KR970004979B1

KR970004979B1 - 유동성이 개량된 고밀도 분말 표백세제의 제조방법

Info

Publication number: KR970004979B1
Application number: KR1019940037395A
Authority: KR
Inventors: 신선호; 이상운; 강윤석
Original assignee: 엘지화학 주식회사; 성재갑
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1997-04-10
Also published as: KR960022988A

Abstract

내용 없음.

Description

유동성이 개량된 고밀도 분말 표백세제의 제조방법

본 발명은 고밀도 분말 표백세제의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 향류식(Counter-Current) 분무건조 장치에 의해 제조된 비이드(beads)상의 분말세제를 비이온 계면활성제를 이용하여 입자화 설비에서 입자화를 통하여 제조된 고밀도 표백세제의 중회(탄산소다 겉보기 비중 0.8g/1 이상)을 유동성 개량제로 표백제와 함께 첨가함으로 통상의 분무건조에 의해 제조된 표백세제보다 겉보기 밀도가 높고 유동성이 우수하여 드럼용 세탁기의 세제 투입구에서 사용가능한 세탁용 분말 표백세제를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁용 분말 표백세제를 제조하는 방법에는 고농축 분말세제에 표백제를 첨가하여 제조하나 분말세제의 대량생산이 용이하고 입자의 균일성이 양호한 향류식 분무건조탑을 이용한 방법에 의해 제조된 분말세제는 밀도가 0.3 내지 0.45g/cm³내외이며, 유동성이 좋지않고, 제올라이트(Zeolite)나 소다회등을 유동성 개량제로 사용할 경우 첨가제가 일반세제보다 많은 표백세제에서는 비중분리만을 가져올 뿐 유동성 개량이 될 수 없다. 그러므로 세제 분말을 더욱 고농축으로 만들고, 표백제와 세제분말 사이에서도 유효한 유동성 개량제를 사용하여야 한다. 이런 문제점을 해결하기 위해 분말세제의 고밀도화와 세탁기의 세제 투입구에서 사용가능한 유동성을 가진 분말 표백세제에 대한 연구가 꾸준히 진행되어 왔다.

이러한 향류식 분무건조 장치에 의해 제조된 분말세제의 단점인 낮은 겉보기 밀도를 고밀도화시키기 위한 방법으로는, 향류식 분무 건조장치에 의해 1차 제조된 건조입자를 고속회전 조립기(Vertical Type High Speed Mixer 또는 Lodige Mixer)에 넣고 분쇄후 액상물질을 분사하여 분쇄된 건조입자에 접점을 형성시킨 다음 제올라이트 등의 다공성을 가진 수불용성 무기물로 도포하여 유동성이 양호한 고밀도 세제를 만드는 방법에 제안되었다.

그런데 1차 건조된 세제 입자를 고밀도화시키기 위해서는 고속회전 조립기 상에서 분쇄된 세제입자간에 응집체를 만들 수 있는 적절한 액상 결합체를 분사하여 분쇄물간에 응집체를 형성시킨 다음 수불용성의 유동보조제를 도포하여 유동성이 우수한 고밀도세제를 제조하여야 하는데, 액상 결합체의 결합력이 낮으면 분쇄된 세제 입자간에 응집체가 제대로 형성되지 않아 일반적인 고밀도 세제의 기준인 겉보기 밀도 0,6g/cm³이상인 세제를 제조하기 어려운 문제점이 있다.

향류식 분무건조 장치에 의해 제조된 분말세제를 고밀도화시키기 위한 선행기술로는 일본국 공개 특허 제78-43710호, 일본국 공개 특허 제86-69897호, 일본국 공개 특허 제89-20297, 일본국 공개특허 제57-97094호 등이 알려져 있다.

먼저, 일본국 공개 특허 제78-43710호에는 1차 건조된 분말세제를 분쇄 및 조립하는 과정에서 액상 결합체로 비이온 결합체를 사용하는데, 비이온계면활성제는 통상의 방법으로 분말세제를 0.6g/cm³이상으로 고밀도화시키는데는 문제점이 있으며 또한 이러한 방법으로는 유동성이 바람직하기 못한 문제점이 있다.

또한, 일본국 공개 특허 제86-69897호 및 일본국 공개 특허 제89-20297호에서는 세제를 고밀도화시키는 방법으로 물을 이용하여 고밀도화시키는 방법을 제시하고 있으나, 이 방법 역시 유동성이 바람직하지 못하다는 문제점이 있다.

일본국 공개특허 제57-97094호에서는 일반세제에서 유동성 개량제로서 소다회를 앱터브렌딩(afterblending)시에 첨가하여 밀도를 높이고 유동성 개선을 시도한 바 있으나, 표백세제에 있어서는 첨가제의 종류가 많고 표백제의 함유량이 많기 때문에 비중에 의한 분리가 심해 표백세제에는 적용이 어렵다.

