专利名称：洗涤剂颗粒的制备方法
技术领域：
本发明涉及制备高堆密度的洗涤剂组分的方法，该方法是通过形成结构性(structured)的表面活性剂浆料，然后粒化该浆料形成具有堆密度至少650g/l的易流动颗粒。
近几年已趋于制备堆密度比以往大的颗粒洗涤剂。制备密实颗粒洗涤剂和加工低密度颗粒洗涤剂使堆密度增加的各种技术已被公开。制备密实颗粒洗涤剂的一例适宜的技术是已知的“附聚”技术。该术语述及了任意方法，其中小颗粒的组分被加工使它们积聚(或附聚)形成适宜的粒状组分。
理想的洗涤剂附聚物应具有高堆密度和高表面活性剂含量，而仍具有好的溶解性和分散性。还应可使用既有效又灵活的生产工艺。
现有技术中已公开了实现这些目的的不同方法。
1990年11月13日公开的U.S.4970017公开了一种在捏和机中制备含硅酸盐的洗涤剂组合物的方法。得到的组合物是一种固体，其被加工成丸粒，然后通过研磨步骤降低颗粒度得到适宜的粉末。
1990年12月12日公开的EPA 402111描述了一种制备含表面活性剂的捏和体，接着进行造粒步骤的方法。该捏和体可包括“去附聚(deagglom erating)”剂，但将某些表面活性剂与硅酸盐混合所具有的特别益处没有被公开。通过混合方法，但优选避免使用挤压来制备表面活性剂捏和体。该种方法被描述在现有技术的权利要求1现有技术部分中。
1992年10月14日公开的EPA 508543公开了在捏和机中制备高活性表面活性剂浆料组合物的方法。虽然提到了大量可能的化学性结构剂和表面活性剂，但没有公开通过在高压下混合硅酸盐与直链烷基苯磺酸盐的特别有效的结构化过程。
现有技术建议在各种造粒工艺中使用硅酸盐，但在确定在工业规模上是经济的并提供具有高表面活性剂活性的粒状洗涤剂的方法方面还存在问题。本发明目的是提供一种方法，用于将表面活性剂浆料转化成具有高表面活性剂活性的易流动的粒状洗涤剂，并且其具有好的手感和性能性质。为了获得本发明方法的特殊益处，提供了一种含有硅酸盐和直链烷基苯磺酸盐的特定的表面活性剂浆料，该浆料具有本发明方法中最需要的特殊的液晶结构。
现已吃惊地发现将水溶性的硅酸盐掺入包括直链烷基苯磺酸盐的表面活性剂浆料中是有益的。在高压如在挤压机的模板后可被形成的那些压力下，这两种特定组分的组合结果使浆料结构化的有效性得到令人吃惊的改善。在压力下被挤压通过挤压机模口的结构性浆料不再具有粘性液体的性质，而具有可变形固体的性质。然后其可用助洗剂粉末精细分散和附聚得到易流动的粒状组合物，其具有至少35％，优选至少50％的活性。
本发明概述本发明涉及制备具有堆密度至少650g/l的洗涤剂组分的方法，其包括的步骤为(i)以连续的方法制得含有以下按重量计组分的均匀混合物的结构性浆料(a)5％-40％水；(b)30％-90％选自包括至少30％直链烷基苯磺酸盐的阴离子、两性离子、阳离子、两性和非离子表面活性剂，水溶性有机聚合物和其混合物的组分；(c)1％-20％水溶性硅酸盐；其中在步骤(i)中达到的最大压力不低于10巴；和(ii)然后在周缘速度大于10米/秒的高剪切混合机中用一种或多种粉状助洗剂分散所说的结构性浆料；其中结构性浆料与助洗剂粉末的比为9∶1至1∶5。
该方法的步骤(i)可通过将结构性浆料挤出模口来进行；在模口上游侧的压力为20至60巴，结构性浆料在模口中的温度大于40℃，较优选60℃至100℃。另外，步骤(i)一般具有停留时间为10秒至300秒(优选30至90秒)，并一般在输入5至50whr/kg挤出物的比机械能下进行。
