기 속에서 처리하면 본 발명의 제1태양에 따르는 과립 세제조성물 또는 성분이 얻어진다. 그러나 본 발명의 제조방법은 또한 낮은 수준으로 세제활성 물질을 함유하는 조성물을 얻을수 있게 하는 양호한 효과도 있음은 물론이다.
본 발명의 제조방법에서, 과립화는 교반작용과 커팅작용을 함께하는 고속믹서/과립화기에 의해 수행된다. 바람직하게는 교반기와 커터는 서로 독립적으로 별개의 가변속도로 조작될 수도 있다. 이러한 믹서는 고에너지 교반 입력과 커팅자용을 겸할수도 있고, 또한 커터작동과 함께 또는 커터작동 없이 보다 완만한 교반레짐(regime)을 제공하는데 사용될 수도 있다. 즉, 이것은 매우 자유자재하고 유연성이 있는 장치다.
본 발명 제조방법에 이용하기 적합한형의 고속믹서/과립화기는 보울형상이며, 대체로 수직의 교반기축을 갖는 것이 적절하다. 특히 바람직한 것은 후카에(Fukae: 상명) FS-G시리즈(일본, Fukae Powtech Kogyo Co.,에서 제작)의 믹서이며, 이 장치는 본질적으로 상부입구로 투입가능한 보울형상 용기형태이며, 그 기부근처에 대체로 수직의 축을 갖는 교반기가 설치되어 있고, 측벽에 커터가 위치하는 것이다. 이 교반기와 커터는 서로 독립적으로 별개의 가변속도로 작용될 수도 있다.
본 발명 방법에 사용하기 적합한 것으로 밝혀진 기타 유사한 믹서들로는 디오스나(Diosna: 상명)시리즈 (독일, Dierks & sohne 제품)와 파르마 매트릭스(Pharma Matrix: 상명)(영국, T K Fielder Ltd 제품)가 있다. 본 발명 방법에 사용하기 적합한 것이라고 생각되는 기타 유사한 믹서들로는 후지(Fuji: 상명) VG-C시리즈(일본, Fuji Sangyo Co 제품)와 로터(Roto: 상명)(이태리, Zanchetta & Co Srl 제품)가 있다.
본 발명 방법에 사용하기 적합한 것으로 밝혀진 또다른 믹서로는 뢰디게(L
Figure kpo00001
dige: 상명) FM 시리즈 배치믹서(스코틀란드, Morton Machine Co. Ltd 제품)가 있다. 이 믹서는 그 교반기가 수평축을 갖는다는 점에서 상술한 믹서와 다르다.
앞서 지적한 바와같이 고속믹서/과립화기의 사용은 본 발명 방법에서 과립화와 고밀화를 수행하는데 필수적이다. 원한다면, 이 믹서를 과립화가 수행되기전의 전처리 단계에 사용할 수도 있다.
예를들어, 앞서 지적한 바와같이, 미립자상 출발물질을 적어도 부분적으로 고속믹서/과립화기 내에서 혼합하여 제조하는 것도 본 발명의 영역에 속한다. 즉, 건조 혼합된 출발분말은 고속믹서/과립화기 내에서 그 원료물질로부터 제조될 수도 있으며, 또는 1종 이상의 추가 성분들을 다른 방법(예를들어, 분무건조)으로 제조한 다른 예혼합분말과 혼합할 수도 있다. 적절한 교반/커팅 레짐 및 체류 시간은 혼합물 물질에 따라 선정할 수도 있다.
필요한건 불필요하건간에 고속믹서/과립화기 내에서 수행할 수도 있는 또 다른 가능한 전처리는 분쇄이며, 이것은 다른것들 중에서 출발분말의 제조방법 및 그 유리수분 함량에 좌우된다. 예를들어, 분무건조하여 제조한 분말은 건조 혼합하여 제조한 분말보다 분쇄의 필요성이 크다. 게다가 이 장치의 유연성은 적절한 교반/커팅 레짐이 교반기와 커터 양자의 속도를 비교적 높게 선정할 수 있게 한다. 또한 비교적 짧은 체류시간(예를들어, 35kg배치(bach)에 대하여 2-4분)으로 충분하다.
