专利名称：条型洗涤剂合成物及其制造方法
技术领域：
本发明涉及供织品洗涤和供表面洁净用之条型洗涤剂合成物及其制造。本发明尤其涉及容许较高结构水含量但却具有令人满意的加工性能和终端用户特性所必需的机械与结构特征的条型洗涤剂。
背景技术：
条型洗涤剂要有可接受的物理强度，以使它们在处理、运输和使用过程中保持其结构的完整。此条型剂的硬度在制造时及以后是一个特别重要的参数。为使条型剂更硬而包括入某些成分通常产生较高密度的条型剂，使得该条型剂显著地更小并因此对消费者缺少吸引力，以及在织品洗涤中更难处理和往往还有含砂的感觉。商业上可获得的条型洗涤剂含有洗涤剂活性成分和洗涤剂组分，连同含有常规的成分，例如磨料、填料、香料、碱性盐和漂白剂。
在配制洁净合成物诸如液体、粉末、凝胶、条、片、饼、简单型等各种产品形式中，条型、片型或简单型经济上优于其它的类型。较之于其它型式，例如糊剂、凝胶或粉末，条型产品的配料受到严格的控制。在水存在下条型产品也不易湿透并且失去活性成分。但是，为制造固体形式的产品将需要配制特定的成分并且控制加工。
GB-A-209 013披露条型洗涤剂合成物，由在碱性条件下混合硅铝酸盐母体同该条型剂成分而产生，这样硅铝酸盐便就地形成。
IN-A-171 326披露一种两组分硬化系统，包括多价金属化合物和含硅材料，这里，在活性物质中和之前至少这些成分之一必需存在。这一专利涉及的多价金属化合物为铝、镁、硼的盐以及IIa和IIb族的盐。这些条型剂具有改进的硬度、耐用率和糊状物特性。
GB-A-256 647披露形成低密度条型剂的方法，这里起码在以硅酸盐部分中和活性物质之前使淀粉同酸性形式的洗涤剂活性物质预先混合。如果在中和前将至少部分的淀粉加入，那么此配方便产生不含砂的条型剂。这一专利中所用的淀粉是天然淀粉。此淀粉结合就地产生的硅石便形成具有优良加工性能的低密度条型剂。
我们已找到一种新的方法来生产有优越特性之条型洗涤剂，例如优良的加工性能、使用特性和改进的水滞留容量。这通过使至少两种不同的多价金属离子同硅酸钠反应而得到的就地形成的结构系统来实现，其中一金属离子是钙或镁，而另一可以是任一硼、铝、锌、钙或镁。
瓷土(水合硅酸铝)是常用的填料并可结合到条型剂中以提供硬度。因此自配方中除去瓷土便使该条型剂较软。但是为了环保之故除去瓷土是所希望的，因为瓷土含有微量的重金属。又，从美学的观点看，除去瓷土使该条型剂更光学。本发明的另一个目的是配制无任何瓷土的条型剂，并且仍保留该条型剂的硬度以及改进该条型剂的亮度。
根据本发明的一个方面提供一种条型洗涤剂合成物，包括(i)按重量为5％至60％，最好为10％至50％的洗涤剂活性物质；(ii)按重量为2％至20％，最好为5％至15％的至少两种不同多价金属离子同硅酸钠的反应产物的结构系统，其中一金属离子是钙或镁，而另一则选自硼、铝、锌、钙和镁。
根据本发明的第二个方面，提供一种制造本发明第一方面之条型洗涤剂合成物的方法，该方法包括的步骤为(i)在包括至少某些该洗涤剂活性物质或其酸性母体的组成中，使至少两种不同多价金属离子，在酸性母体部分或全部中和之前、中和过程中及/或中和之后，同硅酸钠反应而就地生成结构系统，金属离子之一为钙或镁，而另一则选自硼、铝、锌、钙和镁；(ii)任选地在步骤(i)之前、过程中及/或之后加入其它的成分，例如别的洗涤剂活性物质、组分、填料，以及另外的常规成分；(iii)将所得到的块状物转换成希望的产品型式。
结构系统在该合成物中的重量百分率为2％至20％。该结构系统最好在洗涤剂活性物质之酸性母体中和后形成。
