专利名称：一种圆球形洗涤剂组合物及其制造方法
技术领域：
本发明涉及洗涤剂及其制造方法，特别是一种活性物含量高、堆密度大、溶解速度 快、流动性好、外观整洁的圆球形洗涤剂组合物及其制造方法。本发明的产品可用于织物洗 涤、硬表面清洗等，尤其适合用作织物清洗。
背景技术：
当前常用的生产洗涤剂组合物的方式是采用喷雾干燥制成膨化的粉末状产品，用 这种工艺生产的洗衣粉堆密度小、表面活性剂含量低、对环境负面影响大。其主要工艺流 程为调浆——高压喷雾——高塔干燥——冷却老化——包装。调浆时将各种原料混合成 45-65%固含量的料浆，加热到约60°C，再用高压泵在40-80个大气压下使料浆通过1. 5-3 毫米孔径的喷嘴雾化，喷入约20米高的空塔内，利用350°C左右的高热空气换热使料浆干 燥形成空心颗粒，堆密度通常为0. 2-0. 4g/ml。如，日本特开昭55-69698、特开昭53-39037、 中国专利ZL 00131365. 7、日本特开昭54-106428公开的方式。上述生产方法因使用的料 浆浓度低，决定了水分蒸发量大，设备体积大、能量利用率低、能量消耗高等诟病。而且配方 中热敏性原料及易挥发非离子表面活性剂原料在喷粉时易失活或挥发，加大了原材料的损 耗。此外，由于产品堆密度小，增加了包装、储存以及运输成本，以上诸多因素使得喷雾干燥 方式不符合低碳生产方式。近年来，洗衣粉越来越趋于浓缩化、高密度化及生产过程的低碳化，如 JP63-150392公开了一种用捏合、粉碎工艺生产高密度粒状洗衣粉的方法，比重达到 0. 89g/ml以上，但用这种方法生产的粉流动性差；CN1344312公开了一种含10-60 %阴 离子表面活性剂，经喷雾干燥后再进行破碎、搅拌造粒洗涤剂组合物的方法，堆密度为 0. 6-1. 2g/ml，但粒子粒径分布宽，筛分后近半数量的粒子需要进行粒度调整；CN1046755 公开了含薄荷、柠檬油、大黄粉、米粉及添加剂的洗涤剂组合物；CN1058805公开了一种以 油茶饼粉粉末为基料的洗涤剂组合物及其制造方法；CN1102210公开了类似附聚成形的工 艺，它将配制后的固体和液体原料分别同步喷入倾斜式可旋转带有抄板的回转筒内进行吸 附造粒后，随后吸入由老化装置老化，再经加香、加酶包装制成一种超浓缩洗衣粉，但粉体 粒子强度稍有不足。CN1145947公开一种无塔混合成型无磷洗衣粉及其制备方法，采用混合附聚工艺 先将固体原料预先搅拌混合，充分分散后的固体原料通过搅拌机均勻地附着在酵母饱和溶 液的液滴上，再加入表面活性剂，还可加入膨胀原料，经过筛、冷却老化后成品包装。CN1091465涉及一种高效浓缩型洗衣粉，它由十二烷基硫酸钠，三聚磷酸钠、工业 纯碱、无水芒硝组成，经滚筒式搅拌机造粒、干燥，具有去污力强，碱性弱(PH值为10. 1)，对 人体、衣物无任何腐蚀作用，但产品中含磷，是导致水体富营养化的原因之一。CN1122361公开一种用表面活性剂和洗涤助剂配制成的超高浓缩洗衣粉，由 50% 100%的表面活性剂及0 50%的洗涤助剂组配而成。该发明的特点是超高浓缩 (表面活性剂高达50%以上)，去污力强，运输、储存方便，还可根据客户的要求加入颜色和香精、制成环保洗衣粉，但该专利未谈及生产工艺。附聚成形是生产浓缩粉的另一种方法，但是附聚过程不易掌握、造粒不均勻，设备 维修困难等不足。CN1134975采用混合制粉法，CNl 136080使用混合造粒机制得含15-50% 表面活性剂的洗涤剂组合物，产品堆密度0.75g/ml以上，粒径分布宽，溶解速度不一致； CN1321188制得含25%活性物的洗涤剂组合物JP09279198A公开了以1 1 100 1 比例含10-50%阴离子表面活性剂和20%的氧化胺组成的高密度粒状洗涤剂组合物； EP328361A公开了含阴离子表面活性剂18%及10%非离子的复配粉末状洗涤剂组合物； JP05247495A公开了含阴离子和椰油酰胺丙基甜菜碱的固体洗涤剂，可以是片状或粉状。 CN1069107C公开了含12-50%活性物，用高分子粘合剂粘合各组分，能多次使用的缓释球 状洗涤剂。此外，WP9733967、EP393908A、欧洲专利6140301、CN1428410公开了粒状、粉状 或片状洗涤剂组合物的生产方法。日本专利特开平5-331496公开了一种，在处于真空环境下的圆筒状外壳内部，输 入高密度洗涤剂用膏状原料，利用可旋转板式桨叶的头部在内壁上形成高粘度薄膜，同时， 使其快速干燥，得到一种片状干燥物的方法。此法制取的是片状干燥物，流动性差，同时由 于高温还存在原料分解的风险。专利WO 2004/111166公开了一种用先将浆体制片或制粒工序，再经粉碎工序制 成平均粒径为100-150 μ m的粉体的方法。