본 발명 방법의 중요한 특징은 650g/ℓ 이상, 바람직하게는 700g/ℓ 이상의 매우 높은 값으로 고밀화가 발생하여 매우 균일한 입자크기와 대체로 구형의 입자형상을 갖는 고밀도의 과립생성물을 제공하는 과립화 단계이다. 과립화는 교반기와 커터 양자를 사용하여 비교적 고속으로 믹서를 작동시킴으로써 실시되며, 일반적으로 비교적 짧은 체류시간(예들들어 35kg 배치에 대하여 5-8분)으로 충분하다. 최종 벌크밀도는 체류시간의 선정에 의해 조절될 수 있으며, 얻어지는 과립의 분말특성은 벌크밀도가 650g/ℓ 이상으로 높아지게 되지 않는한 적합하지 않다는 것이 밝혀졌다.
성공적인 과립화를 위해서는 액체 결합체의 존재가 필수이다. 첨가되는 결합체의 양은 조성물의 유리수분 함량을 약6중량%으로 하는데 필요한 정도롤 초과하지 않으며 이러한 정도보다 높게되면 최종 과립의 유동특성이 저하된다. 필요하다면 결합제, 바람직하게는 물을 과립화전에 또는 과립화중에 첨가할 수도 있으나, 몇몇 출발 분말은 본래 충분한 수분을 함유할 것이다. 액체 결합제를 첨가할 예정이면, 믹서가 작동하고 있는 중에 분무시킬 수도 있다. 본 발명의 한 바람직한 모드에서는, 결합제가 첨가되는 동안에 우선 믹서를 비교적 낮은 속도로 작동시킨 다음에 믹서의 속도를 증가시켜 과립화를 시행한다.
출발분말이 결합제를 첨가할 필요가 없을 정도로 충분한 양의 유리수분을 함유하고 있다면 분쇄(필요할 경우) 및 과립화는 별개의 공정단계가 아닌 단일조작으로 생각할 필요가 있다. 실지로 이 경우에, 분쇄가 필요한지 불필요한지를 미리 결정할 필요가 없다. 즉 요구되는 믹서조건들이 분쇄의 경우와 과립화의 경우에 대체로 거의 동일하므로 믹서가 단지 필요한 것을 행하도록 할수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 과립화는 대기온도보다 다소 높은 바람직하게는 30℃ 이상의 제어온도에서 수행된다. 최적온도는 물론 조성에 좌우되나 일반적으로 30-45℃ 범위, 바람직하게는 약 35℃ 정도인 것으로 보인다.
본 발명 방법의 또 하나의 중요한 특징은 앞서 예로들은 JP 61 069897 A(카오)에 정의된 "표면특성 개선제"를 과립화중에 첨가할 필요가 없다는 것이다. 본 발명에 따라, 알루미노규산염 빌더 대 계면활성제의 비가 비교적 높은 조성물을 처리할 때, 과립화 단계중 미세 알루미노규산나트륨과 같은 미립자상 물질의 사용은 불필요할 뿐만아니라, 일부 조성물의 과립화를 보다 어렵게, 심지어 불가능하게 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 과립화가 완료된 후에 미립자상 유동보조제(low aid)를 과립 물질과 혼합할 수도 있다. 유동보조제는 과립이 고속믹서/과립화기 내에 들어있고 추가로 주어지는 짧은 시간내에 느린 속도로 믹서가 작동되고 있는 동안에 첨가하는 것이 유리하다. 이순간에 추가적인 과립화는 발생하지 않는다. 다른 장치로 이동시킨 과립에 유동보조제를 첨가하는 것도 또한 본 발명의 영역에 속한다.