借助任何常规的方法，例如模压和冲压，可方便地将所得到的块状物转换成希望的产品型式。
发明详述洗涤剂活性物质洗涤剂活性物质选自脂肪酸盐或非脂肪酸盐活性物质，并且最好是文献中所述的用于条型洗涤剂工艺中的阴离子和特定洗涤剂活性物质，例如Schwartz、Perry和Berch所著的表面活性剂与洗涤剂，卷II(中间科学出版社，纽约，1958)。
可用于本发明的合适阴离子活性物质的具体实例为脂肪酸盐或非脂肪酸盐，选自直链和支链烷基苯磺酸盐、链烷磺酸盐、仲醇硫酸盐、伯醇硫酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基醚硫酸盐、脂肪酰酯磺酸盐、羧酸烷基酯以及这些的混合物。
当洗涤剂活性物质是皂时，使用通常略为TFM的术语总脂肪物质来表示皂中存在的脂肪酸和甘油三酯残余部分的重量百分率，而不考虑伴随的阳离子。
对于含有18个碳原子的脂肪酸盐，伴随之钠阳离子重量一般将相当于约8％。其它的阳离子可随意加以应用，例如锌、钾、镁、烷基铵和铝。
术语皂表示羧基脂肪酸的盐。此皂可从任何传统上用于肥皂制造的甘油三酯中获得，因此在此脂肪酸盐中的羧酸盐阴离子可含有8至22个碳原子。
其它的洗涤剂活性化合物可以是阴离子、非离子、阳离子、两性离子或两性的表面活性剂，或者正如本领域中的技术人员所周知的，也可以将其混合物结合到此配方中。其中阴离子洗涤剂活性物质包括烷基苯磺酸盐(LAS)的构成为特别优选。
洗涤剂活性物质以对于条型洗涤剂是正常的量存在，例如按全部条型剂组成重量的5至60％，优选地为10-50％，更优选地为12至45％。
就地产生结构系统使用硅酸盐来完成，它优选地为硅酸钠，具有SiO2∶M2O摩尔比小于4的类型，更优选地为小于3，最优选地为在3与1之间。
助洗剂配方中所用的洗涤剂助洗剂最好是无机的，而合适的助洗剂包括比如碱金属硅铝酸盐(沸石)、碱金属碳酸盐、三磷酸钠(STPP)、焦磷酸四钠(TSPD)、柠檬酸盐、次氮基三乙酸钠(NTA)以及这些的组合。助洗剂适合以0至30％的总量加以使用。
无机颗粒无机颗粒相并非配方的必要成分，不过可以加入，尤其对于硬表面的洁净合成物。此颗粒相最好包括颗粒构造剂及/或不溶于水的磨料。合适的无机颗粒构造剂可选自颗粒状沸石、方解石、白云石、长石、硅石、硅酸盐、不同的碳酸盐、碳酸氢盐、硼酸、硫酸盐和像聚乙烯那样的聚合材料。
最优选的无机颗粒为碳酸钙(像方解石)、碳酸钙和镁的混合物(像白云石)、碳酸氢钠、硼砂、硫酸钠/钾、沸石、长石、滑石、高岭土和硅石。
方解石、滑石、高岭土、长石和白云石以及其混合物尤其优选，由于其低成本和颜色。
其它常规的无机颗粒构造剂如硅铝酸盐可就地产生，或者可将易于获得的类型加入。
其它添加剂可加入其它的添加剂，例如一种或多种不溶于水的像淀粉或改性淀粉和纤维素那样的多糖类颗粒材料。
辅助添加剂常规辅助成分最好选自酶、抗再沉积剂、荧光增白剂、色料、防腐剂和香料，还可以将漂白剂、漂白剂母体、漂白稳定剂、螯合剂、去污剂(通常为聚合物)和其它聚合物加入，至高达10重量％。
这里提供对几个非限制实施例的说明，显示本发明所制得之合成物的比较结果。表1至3中参照条型剂描述了该组成的细节及其结果。条型洗涤剂的制造如下面所述地进行。
实施例实施例1制造条型洗涤剂的方法a.常规方法通过将1.2kg直链烷基苯磺酸置于一曲拐式搅拌机中并以600g碳酸钠中和之来制造6kg条型洗涤剂批料。借助180g硫酸铝和120g硅酸钠的反应而就地生成硅铝酸盐。并且加入其它的成分，诸如720g三磷酸钠(STPP)组分，约3kg填料、水和辅助成分。使这些成分充分混合并按常规的方式加以模压(实施例1a)。