일반적으로 계면활성제를 10 내지 60중량%함유한 분말세제를 고밀도화시키기 위해 1차로 이들세제를 분쇄하는 과정이 필요한데, 1차로 분쇄된 세제는 향류식 분무건조 장치에 의해 제조된 분말세제에 비해 겉보기 밀도가 다소상승하지만 이 상태(분쇄된 상태)로는 분진 발생이 심하고 유동성이 나빠 제품으로서 가치가 없다.

결국 상품화시키기 위하여서는 분쇄된 세제입자간에 접점을 형성시킨 다음 다공성의 유동보조제를 이용하여 외부에 코팅함으로 고밀도이고 유동성이 우수한 고밀도 세제를 만들어야 하는데, 이 과정에서 액상 결합제의 선정이 적절하지 못하면 분쇄된 세제입자간에 접점이 형성되지 않아 고밀도화가 어렵거나 유동성이 나빠지는 원인이 된다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 분쇄된 세제입자를 결합하기에 적절한 액상결합제를 분쇄된 세제입자에 첨가하고 유동보조제를 사용하여 코팅한 다음 표백제와 함께 유동성 개량제를 적당량 첨가함으로서 겉보기 밀도 0,65g/cm³이상이고 세탁기의 세제투입구에서 사용할 수 있을 만큼 유동성이 크게 향상된 고밀도 분말세제를 제조할 수 있음을 밝혀내고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 세제 슬러리를 향류식 분무조건조탐의 상부로부터 하향 분사시켜 만든 비이드(中空)상의 분말세제(겉보기 밀도 0,2 내지 0,4g/cm³)를 분쇄하고, 결합제로서 비이온 계면화성제를 1 내지 10중량% 분무하여 응집시킨 후, 도포제로서 유동보조제 1 내지 30중량%를 첨가시킨 다음 유동성 개량제 5 내지 50중량%를 표백제 및 첨가제와 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 고밀도 분말 표백세제의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다.

먼저, 1종 이상의 계면활성제 10 내지 60중량부% 및 1종 이상의 무기 및 유기빌더 20 내지 90중량부%를 물에 배합하여 향류식 분무건조탑의 상부로부터 하향 분사시키고 하부로부터 상부로 열풍(200 내지 400℃)을 주입하여 비이드상의 세제 건조분말을 만든다. 그후 이 건조분말 60 내지 95중량%를 고속회전 조립기(Vertical High speed Mixer: 일본 Fukae사 또는 Lodige Mixer: 독일 Lodige사)에 넣고 분쇄후 건조분말에 비이온계면활성제 1 내지 10 중량%를 분무하여 분쇄된 세제건조분말에 접점을 형성시켜 응집체를 이루게 한다. 이어서 유동보조제를 1 내지 30중량% 도포한 후 표잭제 1 내지 40중량%와 함께 유동성 개량제 5 내지 50중량%를 첨가하여 고밀도(겉보기 밀도 0,65g/cm³)이상이고 유동성이 우수한 분말 표백세제를 제조한다.

본 발명에서 사용되는 유동성 개량제는 바람직하게는 중회이고 겉보기 밀도가 0,8 내지 1,2g/cm³인 것이 바람직하다. 유동성 개량제는 평균 입도가 200μm 내지 650μm이며 140μm 이하가 20중량% 이하의 입도분포를 가진 것을 사용한다. 유동성 개량제는 5 내지 50중량%를 사용하는 것이 좋다. 유동성 개량제를 5중량% 미만 사용시는 세제의 유동성이 좋지 않아 덩어리짐이 발생되기 쉽고, 50중량% 이상 사용시는 세척력의 저하를 가져오는 원인이 된다.

본 발명에서 사용되는 표백제는 과붕산 나트륨과 과탄산 나트륨 중에서 선택된 1종의 것으로, 겉보기밀도가 0,5 내지 1.2g/cm³인 것이 바람직하다. 표백제는 평균 입도가 100μm 내지 1000μm 이며 140μm 이하가 15중량% 이하의 입도분포를 가진 것을 사용한다. 표백제는 1 내지 40중량%를 사용하여 표백효과를 낼 수 있다. 더욱 바람직하게는 5 내지 25중량%를 사용하여 표백효과와 세정력을 동시에 나타낼 수 있게 하는 것이 좋다.

본 발명에서 사용되는 유동보조제는 분말 제올라이트, 탈크, 클레이 및 실리카 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 것으로서, 입경 10μm 이하의 것이 50중량% 이상 함유하는 것이 좋다.