본 발명의 이 실시예는 앞서 언급한 선행기술 방법. 즉 미세 알루미노규산나트륨일 수 있는 "표면특성 개선제"가 과립화 단계중에 첨가되는 JP 61 06987 A(카오)와 구별되어야 한다. 과립화가 완료된 후에 미립자상 유동 보조제를 첨가하는 것은 본 발명에 속하며, 상술한 바와같이 중요한 것은 본 발명에서는 과립화중에 미립자상 "표면특성 개선제"가 존재하지 않는다는 것이다. 과립화 완료후 유동보조제의 첨가는 과립특성에 부수적인 유리한 효과를 조성과 관계없이 줄수 있으며, 반면에 본 발명 방법의 과립화 단계중에 이러한 형태의 물질의 존재는 가공을 보다 곤란하게 한다.
또한, 후속의 유동보조제를 부가 혼합하는 중에 과립화 온도를 30-45℃, 바람직하게는 약 35℃의 온도를 유지함이 좋다.
유동보조제는 미립자상 물질로서, 바람직한 평균 입자크기는 0.1-20마이크론, 보다 바람직하게 1-10마이크론이다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 의하면 유동보조제는 우리의 동일자 출원(C. 3236)에 기술되고 청구된 바와같이 미립자상 비결정질 알루미노규산나트륨이다. 적합한 물질은 시중구입 가능한 알루실(Alusil: 상명)(일글랜드, 체셔, 와링톤 소재의 Crosfield Chemicals Ltd 제품)이다. 이 물질은 심지어 매우 낮은 함량에서도 유동특성을 개선하는데 효과적이며, 또한 벌크밀도를 증가시키는 효과도 있다. 그러므로 과립화후에 첨가되는 비결정질 알루미노규산나트륨 함량을 적절히 선정하므로써 벌크밀도를 조절할 수 있게 된다.
바람직한 비결정질 알루미노규산나트륨 사용량은 출발물질 기준으로 0.2-5.0중량%, 바람직하게는 0.5-3.0중량%이다.
또 다른 바람직한 유동보조제는 미립자상 결정질 알루미노규산나트륨이다. 앞서 빌더에 대한 단락에서 설명된 결정질 알루미노규산염도 유동보조제로 사용하기에 적합하다.
그러나 이 물질은 비결정질 물질보다 중량효과가 낮다. 즉 적합한 사용량은 3.0-12.0중량%, 보다 바람직하게는 4.0-10.0중량%이다.
원할 경우, 유동보조제로 결정질 및 비결정질 알루미노규산나트륨 양자를 함께 또는 연속적으로 첨가할 수도 있다.
본 발명 방법에 사용하기 적합한 기타 유동보조제로는 침전시킨 실리카, 예를들어 네오실(Neosyl: 상명), 및 침전시킨 규산칼슘, 예를들어 미크로칼(Microcal: 상명)이 있다. 이 물질들은 모두 크로스필드 메디칼로부터 구입가능한 것이다.
본 발명은 다음의 비-한정적인 실시예에 의해 추가로 예시되며, 이 실시예들에서의 부 및 백분율은 달리 언급이 없는한 중량기준이다.
[실시예 1]
수성슬러리를 분무건조하여 유리수분 함량을 거의 0으로 함으로써 세제조성물을 다음의 조성으로 제조하였다
Figure kpo00002
여기서 알아두어야 할 것은 이 조성물에서 제올라이트 대 비-비누성 계면활성제의 비가 1.46이었다는 것이다.
이 분무건조한 분말 35kg을 후카에 FS-G 시리즈의 고속믹서/과립화기속에 넣어 2-4분동안 고속으로 분쇄하였다. 그 다음 이 믹서가 보다 저속으로 작동되는 중에 물(2.0부)을 살포하고나서, 온도를 약 35℃로 유지한 상태에서 5-8분 동안 속도를 증가시켰다. 이 기간중에 과립화가 일어났다. 믹서로부터 과립생성물 샘플을 채취하여 시험한 결과, 샘플은 자유유동성이 있으며 케이킹 되지 않음을 알게되었다. 이것의 동적유속은 65ml/s이었다. 미립자상 비결정질 알루미노규산나트륨인 알루실(Alusil: 상명) 1.0부를 후카에 믹서에 넣은 다음, 이 믹서를 느린속도로 1분동안 작동시켰다. 얻어진 과립생성물은 자유유동성이 있었으며, 케이킹 되지 않았다. 그 벌크밀도는 740g/ℓ이었으며, 입자 다공도는 0.20이하였다. 그 평균입자 크기는 405마이크론 이었으며, 동적유속은 105ml/s이었다.
