专利名称：洗涤剂粉组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有优越的溶解速度、流动性和粒度测定值的，并具有低至中等堆积密度的粒状洗涤剂产品，以及制备该产品的干燥中和方法。
一般情况下，通过喷雾干燥制备的洗涤剂粉具有低的堆积密度，例如在350-500克/升的范围内，可是常规的非塔路线中将粉末干燥混合，并任选地进行凝块，制得的粉末具有高的堆积密度，例如至少700克/升。将喷雾干燥和干燥混合路线制备的粉末以适当的组合进行混合，获得的是具有中等堆积密度的粉末，例如在450-800克/升的范围内。然而，因为喷雾干燥法是资本集约化的所以该方法的投资费用很高。
现有技术中干燥中和方法制备洗涤剂粉是公知的，但是该方法通常导致具有高的堆积密度的粉末。WO96/04359(Unilever)公开了一种干燥中和制备具有所需堆积密度的洗涤剂粉的方法，其中优选选择原料的粒径分布或加入助流剂。印度专利No.166307(HindustanLever)公开了一种内部再循环的流化床的特殊用途，并且提及了常规流化床的使用将会导致多块状的和粘性的产品。
通常在液态洗涤剂组合物中，使用水溶助长剂有助于相稳定。US3926827(Colgate-Palmolive)记载了作为成分的水溶助长剂能保持氧气起泡，以使洗涤剂体积更大。
WO95/23206(Procter & Gamble)公开了一种通过制备一种包括表面活性剂体系、特殊的水溶助长剂或混合物和去污增效剂的糊剂以及使其凝结来制备洗涤剂组合物的方法。该配方具有大于650克/升的堆积密度。
WO98/44084(Procter & Gamble)公开了一种包括阴离子表面活性剂和水溶助长剂的洗涤剂颗粒，将该水溶助长剂用在洗涤剂组合物中以提供改进的组合物配方。通过将包括阴离子硫酸盐表面活性剂的糊剂或料浆喷雾干燥，形成这些颗粒。
本发明首要的目的是提供一种制备具有好的粉末特性以及具有小于800，优选小于700克/升，更优选小于650克/升的堆积密度的粒状洗涤剂组合物的非喷雾干燥方法。特别地，该洗涤剂组合物应该具有好的溶解速度、流动性以及粒度测定值。
本发明进一步的目的是提供一种制备具有中等堆积密度的洗涤剂组合物的方法，并且该方法同其它的常规方法相比较其成本合算。本申请人发现可以通过在水溶助长剂如对甲苯磺酸的存在下，用碱性固体将阴离子表面活性剂的酸性前体干燥中和来达到前述的目的。
根据第二个方面，本发明提供一种根据本发明的方法所获得的堆积密度在450-800克/升范围内的粒状洗涤剂产品。发明详述定义以下，在本发明的上下文中，术语“粒状洗涤剂产品”包括销售的粒状成品，也包括形成成品的粒状成分或添加剂，例如通过后配药或同更多成分或添加剂的任何其它形式的混合。
在这里所定义的粒状洗涤剂产品含有至少5重量％，优选至少10重量％的合成的阴离子表面活性剂。
在这以后所使用的术语“粉末”指的是主要由单个原料颗粒和这些颗粒的混合物组成的原料。在这以后所使用的术语“颗粒”指的是已凝聚了较小颗粒的小颗粒，例如已凝聚了的粉末颗粒。根据本发明方法的最终产品组成为或包括高百分率的颗粒。然而，附加的颗粒和/或粉末原料可以任选后配药到该产品中。
为了本发明的目的，依照动态流动速率(DFR)，将粒状产品的流动特性定义为毫升/秒，通过下面的步骤测定。将内径为35毫米和长为600毫米的圆筒形玻璃管牢牢地夹住，其纵轴在垂直的位置上。其下半端用具有内角15°和直径为22.5毫米的下出口孔的聚氯乙烯锥形漏斗封住。将第一束传感器安置在出口上面的150毫米处，将第二束传感器安置在第一束传感器上面的250毫米处。