在该方法的步骤(i)中形成的结构性浆料当在70℃、25秒-1下测定时，优选具有粘度至少20mPas，较优选30至100mPas。
该结构性浆料优选包括40％至85％(重)阴离子表面活性剂，其可以是C10-18烷基硫酸盐与C10-18直链烷基苯磺酸盐比为2∶1至1∶4的混合物。较优选的结构性浆料含至少40％(重)直链烷基苯磺酸盐，直链烷基苯磺酸盐与水溶性硅酸盐的比为100∶1至2∶1。
作为浆料结构剂的水溶性硅酸盐优选是SiO2与Na2O比为0.5至3.3，优选1.0至2.4的硅酸钠。
既可以使用硅酸钠溶液也可以使用其粉末，但优选硅酸钠是以粉末的形式加入。特别是如果硅酸钠粉末被粉碎，一般具有平均颗粒度低于100微米时可获得益处。
在该方法的步骤(ii)中，在高剪切混合机中的结构性浆料和助洗剂粉末的混合物温度在35℃至100℃之间。适宜的助洗剂粉末可选自多种已知的助洗剂，包括硅铝酸盐、碳酸盐、柠檬酸盐、硫酸盐和其混合物。
本发明详细描述根据本发明，必要的工艺步骤是形成包括表面活性剂和水溶性硅酸盐的结构性浆料。以下更详细描述适宜的表面活性剂浆料。
表面活性剂浆料在本发明中优选使用一种或各种阴离子表面活性剂盐的含水浆料，优选使用阴离子表面活性剂的钠盐。使用各种纯的或混合表面活性剂进行造粒是已知的，可是为使本发明在工业上具有实践用途并产生具有足供掺入到粒状洗涤剂中的物理物质的颗粒，表面活性剂(包括直链烷基苯磺酸盐)必须是浓度为30至90％(重)的部分浆料。
表面活性剂含水浆料预混合物的活性优选至少40％，优选的活性为50％至85％，较优选65％至80％。浆料平衡物主要是水和水溶性硅酸盐，但可包括各种其它洗涤剂组分，其中的一些在以下更详细地描述。该浆料特别适宜的组分还包括多羧酸盐、磷酸盐、琥珀酸盐、增白剂、染料如在以下更详细描述的那些。含水表面活性剂浆料预混合物含有至少30％直链烷基苯磺酸盐，和选择性的选自阴离子、两性离子、两性和阳离子表面活性剂及其混合物的有机表面活性剂。阴离子表面活性剂是优选的。本发明有用的表面活性剂列于1972年5月23日授予Norris的U.S.3,664,961中和1975年12月30日授予Laughlin等人的U.S.3,919,678中。有用的阳离子表面活性剂还包括在1980年9月16日授予Cockrell的U.S.4,222,905和1980年12月16日授予Murphy的U.S.4,239,659中描述的那些。然而，阳离子表面活性剂一般与本文中的硅铝酸盐物质相容性较差，因此如果在本发明组合物中使用的话，优选使用低量。以下是本发明组合物中有用的表面活性剂的代表实例。
高级脂肪酸的水溶性盐即“皂”是本发明组合物中有用的阴离子表面活性剂。其包括碱金属皂，如含约8至约24个碳原子，优选约12至约18个碳原子的高级脂肪酸的钠、钾、铵和烷基铵盐。可通过中和游离脂肪酸或直接皂化脂肪或油来制备皂。特别有用的是由椰子油和牛油得到的脂肪酸混合物的钠和钾盐，即牛油和椰子油的钠或钾皂。
有用的阴离子表面活性剂也包括有机硫酸反应产物的水溶性盐，优选碱金属、铵和烷醇铵盐，其在它们的分子结构上有含约10至约20个碳原子的烷基和磺酸或硫酸酯基(术语“烷基”中包括酰基的烷基部分)。这组天然或合成表面活性剂的实例是直链或支链、伯或仲烷基硫酸钠和钾，尤其是通过硫酸化高级脂肪醇(C8-C18碳原子)如通过还原牛油或椰子油甘油酯所生产的那些醇而得到的那些。在本发明中使用的直链烷基苯磺酸盐的例子包括为直链或支链构型的烷基苯磺酸钠和钾，其中烷基含约9至约15个碳原子，例如在U.S.2,220,099和2,477,383中描述的那些类型。尤其有价值的是这样的直链烷基苯磺酸盐，其中烷基中碳原子的平均数为约11至13，其被缩写为C11-C13LAS。