b.本发明方法通过将1.2kg直链烷基苯磺酸置于一曲拐式搅拌机中并以600g碳酸钠中和之来制造6kg条型洗涤剂批料。于该搅拌机中借助30g硫酸铝、180g碱金属硅酸盐和90g氯化钙反应而在活性物质完全中和后生成结构系统。并且加入其它的成分，诸如720gSTPP组分，约3kg填料、水和辅助成分。使这些成分充分混合并按常规的方式加以模压(实施例1b)。
供比较的其它结构系统按照如下细节制出。在所有配方中将全部结构成分维持在接近于配方总重量的5％。
实施例1c借助180g硅酸钠和120g氯化钙的反应而就地生成硅酸钙。
实施例1d借助30g硫酸铝和30g碱金属硅酸盐反应而就地生成硅铝酸盐以及借助90g氯化钙和150g碱金属硅酸盐的反应而生成定量给料后的硅酸钙。
实施例1e借助30g硫酸铝、180g碱金属硅酸盐和90g氯化钙反应而生成定量给料后的硅铝酸钙。
实施例1f借助30g硼酸、210g碱金属硅酸盐和72g硫酸铝反应而就地生成硼硅酸钙。
依下列程序测定用上述方法所制得之条型剂的不同物理和使用特性，并将配方的细节和数据显示于表1。
洗涤剂条硬度的测定对于某个湿度水平，洗涤剂条的硬度为该洗涤剂条结构好坏的直接指标。使用针穿硬度计基于针的贯穿深度来获得该洗涤剂条的硬度和屈服应力的估计值。贯穿越深，则硬度和屈服应力就越小，反之亦然。测量通过让一支有9度锥角的针在50g的固定重量下下落到该洗涤剂条扁的表曲面顶部5秒钟来进行。此贯穿深度以mm来记录。
水滞留洗涤剂条的水滞留能力通过测量该洗涤剂条中水的活度来加以定量。这一测量在瑞士Novasina公司的AW Sprint model仪器上进行。在设定的温度使一有栅格的该洗涤剂条样品平衡，并借助显示水活度的装置来推算出其相对湿度。在某个湿度水平，水的活度越低表示该洗涤剂条保留水的能力越好，而因此该洗涤剂条中的结构便越好。
糊状物的估算方法此糊状物系指当与水接触时，在该洗涤剂条表面上所形成的像软膏的层。这一层对该条型剂容易在织品上敷涂有用，但是，过量形成糊状物被消费者认为是浪费(不够经济实惠)。
测定程序1)用木工刨刨平该洗涤剂条而除去表面的不平整，例如波纹标识图案等。
2)称重此刨平的洗涤剂条(W1g)。
3)把以上刨平洗涤剂条的部分条表面浸在250ml蒸馏水中20分钟。
4)在20分钟终了时自水池中取出该洗涤剂条并滴干一些时间。
5)轻刮暴露于水的表面并以一预先称重的石化器皿(Pg)收集该松散附着的材料(附着糊状物)。一起称重该器皿和附着糊状物(W2g)并通过重量差(W3＝W2-P)来找出该附着糊状物的重量(W3g)。
6)通过测量烧杯中水的重量的增加来测量该洗涤剂条的溶解损耗。
表1 @所用的组分为碳酸钠和STPP。
所用的填料为方解石、氢氧化钙和洗过的瓷土。
贯穿越浅，硬度越高。我们从贯穿测量中发现，硅铝酸钙构成的洗涤剂条(Ex.1b)较之就地硅铝酸盐构成的洗涤剂条(Ex.1a)和就地硅酸钙构成的洗涤剂条(Ex.1c)更硬。并且，同仅就地生成硅铝酸盐和定量进料后生成硅酸钙之洗涤剂条(Ex.1d)以及定量进料后生成硅铝酸钙之洗涤剂条(Ex.1e)比较，本发明就地生成硅铝酸钙之洗涤剂条(Ex.1b)显著地更硬。这就强化该结构必须要就地形成的事实。
较低的水活度暗示贮存期间较低的重量损耗。表1中的数据说明，同有传统硅铝酸盐结构的洗涤剂条(Ex.1a)比较本发明洗涤剂条具有较低的水活度。这表明本发明的洗涤剂条在贮存过程中将失去较少的水。