为了测定动态流动速率，将出口孔临时封闭，用粒状洗涤剂产品将圆形筒填充至传感器上方大约10厘米处。将出口打开，电子测量粉末平面从上面的传感器落到下面的传感器的流动时间t(秒)。重复2或3次，计算平均时间。如果v是在上面和下面的传感器之间的管子的体积(毫升)，那么DFR为v/t。
除非特别说明，否则，涉及粉末特性的值例如堆积密度，也涉及风化的粒状洗涤剂产品。方法该方法包括在水溶助长剂如对甲苯磺酸的存在下，用固体中和剂将阴离子表面活性剂的酸性前体干燥中和。低剪切混合机本发明的方法是在一个低剪切混合机中进行的。在该方法中适合的低剪切混合机包括转筒混合机、鼓式混合机或混凝土混合器。也可以使用含有流化区域的气体流化型的低剪切混合机，在流化区域内将液体粘合剂喷到固体原料上。
可以将液体粘合剂成分简便地泵入低剪切混合机中或者以喷射的方式引入。优选将液体粘合剂喷入低剪切混合机中。
在优选的实施方案中，将阴离子表面活性剂的酸性前体和水溶助长剂送入混合机并且同固体起始原料接触时，其温度高于50℃，优选高于55℃。如果在液体粘合剂中存在其它的成分，也优选这些成分送入混合机时的温度高于50℃，优选高于55℃。
在高度优选的实施方案中，将阴离子表面活性剂的酸性前体和水溶助长剂一起加热到50℃以上的温度，然后将其喷到固体起始原料上，优选通过同一个喷嘴，使用泵将其泵入低剪切混合机中。
为了实现本发明的益处，现已发现必须将阴离子表面活性剂的酸性前体和水溶助长剂基本上同时加入到低剪切混合机中。可以通过分开的物流将这两个成分同时加入到混合机中。然而，高度优选的是这两个成分在向混合机中进料之前就混合在一起，并且作为一个物流进料。
另一个重要的工艺参数是低剪切混合机中酸性前体和水溶助长剂的加入。优选加入的速率和方式是酸性前体立即被消耗(中和)，以致于酸性前体在混合机中不会以未反应的形式积聚。这也适用于是酸的水溶助长剂。液体粘合剂作为基本成分，液体粘合剂包括阴离子表面活性剂的酸性前体和水溶助长剂。
液态酸性前体可以选自直链烷基苯磺(LAS)酸、α烯烃磺酸、内烯烃磺酸、脂肪酸酯磺酸、烷基硫酸、脂肪酸及其混合物。本发明的方法特别适用于制备包括通过相应的烷基苯磺酸，例如Dobanoicacid(Shell出品)，反应所得的烷基苯磺酸酯的组合物。也能使用具有10-15个碳原子的直链或支链伯烷基硫酸酯(PAS)。
适用于本发明方法的适合的水溶助长剂包括对甲苯磺酸、sulfyl丁二酸酯、二甲苯磺酸酯、异丙基苯磺酸酯以及本领域中公知的其它物质。在优选的实施方案中，水溶助长剂或者是对甲苯磺酸本身，或者是其同其它水溶助长剂的混合物。在这里提及的对甲苯磺酸也包括其任何一种盐，特别是钠盐。
在液体粘合剂中，阴离子表面活性剂的酸性前体的含量可以尽可能的高，例如至少为液体粘合剂的98重量％，或者可以小于75重量％，小于50重量％或小于25重量％。优选至少10重量％，更优选至少25重量％，更优选至少50重量％，然而更优选至少75重量％，最优选至少90重量％的液体粘合剂。
在液体粘合剂中，水溶助长剂的含量至少为液体粘合剂中存在的阴离子表面活性剂的酸性前体的量的1，优选至少为2.5，更优选至少5重量％。
在优选的实施方案中，液体粘合剂主要由阴离子表面活性剂的酸性前体和水溶助长剂组成。