发明内容
本发明要解决洗涤剂生产采用高压喷雾法所致能耗大、设备庞杂、产品配料中热 敏性物质易失活、挥发性物质易挥发，产品因堆比重小而增加包装与运输成本的问题，以及 采用附聚成形法所致工艺过程不易掌握、造粒不均勻、设备维修困难等问题，为此提供本发 明的一种圆球形洗涤剂组合物及其制造方法。本发明的方法不采用调浆和高压喷雾，也不 采用附聚工艺，生产的产品活性物含量高、堆密度大且调控容易、溶解速度快、流动性好、外 观整洁。为解决上述问题，本发明包括一种圆球形洗涤剂组合物以及这种组合物的制造方法。本发明一种圆球形洗涤剂组合物的技术方案的特殊之处在于以所述组合物重量 为基准含有阴离子表面活性剂20-90% (重量)，非离子表面活性剂0-10% (重量)，崩解 剂1-10% (重量)，助剂10-60% (重量)。所述阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸盐、脂肪醇硫酸盐、α-烯基磺酸盐、脂肪 醇醚硫酸盐、脂肪酸甲酯磺酸盐中的一种或一种以上的混合物；所述盐为碱金属盐或碱土 金属盐，或碱金属盐和碱土金属盐的混合物，所述烷基、烯基的碳原子数为8-24，优选为 8-18。所述非离子表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、烷基多苷(APG)、脂肪酸甲酯 乙氧基化物(FMEE)中的一种或一种以上的混合物。所述助剂为4Α沸石、层状结晶二硅酸钠(层硅)、对甲苯磺酸钠、硫酸钠、氮川三醋 酸钠(NTA)、四乙酰乙二胺(TAED)、乙二胺四乙酸(EDTA)、聚维酮(PVP)、碳酸氢钠、碳酸钠、 硅酸盐、荧光增白剂、消泡剂中的一种或一种以上的混合物。
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所述崩解剂为柠檬酸、酒石酸、苹果酸中的一种或一种以上与碳酸钠、碳酸氢钠中 的一种或一种以上的组合物，或羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维 素钠(CMC)、羧甲基淀粉(CMS)中的一种或一种以上的组合物。本发明所述的一种圆球形洗涤剂组合物的制造方法，其特殊之处在于将所述 组分和该组分总重量2 5. 3%的水混合成混合料，将该混合料输入挤出机挤出成直径 0. 5-5mm的细条，再经滚圆造粒机造粒，然后干燥制得圆球形洗涤剂组合物。挤出机中所述混合料的温度为20 80°C，优选为30 50°C。挤出机的螺杆转速为20 150r/min，优选为30 80r/min。滚圆造粒机的离心转盘转速为500 3000r/min，优选为800 1200r/min。本发明所述圆球形洗涤剂组合物其颗粒粒径为00.5 5mm，优选为0. 8 3mm，其 堆密度为0. 6-1.8g/ml。生产过程中，先将阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、助剂、崩解剂及水按配 比混合均勻，在挤出机中挤成条状，然后再进入滚圆机滚圆。通过控制混合时间、挤出机转 速、挤出机温度、挤出直径、滚圆机转速、滚圆时间、干燥温度等条件来调节产品堆密度等物 性。非离子表面活性剂可以在造粒干燥后加入，或部分在预混时加入，部分在造粒干燥后加 入。干燥后还可添加过氧盐颗粒、酶颗粒、香精香料及彩色粒子制成终成品。本发明所述混合料各组分混合时水的加入量需要严格控制在2-5. 