这一发明并非限于只一种金属离子的组合，即钙和铝。不止一种的金属离子组合能同硅酸钠反应而生成该结构。实施例1f显示一种这样的情况。在这种情况下，含硼的盐、硼酸和含钙的盐、氯化钙同碱金属硅酸盐反应而就地生成硼硅酸钙结构。这种结构也改进该洗涤剂条的硬度并降低其水活度。
实施例2使用本发明的结构系统来制造无瓷土的条型剂依如实施例1中所述的细节制备6kg条型剂批料。对于每一种情况，重要的配方成分强调如下实施例2a常规的硅铝酸盐结构使用180g硫酸铝和120g碱金属硅酸盐。此配方中存在8.3％的瓷土。其它的填料为方解石(35％)和氢氧化钙(3％)。
实施例2b常规的硅铝酸盐结构使用180g硫酸铝和120g碱金属硅酸盐。以方解石代替全部瓷土(8.3％)。此配方中方解石的总量为43.3％。
实施例2c在这一实施例中，结构按照本发明来完成。用30g硫酸铝、180g碱金属硅酸盐和90g氯化钙生成硅铝酸钙结构。该配方中的全部瓷土(8.3％)由方解石代替。在该配方中方解石的总量为43.3。
表2给出该配方的细节。
表2
@所用的组分为STPP和苏打。
在表2中，首先比较硅铝酸盐构成的具有和没有瓷土的洗涤剂条(分别为实施例2a和2b)。正如贯穿测量所表明的，没有洗过之瓷土的洗涤剂条(ex.2b)比有瓷土的洗涤剂条(ex.2a)要软。这证实对于常规硅铝酸盐结构去除水洗过的瓷土便使洗涤剂条更软。但是，对于硅铝酸钙结构(实施例2c)，甚至在去除水洗瓷土之后该洗涤剂条仍较硬，表明使用这种结构的洗涤剂条能够不用瓷土而加以制造。此外，本发明条型剂的水活度较低。
实施例3附着糊状物的测量根据早先所述的程序对按实施例1a和实施例1b制得的样品进行糊状物测量。结果于表3中给出。
表3
从表3显然可见，同常规硅铝酸盐结构(Ex.1a)比较，硅铝酸钙构成的洗涤剂条(Ex.1b)具有较低的附着糊状物和洗涤剂条溶解损耗。这暗示本发明的洗涤剂条会有消费者可觉察的糊状物好处。
权利要求
1.一种条型洗涤剂，其包括(i)按重量计为5％至60％，最好为10％至50％的洗涤剂活性物质；(ii)按重量计为2％至20％，最好为5％至15％的至少两种不同的多价金属离子同硅酸钠之反应产物的结构系统，其中一种金属离子是钙或镁，而另一种则选自硼、铝、锌、钙和镁。
2.权利要求1的条型洗涤剂，其中硅酸钠为SiO2∶Na2O的摩尔比小于4的类型，最好摩尔比在3和1之间。
3.权利要求1或2的条型洗涤剂，其中该条不含有任何的瓷土。
4.一种制造权利要求1之条型洗涤剂合成物的方法，该方法包括以下步骤(i)在包括至少一些洗涤剂活性物质或其酸性母体的合成物中，通过使至少两种不同的多价金属离子，在该酸性母体部分或完全中和之前、中和过程中及/或中和之后，同硅酸钠反应而就地产生结构系统；(ii)任选地在步骤(i)之前、过程中及/或之后加入其它成分，诸如不同的洗涤剂活性物质、组分、填料以及另外的常规成分；(iii)将所得到的块状物转换成希望的产品形式。
5.权利要求4的方法，其中结构系统在洗涤剂活性物质的酸性母体中和后生成。
全文摘要
一种条型洗涤剂，包括(i)按重量为5％至60％，最好为10％至50％的洗涤剂活性物质；以及(ii)按重量为2％至20％，最好为5％至15％的至少两种不同多价金属离子同硅酸钠之反应产物的结构系统，其中该金属离子之一是钙或镁，而另一则选自硼、铝、锌、钙和镁。
文档编号C11D17/00GK1582324SQ02822023
公开日2005年2月16日 申请日期2002年10月9日 优先权日2001年11月8日
发明者S·K·戈尔, V·克里斯南, N·苏拉马尼安 申请人:荷兰联合利华有限公司