이어서, 이 과립물질에 다음의 성분들을 혼합하여 최종 세제분말이 99부가 되게 하였다.
착색스펙클 1.5부
효소(알칼라아제) 0.61부
향료 0.25부
[실시예 2 및 3]
실시예 1에 사용된 분무 건조분말 20kg을 후카에 FS-30 고속믹서/과립화기 속에 넣고 4분동안 분쇄하였다. 그 다음 물(0.8kg)을 부가하고, 이 혼합물을 4분에 걸쳐 과립화하였다. 이때 온도는 약 35℃로 유지시켰다. 이 믹서로부터 샘플(실시예 2)을 채취하여, 그 분말 특성을 측정하였다. 측정결과는 표 1에 기재되어 있다.
다음, 미립자상 비결정질 알루미노규산나트륨 알루실(상명) 0.2kg을 첨가하였다. 이렇게해서 얻은 분말(실시예 3)의 물리적 특성은 표 1에 기재되어 있다. 이 표 1로부터 과립화 완료후에 유동 보조제의 부가는 유동성 및 벌크밀도에 유리한 영향을 끼침이 명백해졌다. 알루실의 첨가는 180마이크론 미만의 미립자의 함량을 허용수준까지 증가시켰다.
[비교실시예 A]
실시예 1에 사용된 분무건조 분말 20kg을 후카에 고속믹서/과립화기 속에 넣고 4분동안 분쇄하였다. 다음 미립자상 비결정질 알루미노규산나트륨인 알루실(상명) 0.2kg을 이 믹서에 투입하였다. 이어서 물 0.8kg을 첨가하고 이 혼합물은 4분에 걸쳐 과립화하였다. 이때 온도는 약 35℃로 유지시켰다. 이렇게해서 얻은 분말의 물리적 특성은 표 1에 기재되어 있다. 이 표로부터, 과립화전의 알루실의 부가는 악영향을 미침이 명백해졌다. 따라서 미립자 함량의 증가는 알루실이 과립화전에 첨가된 경우에 훨씬 크다는 것은 알수있을 것이다.
[표 1]
Figure kpo00003
[비교실시예 B]
이 실시예에서는 음이온 계면활성제 함량이 높고 알루미노규산나트륨 함량이 비교적 낮은 상이한 분무건조 조성물을 사용하여 본 발명 방법을 수행한 시도에 대하여 설명한다. 그 조성은 다음과 같다.
Figure kpo00004
* 무수제올라이트의 3.9부에 상당
제올라이트(무수물)대비-비누성 계면활성제(0.53)의 비는 0.9:1 이하였다.
이 분무건조 기본분말 7.7kg을 디오스나(Diosna: 상명) 보울형 고속믹서/과립화기에 넣고, 그 위에 비이온 계면활성제 5.0부(0.3kg)을 살포하였으며, 과립소다회 15부(1.5kg)와 제올라이트 5부(0.5kg)을 첨가하였다. 교반기속도 196rpm과 커터속도 3000rpm에서 1분동안 분쇄를 실시하였더니, 이 혼합물이 지나치게 과립화되어 크게 덩어리졌으며 지나치게 가열되었다.
[실시예 4 및 5]
실시예 1에서 사용된 분무건조분말 35kg을 뢰디게(L
Figure kpo00005
dige: 상명) FM시리즈 고속믹서/과립화기속에 넣어 4분동안 분쇄하였다. 다음 이 믹서가 동일한 속도로 계속 작동되는 중에 물 1.1kg(3.5%)을 살포하고나서 온도를 약 35℃로 유지하면서 믹서를 3분 더 작동시켰다. 이 기간중에 과립화가 발생하였다. 이 믹서로부터 샘플(실시예 4)을 채취하여 그 분말 특성을 측정하였다. 그 결과는 표 2에 기재되어 있다.