3%之间，若水 分太少，挤出及滚圆过程中易粉化，产品得率低；若水分含量过高，挤出条在滚圆过程中会 因粘合聚团而无法形成目标圆球。本发明崩解剂可采用天然纤维素类，如羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素(MC)、羧甲 基纤维素钠(CMC)、羧甲基淀粉(CMS)，这些物质在吸水时体积会膨胀，导致洗涤剂颗粒受 力崩解，增大与水的接触面积，加速在水中溶解。也可采用化学反应类体系，化学反应崩解 体系(简称化学崩解体系)是指崩解剂组分间因发生化学反应而促使洗涤剂颗粒胀裂加速 溶解的体系。本发明采用化学崩解体系时，洗涤剂颗粒在溶解时崩解体系的酸性组分与碱 性组分与水接触后发生化学反应，生成二氧化碳，二氧化碳气泡附着在洗涤剂颗粒的空隙， 随二氧化碳产生量的增加，气泡体积越来越大，促使洗涤剂颗粒胀裂，与水接触面积增加进 而加速溶解。含化学崩解体系的洗涤剂组合物也会在组分混合、挤出、滚圆的生产过程中产 生二氧化碳气体，因此要控制崩解剂组分的加料方式。含化学崩解体系的本发明，混合料各 组分混合时需控制加料顺序为表面活性剂_助剂_崩解剂中的碳酸钠或碳酸氢钠_水，充 分混合后方可加入粉状的柠檬酸、苹果酸、酒石酸等，以免酸性物质与碱性物质过早混合发 生化学反应。通过化学崩解体系的加入量及作用时间可以调控干燥前产品中的气泡含量， 在干燥过程中二氧化碳溢出形成多孔通道有利于洗涤剂组合物的溶解。碳酸钠、碳酸氢钠是洗衣粉中的助剂，起增强PH提高清洗力的作用，本发明采用 化学崩解剂的，碳酸钠、碳酸氢钠也是化学崩解体系的碱性组分。挤出滚圆宜采用螺杆挤出机、滚圆机等，干燥可采用流化床干燥机、履带式干燥机 等，在此均不做限定。本发明由于以挤出、滚圆工序为主生产圆球形洗涤剂，解决了高压喷雾法导致能 耗大、设备庞杂、配料中热敏性物质易失活、挥发性物质易挥发等问题，以及产品因堆比重 小导致包装、运输成本高的问题，同时解决了采用附聚成形法所致工艺过程不易掌握、造粒不均勻、设备维修困难等问题。本发明生产的产品活性物含量高、堆密度大且调控容易、溶 解速度快、流动性好、外观整洁。
具体实施例方式
需要特别说明的是，本发明将所述含量的组分和该组分总重量2 5. 3%的水混 合成混合料，是指除水外在确定组分含量时以组分总重量归一化。实施例确定组分含量是 以混合料(包括水)重量归一化。二者容易换算，对各组分含量的确定无矛盾。以水为例 组分总重量(归一化，水除外)2%的水，水在混合料(包括水)中的比例为2/102X100% =1. 96 %。反过来，水在混合料(归一化)中的比例为5 %，除水外组分总量为95 %，水为 组分总重量的5. 26% (5/95X100% )0本发明混合料中的水，在干燥程序中被除去。实施例1.
取以下组分
阴离子表面活性剂61. 6kg，包括
K12 30kg
AOS 16. 6kg，碳原子数 14-18
LAS-Na 15kg
非离子表面活性剂AE09，2kg
助剂32kg，包括
Na2CO3 IOkg
4A沸石20kg
Na2SO4 Ikg
硅酸钠Ikg
崩解剂CMC 2kg
将上述组分和2. 4kg水均勻混合，在挤压机中以60°C、45rpm的速度挤出0. 6mm的
细条，在滚圆机中以IOOOrpm滚圆2分钟，在流化床干燥机中80 120°C保温40分钟，冷却 30分钟后出料，得到产品粒径为0. 8mm，堆密度0. 70g/ml。实施例2.取以下组分阴离子表面活性剂61. 6kg，包括K12 35kgAOS 16. 6kg，碳原子数 14-18LAS-Na IOkg非离子表面活性剂AE09，9kg(另取Ikg干燥后喷洒)助剂25. 4kg，包括Na2CO3 6kg4A 沸石 7.4kgNa2SO4 9kg硅酸钠3kg崩解剂CMC Ikg将上述组分和2kg水均勻混合，在挤压机中以20°C、IOOrpm的速度挤出0. 6mm的细条，在滚圆机中以2500rpm滚圆2分钟，在流化床干燥机中80 120°C保温40分钟，冷 却30分钟后出料，将lkgAE09雾化后均勻喷洒到干燥的球粒表面，陈化后得到产品，粒径为 0. 8mm，堆密度 1. 70g/ml。实施例3.