본 발명에서 첨가제로는 결합응고제가 사용될 수 있으며, 결합응고제는 폴리에틸렌글리콜[HO(CH₂CH₂O) nCH₂CH₂OH, 분자량=1,000 내지 25,000, 융점 35℃ 내지 70℃] 및/또는 알킬에톡실레이트[RO(CH₂CH₂O) nH, R=C₁₆내지 C₁₈, n=25 이상 : 분자량 2,000 내지 25,000)가 바람직하다.

본 발명에 있어서 비이온첨가제는 1 내지 5중량%의 폴리에틸렌 글리콜을 사용하는 것이 바람직하다. 비이온계면활성제에 첨가된 폴리에틸렌글리콜이 1중량%보다 적으면 생산성이 현저히 저하되며, 5중량% 이상이 되면 성장된 입자가 Hard하게 되어 품질의 저하를 가져올 수 있다. 폴리에틸렌 글리콜은 응공점이 53℃내지 70℃되는 것을 사용하여 접점 형성 후 입자의 성장을 방지하여, 유동성과 생산성이 양호한 제품이 되도록 한다. 비이온계면활성제는 세정제로서의 역할도 하게 된다.

폴리에틸렌 글리콜 같은 첨가제가 첨가된 이비온계면활성제는 2 내지10중량% 사용하는 것이 좋다. 첨가제가 첨가된 비이온계면활성제의 함량이 2중량% 미만인 경우 분해된 세제분말에 접점을 형성할 수 없어 건조분말이 고밀도화하기 어렵다. 또한 10중량% 이상 사용하면 최종제품에 덩어리 발생이 심하고 유동성이 현저히 저하될 수 있다.

본 발명에서 비이온계면활성제로서 R-O(CH₂CH₂)nH(R : C₁₂-C_18,n : 4-9)를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 사용되는 세제원료의 성분인 계면활성제로는 직쇄형 알킬벤젠술폰산염

또한 계면활성제의 세척력을 증진시키기 위하여, 탄산염계(Na₂CO₃, Na₂SiO₃, NaHCO₃, Na₂CO₃, NaHCO₃, 2H₂O), 규산염계(Layered Crystalline α -Na₂SiO 또는 β-Na₂SiO), 인산염계(오르토인산, 피로인산, 트리폴리포릭에시드, 테트라 폴리포릭 에시드 또는 이들의 염), 포스폰산염계(이에틸렌 트리아민펜타메틸렌 포스포에이트, 아미노트리메틸렌 포스페이트, 1-히드록시에틸렌-1, 1-디포스포페이드), 니트릴 로트리아세트산 또는 그의 염, 에틸렌디아민 테트라 아세트산 또는 그의 염, 카르복시메틸 셀룰로오즈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알콜, 폴리비닐 피리돈, 폴리 아크릴산 또는 그의 염, 말레인산과 비닐에테르의 공중합체 또는 그의 염, 황산염, 제올라이트 등을 사용할 수 있다.

그외에, 첨가제로서 형광증백제(예 : 스틸벤계비페닐계, 피라졸린계, 푸마린계, 퀴놀론계), 효소제(예 : 프로테아제, 아밀라제, 리파아제, 셀룰라아제), 기포조절제(예 : 지바안계, 실리콘계, 파라핀 왁스계)등을 사용할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 설명하지만, 이들로 본 발명의 기술적 범위가 제한되는 것은 아니다.

실시예 1

액상결합에 따른 고밀도화 및 물성변화

다음 표 1에서와 같은 성분 및 함량을 가진 세제조성물을 함유한 세제슬러리(고형분 : 60중량%)를 향류식 분무건조탑의 상부로부터 하향분사하여 비이드상의 분말세제를 제조한다. 그 후 고속회전 조립기(High Speed Mixer : 일본 Fukae Powtec사)에 분발세제를 넣고 5분간 분쇄 후 액상겨합제,유동보조제 그리고 표백제와 함께 유동성 개량제를 넣은 다음 총 제조시간 10분간 고밀도 세제를 제조하였다.

형광염료 비페닐계 : 시바 가이기사의 Tinopal CBS-X

액상결합제의 종류 및 함량과 유동성 개량제의 함량에 따른 고밀도 분말 세제의 물성은 다음 표 2와 같다.

* 1 : 표 1의 세제조성물을 향류식 분무건조탑의 상부로부터 하향분사하여 제조한 비이드 세제

* 2 : 액상 결합제

1) 소프타놀 90(일본 촉매 화학 공업)

2) LA-7(한국 폴리올)

비이온에 첨가된 첨가제 : PEG(한국 폴리올)

* 3 : 유동보조제

* 4 : 유동성 개량제

* 5 : 표백제

* 6 : 고밀도 분말세제의 물성

2) 유동성 측정 : 분말 100cc가 직경 10cm의 깔때기를 통과시 걸리는 시간.