다음 미립자상 비결정질 알루미노규산염인 알루실(상명) 1.2kg을 이 믹서에 투입하고 0.5분 더 작동시켰다. 이렇게 해서 얻은 분말(실시예 5)의 물리적 특성은 표 2에 기재되어 있다. 측정치들을 비교한 결과, 후카에 믹서를 사용한 실시예 2 및 3과 유사하게 나타났다.
[비교실시예 C]
실시예 1에서 사용된 분무건조분말 28.8kg을 뢰디게(상명) FM시리즈 고속믹서/과립화기에 넣고 4분동안 분쇄하였다. 다음, 미립자상 비결정질 알루미노규산나트륨인 알루실(상명) 1.2kg을 믹서에 투입하였다. 이 믹서가 계속 작동하고 있는 상태에서 물 1.1kg(3.5%)을 살포하고나서 온도를 약 35℃로 유지시킨 상태에서 3분 더 작동시켰다. 이 기간중에 과립화가 발생하였다. 이렇게 해서 얻은 분말의 물리적 특성은 표2에 기재되어 있다.
[표 2]
Figure kpo00006
[비교실시예 D]
이 실시예는 비교실시예 B와 유사하게 음이온 계면활성제 함량이 높고 알루미노규산나트륨 함량이 비교적 낮은 분무건조 조성물을 사용하여 뢰디게 믹서에서 본 발명 방법을 수행한 시도를 설명한다. 그 조성은 다음과 같다.
Figure kpo00007
제올라이트 대 비-비누성 계면활성제(0.31)의 비는 0.9:1보다 적었다. 이 조성물(30kg)을 뢰디게 FM시리즈 믹서에 넣고 실시예 4,5 및 C에서와 같이 4분동안 믹서를 작동시켰다. 먼지와 같이 미세하게 분쇄된 분말이 얻어지지 않았으므로, 분쇄가 발생하였는지 분명하지 않았다. 선행 실시예들과 같이 물 1.05kg(3.5%)을 부가하고 0.5분 동안 과립화시켰더니 반죽덩어리가 되었다.
[실시예 6-8]
실시예 1에 나타낸 명목 조성물을 표 3에 나타낸 바와같이 서로 다른 수분함량으로 분무건조하여 세가지의 분말을 제조하였다. 이 조성물중의 제올라이트 38.8부(무수물기준)에는 10.84부의 물이 수화될 수 있으므로 각 분말의 유리수분함량은 수분함량에서 10.84를 뺀값이 된다. 따라서 실시예 6의 분말은 과건조된 것이고, 반면에 실시예 8의 분말은 3.16부의 유리수분을 함유한 것임을 알수 있을 것이다. 각 분말 10kg씩을 교반기속도 196rpm 커터속도 3000rpm을 사용하여 디오스나(상명) V시리즈 믹서속에서 과립화(필요할 경우, 분쇄)하였다. 분쇄가 초기에 발생된 실시예 6 및 7의 경우에 과립화전에 믹서내로 물을 지시된 시간동안 양으로 살포하였다. 과립화가 완료된 후 이 과립에 미립자상 비결정질 알루미노규산나트륨인 알루실 0.1kg을 부가 혼합하였다. 이 세가지 과립들의 특성은 표 3에 기재되어 있다.
[표 3]
Figure kpo00008
[실시예 9]
이 실시예는 분쇄 및 과립화에 앞서 믹서내의 분무건조 기본분말에 추가성분(탄산나트륨)을 부가한 방법을 설명한다. 그 조성은 다음과 같다.
Figure kpo00009
분무건조 기본분말 8.5kg과 탄산나트륨(경소다회) 1.0kg을 디오스나 V100믹서에 넣고 교반기 속도 196rpm와 커터속도 3000rpm에서 4분동안 분쇄하였다. 교반기 속도 98rpm과 커터속도 1500rpm으로 작동시키는 가운데 2분에 걸쳐 물을 부가하고나서, 이 혼합물을 교반기속도 196rpm과 커터속도 3000rpm에서 5분동안 과립화시켰다. 마지막으로 교반기를 98rpm의 속도로 작동시키고 커터를 끈 상태에서 알루실 0.1kg을 부가 혼합하였다.