本文其它阴离子表面活性剂是烷基甘油基醚磺酸钠，尤其是由牛油和椰子油得到的高级醇的那些醚；椰子油脂肪酸单甘油酯磺酸和硫酸钠；每分子含约1至约10单位环氧乙烷的烷基酚环氧乙烷醚硫酸钠或钾盐，其中烷基含约8至约12个碳原子；每分子含约1至约10单位环氧乙烷的烷基环氧乙烷醚硫酸钠和钾盐，其中烷基含约10至约20个碳原子。
本发明其它有用的阴离子表面活性剂包括在脂肪酸部分含约6至20个碳原子和在酯部分含约1至10个碳原子的α-磺化的脂肪酸酯的水溶性盐，包括甲酯磺酸盐；在酰基部分含约2至9个碳原子和在烷烃部分含约9至约23个碳原子的2-酰氧基烷烃-1-磺酸的水溶性盐；含约12至24个碳原子的烯烃磺酸的水溶性盐；在烷基部分含约1至3个碳原子和在烷烃部分含约8至20个碳原子的β-烷氧基烷烃磺酸盐。虽然一般地讨论和使用酸盐，但可以将酸中和反应作为细分散混合步骤的一部分来进行。
优选的阴离子表面活性剂浆料包括具有10-18个碳原子烷基的直链或支链烷基苯磺酸盐和具有10-18个碳原子烷基的烷基硫酸盐的混合物。烷基苯磺酸盐与烷基硫酸盐的最优选的比例为4∶1至1∶4。这些浆料通常是按以下方法制备的，即将液体有机原料与三氧化硫反应制得磺酸或硫酸，然后中和该酸制得该酸的盐。该盐是本文始终讨论的表面活性浆料。钠盐是优选的，这是由于其最终的性能益处和NaOH与其它中和剂对比的费用，但其不是必须的，因为也可以使用其它试剂如KOH。
水溶性的非离子表面活性剂也用作本发明组合物中的表面活性剂。适宜的浆料包括比例为约0.01∶1至约1∶1，较优选约0.05∶1的非离子和阴离子表面活性剂的混合物。非离子物质的用量可达到与主要有机表面活性剂的量相当。这种非离子物质包括由烯化氧基(性质为亲水性的)与在性质上可以是脂肪族或烷基芳香族的有机疏水化合物缩合制得的化合物。与任何具体的疏水基缩合的聚氧化烯基的长度可容易地被调整，以得到在亲水和疏水部分之间所需平衡度的水溶性化合物。
适宜的非离子表面活性剂包括烷基酚的聚氧乙烯缩合物，例如具有为直链或支链构型的含约6至16个碳原子的烷基的烷基酚与环氧乙烷的缩合产物，其中每摩尔烷基酚有约4～25摩尔环氧乙烷。
包括为直链或支链构型的含8至22个碳原子的每摩尔脂肪醇与4至25摩尔环氧乙烷的水溶性缩合产物，特别是具有含约9至15个碳原子烷基的每摩尔醇与约4至11摩尔环氧乙烷的缩合产物；和丙二醇与环氧乙烷的缩合产物。
半极性非离子表面活性剂包括含一个约10至18个碳原子的烷基部分和2个选自含约1至约3个碳原子的烷基和羟烷基部分的水溶性氧化胺；含一个约10至18个碳原子的烷基部分和两个选自含约1至3个碳原子的烷基和羟烷基部分的水溶性氧化膦；和含1个约10至18个碳原子的烷基部分和1个选自含约1至3个碳原子的烷基和羟烷基部分的水溶性亚砜。
有用的阳离子表面活性剂包括式R4R5R6R7N+X-的水溶性季铵化合物，其中R4是10至20个碳原子，优选12-18个碳原子的烷基，R5、R6和R7均是C1至C7的烷基，优选甲基；X是阴离子，例如氯。这些三甲基铵化合物的例子包括C12-14烷基三甲基铵氯化物和椰子烷基三甲基铵甲基硫酸盐。