然而，除了阴离子表面活性剂的酸性前体和水溶助长剂以外，液体粘合剂可以包括粒状洗涤剂产品的一种或多种其它的成分。适合的液体成分包括阴离子表面活性剂(即中和盐)、非离子表面活性剂、脂肪酸、水和有机溶剂。液体粘合剂也可以包括溶解于或分散在液体成分中的固体成分。对于无论是否具有溶解的或分散的固体的液体粘合剂来说，唯一的限制是其可以泵抽并可以以液体包括糊状的形式传送到低剪切混合机中。适合的阴离子表面活性剂是为本领域所熟知的。适合的加入液体粘合剂中的例子包括烷基苯磺酸盐，特别是具有C8-C15烷基链长度的直链烷基苯磺酸盐；伯和仲烷基硫酸盐，特别是C12-C15伯烷基硫酸盐；烷基醚硫酸盐；烯烃磺酸盐；二烷基磺基丁二酸盐；和脂肪酸酯磺酸盐。通常优选钠盐。
如果将中和的阴离子表面活性剂用在液体粘合剂中，非常优选的是通过适合的酸性前体和碱原料如碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠，在液体粘合剂中就地反应形成一些或所有的任何阴离子表面活性剂。因为正常情况下后者必须作为水溶液配料，所以不可避免地引入了一些水。而且，碱金属氢氧化物和酸性前体反应，也产生一些作为副产品的水。
然而，原则上，任何一种碱性无机原料都能用于中和，但是优选水溶性的碱性无机原料。另一个优选的原料是碳酸钠，可单独使用或同一种或多种其它的水溶性无机原料，例如碳酸氢钠或硅酸盐混合使用。
适合作为液体粘合剂一种成分的非离子表面活性剂包括任何一种或多种液体非离子表面活性剂，选自伯和仲醇乙氧基化物，特别是每摩尔醇用平均1-20摩尔环氧乙烷乙氧基化的C8-C20脂肪醇，更特别的是每摩尔醇用平均1-10摩尔环氧乙烷乙氧基化的C10-C15伯和仲脂肪醇。非乙氧基化的非离子表面活性剂包括烷基多葡糖苷、甘油单醚和多羟基酰胺类(葡糖酰胺)。
在优选的实施方案中，液体粘合剂主要是非水的。也就是说，在那里水的总量不超过液体粘合剂的15重量％，优选不超过10重量％。然而，如果需要，可以加入可控量的水以便于中和。固体起始原料本发明的固体起始原料是微粒的，也可以是粉末的和/或粒状的。固体起始原料除了包括中和剂以外，可以是任何微粒形式的粒状洗涤剂产品的成分。优选，同液体粘合剂混合的固体起始原料包括去污增效剂。
在优选的实施方案中，中和剂是水溶性的碱性无机原料，优选碱金属盐。适合的中和剂包括碱金属碳酸盐、碳酸氢盐和硅酸盐，例如钠盐。这些盐可以单独或混合使用。优选，中和剂包括碳酸钠。
中和剂很优选存在的量足以完全中和酸性成分。如果需要，可以使用化学计算过量的中和剂来确保完全中和和/或提供一种可选择的功能，例如作为去污增效剂，例如如果中和剂包括碳酸钠的话。产品本发明也包括本发明方法产生的(在任何一种后配料或类似方法之前)的粒状洗涤剂产品。
根据本发明，粒状洗涤剂产品具有小于800克/升的堆积密度，优选小于750克/升，更优选小于700克/升，最优选小于650克/升。堆积密度可以低至450克/升，然而优选至少500克/升。优选其在从450，更优选500克/升到小于700，更优选650克/升的范围内。
根据本发明方法制备的粒状洗涤剂产品具有一种或多种增强的粉末特性。例如，已经发现粒状洗涤剂产品具有改善的溶解速度、流动性和粒度测定值。