이렇게 해서 얻은 과립의 특성은 다음과 같다.
벌크밀도(g/ℓ) 780
동적유속(ml/s) 133
압축율(% V/V) 7
입자크기(마이크론) 839
입자 다공도 0.10
과립화되는 혼합물중의 알루미노규산염 대 비-비누성 계면활성제의 비는 1.46이었다.
[실시예 10]
이 실시예는 음이온 계면활성제를 일부는 분무건조 기본분말을 통해 도입시키고 일부는 분쇄 및 과립화에 앞서 믹서내의 기본분말에 도입시킨 방법을 기술한다. 그 조성은 다음과 같다.
Figure kpo00010
분무건조 기본분말 16.5kg과 선형알킬 벤젠술폰산염 분말 Marlon(상명) A 390: :Huls 제품) 2.4kg을 디오스나 V100믹서에 넣고 196rpm의 교반기 속도와 3000rpm의 커터속도에서 4분동안 분쇄하였다. 믹서가 98rpm의 교반기 속도와 1500rpm의 커터속도로 작동되는 중에 2분에 걸쳐 물 0.45kg을 부가하고나서, 이 혼합물을 196rpm의 교반기 속도와 3000rpm의 커터속도에서 5분동안 과립화시켰다. 과립화중에 온도가 40℃로 상승하였다. 마지막으로 커터를 끄고 교반기를 98rpm의 속도로 작동시키는 중에 알루실 0.19kg을 부가 혼합하였다.
이렇게해서 얻은 과립의 특성은 다음과 같았다.
벌크밀도(g/ℓ) 714
동적유속(ml/s) 55
압축율(% V/V) 17
입자크기(마이크론) 712
입자 다공도 0.20
과립화되는 혼합물중의 알루미노규산염 대 비-비누성 계면활성제의 비는 1.46이었다.
[실시예 11-12]
이 실시예들은 건조혼합으로 제조한 분말을 고속믹서/과립화기 속에서 고밀화시키고 과립화시킨 방법을 포함시켰다. 다음 조성물은 콘크리트 믹서속에서 혼합하여 제조한 것이다.
Figure kpo00011
이 혼합물중의 알루미노규산염 대 비-비누성 계면활성제의 비는 1.46이었다. 이 조성물 20kg을 디오스나 V100 믹서에 넣고 196rpm의 교반기 속도와 3000rpm의 커터속도에서 1분동안 혼합하였다. 믹서를 98rpm의 교반기 속도와 1500rpm의 커터속도로 작동시키는 중에 2분에 걸쳐 물 0.2kg을 부가하고나서, 이 혼합물을 196rpm의 교반기 속도와 3000rpm의 커터속도에서 4분동안 과립화시켰다. 이로부터 샘플(실시예 11)을 채취하여 그 분말 특성을 측정하였다(아래표 참조). 마지막으로 커터를 끄고 교반기 속도를 98rpm으로 한 상태에서 알루실 0.2kg을 부가 혼합하였다. 얻어진 최종 과립(실시예 12)의 분말특성을 또한 측정하였다.
알루실의 부가전과 부가후의 과립의 분말특성은 다음과 같았다.
Figure kpo00012
[실시예 13]
후카에 FS-1200믹서를 사용한 건조혼합 방법으로 다음 조성물을 제조하였다.
Figure kpo00013
"예혼합성분" 아래 기재된 성분들은 후카에 믹서에서 80rpm의 교반기 속도와 2000rpm의 커터속도로 2분동안 혼합되었다. 다음 1분에 걸쳐 비이온 계면활성제를 부가하고나서, 2분에 걸쳐 물을 부가하였다. 이때 믹서는 동일한 교반기 및 커터속도로 작동되었다. 이어서, 동일한 교반기 및 커터속도에서 6분동안 과립화시키고, 마지막으로 동일한 교반기 및 커터속도에서 2분에 걸쳐 제올라이트를 첨가하였다. 얻어진 과립의 특성은 다음과 같았다.