两性表面活性剂包括杂环仲和叔胺的脂肪族或脂肪族衍生物的衍生物，其中脂族部分可以是直链或支链的，并且其中的一个脂族取代基含约8至18个碳原子，至少一个脂族取代基含一个阴离子水溶性基团。
两性离子表面活性剂包括脂族季铵、鏻和锍化合物的衍生物，其中脂族取代基之一含约8至18个碳原子。
通过与水溶性硅酸盐的密切混合，表面活性剂浆料被结构化。特别适宜的水溶性硅酸钠在以下被详细地定义。
本文中所用的术语结构化意思是表面活性剂浆料的相化学(液晶结构)变化，以得到其中表面活性剂浆料的粘度被增加的一种相。显示浆料相化学特征的各种方法是已知的，包括差示扫描量热计和X-射线衍射。
可影响结构化效果的表面活性剂浆料的重要参数是浆料的温度和压力。
浆料结构化的效果决定了其粘度，粘度又影响着混合和造粒步骤。其中粘度主要是浓度和温度的函数，在本申请中，粘度范围为10mPas至10000mPas。优选该结构化浆料的粘度为20至200mPas，较优选50至150mPas。本发明浆料的粘度是在70℃下测定的，以25s-1测定的。为了本发明目的，使用Physica Viscotherm VT100测定粘度。
适用于本发明的水溶性硅酸盐可以是无定形的或层状的。
这种硅酸盐特征是它们结构中的SiO2与Na2O的比例。在本发明中，该比例一般低于3.3∶1，优选低于2.8∶1，较优选低于2.4∶1，最优选约2.0∶1。
按照本发明，无定形硅酸盐优于结晶硅酸盐。然而，结晶硅酸盐也可以包括在本发明的浆料组合物中。
结晶层状硅酸钠具有通式NaMSixO2x+1·yH2O式中M为钠或氢，x是1.9至4的数，y是0至20的数。该种类型的结晶层状硅酸钠公开在EP-A 164514中，它们的制备方法公开在DE-A3417649和DE-A 3742043中。对本发明目的而言，以上通式中的x为2、3或4，优选为2。较优选M为钠，y为)，该式优选的例子包括α-、β-、γ-、δ形Na2Si2O5。这些物质可由Hoechst AG，德国购得，分别是NaSKS-5、NaSKS-7、NaSKS-11和NaSKS-6。最优选的物质是δ-Na2Si2O5，NaSKS-6。
本发明结构性表面活性剂浆料优选包括1％至20％(重)，优选3％至8％(重)的无定形硅酸盐或结晶层状硅酸盐。
现已发现本发明硅酸盐颗粒的粒度影响浆料结构化效果。优选使用细硅酸盐颗粒。硅酸盐的平均颗粒度优选低于100微米，较优选低于50微米。
在本发明步骤(i)中所要求的表面活性剂浆料和硅酸盐结构剂的均匀混合物可使用任意适宜的混合设备来制备。一种特别适宜的设备是双螺杆挤压机。
双螺杆挤压机挤压机具有连续泵送和混合粘性表面活性剂浆料和硅酸盐结构剂的功能。一种基本的挤压机是由具有光滑内筒形表面的桶构成的。桶的内部安装的是挤压机螺杆。有一个高活性浆料的入口，当螺杆旋转时，使浆料沿着桶长度方向移动。
精细设计的挤压机能执行各种功能。首先桶上另外的入口可以使其它组分，包括硅酸盐结构剂直接被加入桶中。第二，真空泵和在螺杆轴周围的密封层能实现抽真空，这使水份含量降低。第三，加热或冷却装置可安装在桶壁上用于温度控制。第四，精细设计的挤压机螺杆能使浆料并与结构剂和其它添加剂进行混合。例如捏合部件可包括在螺杆的设计中。
优选的挤压机是双螺杆挤压机。这种类型的挤压机在同一桶中平行安装两个螺杆，它们被设计成按相同方向(同向旋转)旋转或按相对方向(相对旋转)旋转。同向旋转的双螺杆挤压机是用于本发明最优选的设备。