取以下组分
阴离子表面活性剂46. 6kg，包括
K12 16.6kg
AOS 10kg，碳原子数 14-18
LAS-Na 20kg
非离子表面活性剂AE07，3kg
助剂38. 3kg，包括
Na2CO3 13kg
4A 沸石 13.3kg
Na2S04 9kg
硅酸钠3kg
将上述组分和2. Ikg水混合，再加入100目柠檬酸(结晶状粉末)IOkg (为化学崩解体系的酸性组分，化学崩解体系的碱性组分为上述助剂中的碳酸钠)，搅拌3分钟，在挤压机中以30°C、150rpm的速度挤出0. 6mm的细条，在滚圆机中以500rpm滚圆2分钟，在流化床干楚I机中80 120°C保温40分钟，冷却30分钟后出料，得到产品，粒径为0. 85mm，堆密度 0. 60g/ml。
实施例4.
取以下组分
阴离子表面活性剂46. 6kg，包括
K12 16.6kg
AOS 10kg，碳原子数 14-18
LAS-Na 20kg
非离子表面活性剂AE07，2kg
助剂44. 3kg，包括
Na2CO3 19kg
4A 沸石 13.3kg
Na2SO4 9kg
硅酸钠3kg
将上述组分和2. Ikg水混合，再加入100目柠檬酸(结晶状粉末)5kg(为化学崩解体系的酸性组分，化学崩解体系的碱性组分为上述助剂中的部分碳酸钠_相对柠檬酸可过量)，搅拌3分钟，在挤压机中以75°C、150rpm的速度挤出0. 5mm的细条，在滚圆机中以500rpm滚圆2分钟，在流化床干燥机中80 120°C保温40分钟，冷却30分钟后出料，得到产品，粒径为0. 5_，堆密度1. 60g/ml。
实施例5.
取以下组分
阴离子表面活性剂61. 6kg，包括K1228. 3kg AOS 23. 3kg，碳原子数 14-18LAS-Na IOkg非离子表面活性剂AE07，2kg助剂32kg，包括Na2HCO3 13kg4A 沸石 8kgNa2SO4 9kg硅酸钠2kg崩解剂CMC Ikg将上述组分和3. 4kg水均勻混合，在挤压机中以30°C、150rpm的速度挤出2. 6mm 的细条，在滚圆机中以500rpm滚圆1. 5分钟，在流化床80 120°C保温60分钟，冷却30分 钟后出料，得到产品，粒径为2. 85mm，堆密度1.50g/ml。实施例6.取以下组分阴离子表面活性剂80kg，包括Kl2 40kgAOS 15kg,碳原子数 8-18LAS-Na 25kg非离子表面活性剂AE09，3kg助剂14kg，包括Na2CO3 4kg4A 沸石 4kgNa2SO4 3kg硅酸钠3kg崩解剂CMC
Ikg
将上述组分和2kg水均勻混合，在挤压机中以60°C、45rpm的速度挤出0. 6mm的细 条，在滚圆机中以IOOOrpm滚圆2分钟，在流化床80 120 保温40分钟，冷却30分钟后 出料，得到产品，粒径为0. 8mm，堆密度0. 80g/ml。实施例7.取以下组分阴离子表面活性剂50kg，包括K12 20kgLAS-Na 15kgMES 15kg，碳原子数 16-18非离子表面活性剂AE09，2kg助剂44kg，包括Na2CO3 13kg4A 沸石 16kg
Na2SO4 12kg硅酸钠3kg崩解剂CMC 2kg将上述组分和2kg水均勻混合，在挤压机中以30°C、45rpm的速度挤出0. 6mm的细 条，在滚圆机中以IOOOrpm滚圆2分钟，在90°C烘焙40分钟，冷却30分钟后出料，得到产品 粒径为0. 8mm,堆密度0. 75g/ml。实施例8.取以下组分阴离子表面活性剂90kg，包括K12 50kgLAS-Na 20kgMES 15kg，碳原子数 16-18AES 5kg助剂6kg，包括Na2CO3 2kg4A 沸石 2kgNa2SO4 Ikg硅酸钠Ikg崩解剂CMC 2kg将上述组分和2kg水均勻混合，在挤压机中以30°C、60rpm的速度挤出0. 6mm的细 条，在滚圆机中以SOOrpm滚圆2分钟，在流化床80 120°C保温40分钟，冷却30分钟后出 料，得到产品，粒径为0. 8mm，堆密度0. 90g/ml。实施例9.取以下组分阴离子表面活性剂20kg，包括K12 14kgMES 3kg，碳原子数 16-24AES 3kg非离子表面活性剂AE09，4. 5kg助剂60kg，包括Na2CO3 IOkg4A 沸石 8kgNa2SO4 35kg硅酸钠7kg荧光增白剂DMA-X 0. 2kg消泡剂DC2-4248S 0. 3kg崩解剂CMC IOkg将上述组分和5kg水均勻混合，在挤压机中以80°C、20rpm的速度挤出4. 6mm的细 条，在滚圆机中以3000rpm滚圆2分钟，在流化床80 120°C保温40分钟，冷却50分钟后出料，添加0. 过氧盐颗粒、酶颗粒、香精香料及彩色粒子等，产品粒径为4. 8mm，堆密度 1. 80g/ml。