벌크밀도(g/ℓ) 780
동적유속(ml/s) 83
압축율(% V/V) 11.8
입자크기(마이크론) 477
입자 다공도 0.1
이 물질내의 제올라이트(무수물)대 비-비누성 세제활성 물질의 비는 1.0이었다.

Claims (15)

  1. 650g/ℓ 이상의 벌크밀도를 가지며, (a) 적어도 부분적으로 음이온 세제-활성물질로 구성되는 비-비누성 세제-활성물질 17-35중량%, (b) 결정질 또는 비결정질 알루미노규산나트륨 28-45중량%(무수물 기준)을 함유하며, (b) 대 (a)의 중량비가 0.9:1-2.6:1이며, 선택적으로 기타 세제성분을 100중량%까지 함유하는 과립세제 조성물 또는 그 성분.
  2. 제1항에 있어서, 입자 다공도는 0.25이하인 것을 특징으로 하는 과립 세제조성물 또는 그 성분.
  3. 제1항에 있어서, 입자 다공도는 0.20이하인 것을 특징으로 하는 과립 세제조성물 또는 그 성분.
  4. 제1항에 있어서, (b) 또는 (a)의 중량비는 1.2:1-1.8:1인 것을 특징으로 하는 과립 세제조성물 또는 그 성분.
  5. 제1항에 있어서, 알루미노규산염(b)은 결정질 제올라이트인 것을 특징으로 하는 과립세제 조성물 또는 그 성분.
  6. 제1항에 있어서, 0-5중량%의 인산염 빌더를 함유하는 것을 특징으로 하는 과립 세제조성물 또는 그 성분.
  7. (a) 적어도 부분적으로 음이온 세제-활성물질로 구성되는 비 비누성 세제활성물질 5-35중량% 및 (b) 결정질 또는 비결정질 알루미노규산나트륨 28-45중량%(무수물 기준)을 함유하며, (b) 대 (a)의 중량비가 0.9:1 이상이고, 선택적으로 기타 세제성분을 100중량%까지 함유하는 미립자상 출발물질을 교반작용과 커팅 작용을 둘다 가지는 고속믹서/과립화기내에서 액체 결합제 존재하에, 그러나 미립자상 표면특성 개선제의 부재하에 처리하여 과립화하고 650g/ℓ 이상의 벌크밀도로 고밀화하는 단계를 포함하는 650g/ℓ 이상의 벌크밀도를 가지는 과립 세제조성물 또는 그 성분의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 과립화는 수직의 교반기축을 가지는 보울형 고속믹서/과립화기내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 미립자상 출발물질은 적어도 부분적으로 분무건조분말로 구성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  10. 제7항에 있어서, 미립자상 출발물질은 적어도 부분적으로 과립화에 앞서 고속믹서/과립화기 내의 혼합에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  11. 제7항에 있어서, 과립화는 벌크밀도를 700g/ℓ 이상으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  12. 제7항에 있어서, 과립화가 완결된 후에 과립물질에 미립자상 유동보조제를 부가 혼합하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 유동보조제는 비결정질 알루미노규산나트륨이고, 총 조성물 기준으로 0.2-5.0중량%의 양으로 부가되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  14. 제12항에 있어서, 유동보조제는 미립자상 결정질 알루미노규산나트륨이고, 총 조성물 기준으로 3.0-12.0중량%의 양으로 부가되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  15. 제7항에 있어서, 미립자상 출발물질이 (a) 적어도 부분적으로 음이온 세제-활성물질로 구성되는 비-비누성 세제활성물질 17-35중량% 및, (b) 결정질 또는 비결정질 알루미노규산나트륨 28-45중량%를 함유하며 (b) 대 (a)의 중량비가 0.9:1-2.6:1이고, 선택적으로 기타 세제성분을 100중량%까지 함유하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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