상기 표 2로부터, 유동성 개량제를 앱터브렌딩(Afterblending)시에 첨가하였을 경우 완제품의 고밀도화가 원활하였고 유동성도 우수하였음을 알 수 있다. 또한 유동성 개량제를 적정량 사용하였을 경우에는 고밀도 화가 될 뿐만 아니라 유동성도 우수하였으나 다량 사용하였을 경우에는 비중분리의 문제가 생겼으며 세척력도 저하되었다. 또한 소량 사용하였을 경우에는 최종 제품에서 덩어리짐이 발생하는 문제가 생겨 제품의 품질을 저하시키는 원인이 되었다.

실시예 5 내지 9

첨가제를 사용한 비이온의 함량에 따른 고밀도화 및 물성변화는 상기 표 1과 동일한 세제 슬러리를 향류식 분무건조탑의 상부로부터 하향분사하여 비이드의 분말세제를 제조한 다음 이 분말세제를 고속회전 조립기(Lodige Mixer : 독일 Lodige 사)에 넣고 5분간 분쇄 후 액상 결합제 및 유동보조제와 함께 총 제조시간 10분간 고밀도 세제를 제조하였다.

첨가제를 사용한 비이온 및 분말 제올라이트의 함량에 따른 고밀도 세제의 물성 변화는 다음 표 3과 같다.

상기 표 3으로부터, 결합 응고제인 폴리에틸렌글리콜의 양이 1 내지 5중량%로 적정선을 유지하였을 때에는(실시예 5 내지 9) 완제품 고밀도 세제의 겉보기 밀도 및 유동성, 생산성 등이 바람직하게 나타났으며, 1중량% 미만일 경우에는 건조분말 세제들간에 충분한 접점을 형성시키지 못해 비교예 3에 나타난 바와 같이 고밀도화가 어려웠으며, 5중량%가 넘을 때에는 결합응고제의 함량이 지나치게 높아 생산성이 저하되었음을 알 수 있다.

Claims

세제 슬러리를 향류식 분무건조탑의 상부로부터 하향 분사시켜 만든 비이드(中空)상의 분말세제(겉보기밀도 0.2-0.4g/cm³)를 분쇄하고, 결합체로서 비이온계면활성제, 1 내지 10중량%를 분무하여 응집시킨 후 도포제로서 유동보조제 1 내지 30중량%를 첨가시킨 다음, 유동성 개량제 5 내지 50중량%를 표백제 및 첨가제와 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 고밀도 분말표백세제의 제조방법.
제1항에 있어서, 제조된 분말표백세제의 겉보기 밀도가 0.65/cm³이상임을 특징으로 하는 고밀도 분말 표백세제의 제조방법.
제1항에 있어서, 표백제로서 과탄산 염 또는 과붕산 염을 1 내지 40중량% 사용함을 특징으로 하는 고밀도 분말 표백세제의 제조방법.
제3항에 있어서, 표백제를 5 내지 25중량% 첨가함을 특징으로 하는 고밀도 분말 표백세제의 제조방법.
제1항에 있어서, 비이온계면활성제가 R-O(CH₂CH₂)nH(R : C₁₂-C₁₈, n : 4-9)임을 특징으로 하는 고밀도 분말표백세제의 제조방법.
제1항에 있어서, 유동개량제가 중회이고 아래와 같은 특성을 가진 것을 특징으로 하는 고밀도 분말표백세제의 제조방법. 1) 겉보기 밀도 : 0.8g/cm³-1.2g/cm³, 2) 평균입도 : 200μm-650μm, 3) 입도분포 : 140μm이하가 20중량%이하
제1항에 또는 제2항에 있어서, 첨가제로서 결합응고제를 사용하고, 결합응고제가 폴리에틸렌글리콜[HO(CH₂CH₂O)nCH₂CH₂OH, 분자량-1000 내지 25,000, 융점 35℃내지 70℃] 및/또는 알킬에톡실레이트 RO(CH₂CH₂O)nH(R=C₁₆내지 C₁₈, n=25 이상, 분자량 2,000 내지 25,000)임을 특징으로 하는 고밀도 분말표백세제의 제조방법.
제7항에 있어서, 결합응고제의 첨가량이 1 내지 5 중량%임을 특징으로 하는 고밀도 분발표백세제의 제조방법.
제7항에 있어서, 첨가제로서 폴리에틸렌글리콜을 사용하는 경우 비이온 계면활성제의 사용량이 2 내지 10중량%임을 특징으로 하는 고밀도 분말표백세제의 제조방법.
제1항에 있어서, 유동 보조제가 분말 제올라이트, 탈크, 클레이 및 실리카 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 것으로서, 입경 10μm 이하의 것이 50중량% 이상임을 특징으로 하는 고밀도 분발표백세제의 제조방법.
제1항에 있어서, 첨가제로서 형광증백제, 효소제, 기포조절제를 사용하는 고밀도 분말표백세제의 제조방법.