权利要求
一种圆球形洗涤剂组合物，其特征在于以所述组合物重量为基准含有阴离子表面活性剂20 90％(重量)，非离子表面活性剂0 10％(重量)，崩解剂1 10％(重量)，助剂10 60％(重量)。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸盐、 脂肪醇硫酸盐、α-烯基磺酸盐、脂肪醇醚硫酸盐、脂肪酸甲酯磺酸盐中的一种或一种以上 的混合物；所述盐为碱金属盐或碱土金属盐，或碱金属盐和碱土金属盐的混合物，所述烷 基、烯基的碳原子数为8-24。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述非离子表面活性剂是脂肪醇聚氧乙 烯醚(AEO)、烷基多苷(APG)、脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)中的一种或一种以上的混合 物。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述助剂为4Α沸石、层状结晶二硅酸钠 (层硅)、对甲苯磺酸钠、硫酸钠、氮川三醋酸钠(NTA)、四乙酰乙二胺(TAED)、乙二胺四乙酸 (EDTA)、聚维酮(PVP)、碳酸氢钠、碳酸钠、硅酸盐、荧光增白剂、消泡剂中的一种或一种以上 的混合物。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述崩解剂为柠檬酸、酒石酸、苹果酸中 的一种或一种以上与碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或一种以上的组合物，或羟丙基甲基纤维 素(HPMC)、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素钠(CMC)、羧甲基淀粉(CMS)中的一种或一种以 上的组合物。
6.如权利要求1 5任何一权利要求所述的一种圆球形洗涤剂组合物的制造方法，其 特征在于将所述含量的组分和该组分总重量2 5. 3 %的水混合成混合料，将该混合料输 入挤出机挤出成直径0. 5-5mm的细条，再经滚圆造粒机造粒，然后干燥制得圆球形洗涤剂 组合物。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于挤出机中所述混合料的温度为20 80°C。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于挤出机的螺杆转速为20 150r/min。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于滚圆造粒机的离心转盘转速为500 3000r/min。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述圆球形洗涤剂组合物其颗粒粒径为 0O.5~5mm，其堆密度为 0. 6-1. 8g/ml。全文摘要
能耗低，活性物浓度高，制造工艺简单，成本较低的一种圆球形洗涤剂组合物，以所述组合物重量为基准含有阴离子表面活性剂20-90％(重量)，非离子表面活性剂0-10％(重量)，崩解剂1-10％(重量)，助剂10-60％(重量)。所述圆球形洗涤剂组合物的制造，是将所述含量的组分和该组分总重量2～5.3％的水混合成混合料，将该混合料输入挤出机挤出成直径0.5-5mm的细条，再经滚圆造粒机造粒，然后干燥制得圆球形洗涤剂组合物。本发明适合洗涤剂生产。
文档编号C11D3/20GK101955855SQ20101028571
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者徐美贞, 朱国平, 杨新长, 沈金明, 罗志昕, 詹建伟, 郭春伟 申请人:中轻化工股份有限公司