如果粒状产品的DFR值至少为80ml/s那么认为该粒状产品是自由流动的。优选本发明的粒状产品的DFR值为至少80毫升/秒，优选至少90毫升/秒，更优选至少100毫升/秒，最优选至少110毫升/秒。洗涤剂组合物和成分正如前面所表明的，本发明方法制备的粒状洗涤剂产品本身可以是一种配制完全的洗涤剂组合物，或者是只形成这样一种组合物的一部分的成分或者添加剂。除非特别说明，否则当涉及粒状洗涤剂产品时，这部分涉及的是最终的完全形成的洗涤剂组合物。
在最终的洗涤剂组合物中，去污增效剂的总量适合为5-80重量％，优选5-60重量％，更优选10-35重量％。增效剂可以同其它成分一起存在于添加剂中，或者如果需要的话，可以使用含有一种或多种增效剂原料的单独的增效剂颗粒。
在优选的实施方案中，该方法中作为固体微粒起始原料一部分加入的增效剂原料的量是这样的，使组合物中最终的增效剂含量为粒状洗涤剂产品的5-60重量％，优选10-35重量％。
优选的增效剂是碳酸钠，可以是用于就地形成阴离子表面活性剂的无机碱性中和剂的剩余物。当存在碳酸钠时，优选为最终洗涤剂组合物的4-40重量％。
其它适合的增效剂的例子可以作为固体起始原料存在，或者随后同粒状洗涤剂产品混合以形成最终洗涤剂组合物，其包括碱金属晶体的或无定形的硅铝酸盐、硫酸盐和磷酸盐及其混合物。
有机增效剂，例子例如柠檬酸酯、聚丙烯酸酯等也可以存在，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。
除了任何阴离子和/或非离子表面活性剂以外，粒状洗涤剂组合物可以含有一种或多种其它的洗涤剂活性化合物，选自皂类和非皂类的阴离子、阳离子、非离子、两性和两性离子表面活性剂及其混合物。这些可以在本方法之前或之中任何适合的阶段配料。许多适合的洗涤剂活性化合物是可得的，并且详细记载在文献中，例如Schwartz，Perry和Berch的“表面活性剂和洗涤剂(Surface-Active Agentsand Detergents)”，卷I和II。
优选的能够使用的洗涤剂活性化合物是皂类和合成的非皂类的阴离子和非离子化合物。
根据本发明，优选的洗涤剂组合物包括5-30重量％阴离子表面活性剂、0-4重量％非离子表面活性剂和0-5重量％脂肪酸皂。
在最终的洗涤剂组合物中，水溶助长剂的量是从0.25，优选0.5，更优选1至5重量％。
洗涤剂组合物也可以含有漂白系统，希望含有过氧化漂白化合物，例如无机过酸盐或有机过氧酸，能在水溶液中产生过氧化氢。过氧化漂白化合物可以同助漂剂(漂白前体)结合使用以改善在低的洗涤温度下的漂白作用。特别优选的漂白系统包括任选同助漂剂一起使用的过氧化漂白化合物(优选过碳酸钠)。
通常，任何漂白和其它的敏感成分，例如酶和香料，将在成粒之后与其它次要的成分一起进行后配料。
典型的次要成分包括硅酸钠；缓蚀剂包括硅酸盐；抗再沉淀剂例如纤维素聚合物；荧光增白剂；无机盐例如硫酸钠，适合的起泡控制剂或泡沫促进剂；蛋白水解酶和脂解酶；染料；色斑；香料；泡沫控制剂；和织物软化化合物。该名单并不是穷举。
任选地，可以在本发明方法的任何适合的阶段引入“分层剂”或“助流剂”。这将，例如通过阻止聚合和/或颗粒结块，改进产品的粒度。任何一种分层剂助流剂适合存在的量是粒状产品的0.1-15重量％，更优选的量是0.5-5重量％。
适合的分层剂/助流剂包括晶体的或无定形的碱金属硅酸盐，硅铝酸盐包括沸石、柠檬酸盐、Dicamol、碳酸钙、硅藻土、硅石，例如沉淀的硅石，氯化物例如氯化钠，硫酸盐例如硫酸镁，碳酸盐例如碳酸钙和磷酸盐例如三磷酸钠。如所希望的，也可以使用这些原料的混合物。
作为分层剂，沸石MAP是特别有用的。分层的硅酸盐例如SKS-6(Clariant出品)也可以作为分层剂使用。
通过加入少量额外的粉末结构剂(structurant)也可以改善粉末流动性，例如脂肪酸(脂肪酸皂)、糖、丙烯酸酯或丙烯酸酯/马来酸酯聚合物，或硅酸钠，上述物质适合存在的量为1-5重量％。通常在该方法的适合阶段，附加的组分可以加入液体粘合剂或同固体起始原料混合。然而，固体成分可以后配到粒状洗涤剂产品中。
粒状洗涤剂组合物也可以包括微粒填料(或任何其它不有助于该洗涤过程的成分)，该填料适宜包括无机盐，例如硫酸钠和氯化钠。该填料可以存在的量为粒状产品的5-70重量％。
现在通过下面的非限制性实施例来举例说明本发明的目的和优点。
将41.9千克包括碳酸钠、三磷酸钠(STPP)和氯化钠的微粒起始原料注入容量为200升的转筒混合机中。将10.4千克直链烷基苯磺酸(LAS)、1.5千克对甲苯磺酸(PTSA)和催化用水注入25升计量筒中。同时保持在搅拌条件下将该液体混合物加热到60℃。然后通过一个多头喷嘴，将该液体混合物喷到转筒混合机中的微粒上。将里面的东西混合60秒，使中和完全。最后，加入0.9千克次要成分如抗再沉淀剂、荧光增白剂和助流剂，并混合20秒。
以相同的步骤来制备实施例A和B，除了在实施例A中不加入PTSA，并相应调节水的量，且在实施例B中，按顺序加入LAS和PTSA。在实施例B中，在完成将LAS加入到转筒混合机中的微粒上以后，再加入PTSA。
结果基于表1所记载的配方来制备组合物，并使用标准的试验方法测定了该组合物的不同特性例如堆积密度、溶解速率和动态流动速率。
表1
同实施例A和B比较，实施例1的洗涤剂粉具有很好的流动特性。而且，实施例1的粉末的溶解速率比实施例A和B的要好得多。
权利要求
1.一种制备粒状洗涤剂产品的方法，该方法包括使含有阴离子表面活性剂的酸性前体和水溶助长剂的液体粘合剂成分同含有中和剂的固体微粒起始原料在低剪切混合机中接触，并将混合物成粒，其中水溶助长剂存在的量至少为阴离子表面活性剂的酸性前体的1重量％。
2.根据权利要求1的方法，其中将所述的阴离子表面活性剂的酸性前体和水溶助长剂基本上同时加入到混合机中。
3.根据权利要求2的方法，其中将所述的阴离子表面活性剂的酸性前体和水溶助长剂作为一个物流加入。
4.根据前面任何一项权利要求的方法，其中所述的阴离子表面活性剂的酸性前体和水溶助长剂在温度高于50℃时同固体起始原料接触。
5.根据前面任何一项权利要求的方法，其中所述的阴离子表面活性剂的酸性前体是直链烷基苯磺酸。
6.根据前面任何一项权利要求的方法，其中所述的水溶助长剂是对甲苯磺酸。
7.根据前面任何一项权利要求的方法，其中所述的中和剂是水溶性的碱性无机原料。
8.根据权利要求7的方法，其中所述的中和剂是碱金属碳酸盐、碳酸氢盐或硅酸盐。
9.根据权利要求1-8任何一项所获得的堆积密度在450-800克/升范围内的粒状洗涤剂产品。
全文摘要
本发明涉及一种制备粒状洗涤剂产品的方法,其中含有阴离子表面活性剂的酸性前体和水溶助长剂的液体粘合剂成分同含有中和剂的固体微粒起始原料在低剪切混合机中接触,并且使该混合物成粒,水溶助长剂存在的量至少为阴离子表面活性剂的酸性前体的1重量%。
文档编号C11D11/04GK1345365SQ00805624
公开日2002年4月17日 申请日期2000年3月6日 优先权日1999年3月30日
发明者C·戈里山卡兰, W·A·佩雷拉, R·森古普塔 申请人:荷兰联合利华有限公司