适用于本发明的双螺杆挤压机包括由以下提供的那些APVBaker(CP系列)；Werner和Pfleiderer，(Continua系列)；Wenger(TF系列)；Leistritz(ZSE系列)和Buss(LR系列)。
表面活性剂浆料在双螺杆挤压机中的停留时间一般为10秒至300秒，优选30至90秒。
最优选的是挤压机模板有1至10个挤出口，准确的数目取决于所要求的挤出物的生产速率。另外，横截面为矩形的挤出口优于其它形状如圆形横截面口。一般优选的口形是约25mm长，1.5至2.5mm宽。
在本发明方法的第二步骤中，在助洗剂粉末存在下造粒结构性浆料。一般造粒步骤包括在能使分散的浆料和助洗剂一起附聚形成颗粒的条件下用助洗剂粉末使结构性浆料精细分散。该步骤在本文中被称为“细分散混合和造粒”。
对本发明的目的而言，重要的是区分研磨方法和精细分散混合和造粒方法之间的差异。在现有技术中所描述类型的研磨方法是一种降低粒度的方法，其中固体丸粒被粉碎形成粉末。用于研磨方法的一种适宜设备是快速研磨机。然而精细分散混合和造粒方法是通常在高剪切条件下将细粉末和细分散液体或浆料混合，使它们附聚在一起的一种方法，这是一种使粒度扩大的方法。进行细分散混合和造粒的适宜设备在下文描述。
精细分散混合和造粒适用于加工表面活性剂的任意装置、设施或设备都可用于实施本发明方法。可以使用许多混合机/附聚机用于精细分散混合和造粒。在一优选的实施方案中，本发明方法被连续地进行。尤其优选的是由FukaePowtech Kogyo Co.，Japan.生产的FukaeRFS-G系列混合机。该设备是基本盆形的容器，有顶部开口，靠近其底部有一个基本垂直轴的搅拌器，在侧壁上装有切刀。搅拌器和切刀可以独立地和以分别可变的速度进行操作。该容器可装有冷却夹套，或如果需要的话可装低温部件。
适用于本发明方法的其它类似混合机包括DiosnaRV系列，Dierks& Sohne，德国；和Pharma MatrixR，TK Fielder Ltd，英国。适用于本发明方法的其它混合机是FujiRVG-C系列，Fuji Sangyo Co.日本；和RotoR，Zanchetta & Co Srl，意大利。
其它优选的适宜设备可包括由Gustau Eirich Hardheim，德国生产的EirichR，系列RV；由Lodige Machinenbau GmbH Paderborn德国生产的用于间歇混合的LodigeR，FM系列，用于连续混合/附聚的CB系列和KM系列；由Drais Werke GmbH，Mannheim德国生产的DraisRT160系列，和由Winkworth Machinery Ltd.，Berkshire，英国生产的WinkworthRRT25系列。
带有内切割叶片的型号为#FM-130-D-12的Littleford混合机和带有7.75英寸(19.7cm)叶片的型号为#DCX-Plus的CuisinartFood Processor是两种适宜混合机的实例。具有细分散混合和造粒能力和具有停留时间为0.1至10分钟的其它任意混合机都可以使用。在旋转轴上有几个叶片的“涡轮式”叶轮混合机是优选的。本发明可以以间歇或连续方法进行。
在初始温度在浆料的软化点(一般在40-60℃)和其降解点(取决于浆料的化学性质，例如烷基硫酸盐浆料在75-85℃以上趋于降解)之间，将浆料注入混合机中。高温降低了粘度易于浆料的泵送，但产生低活性的颗粒。由于这些原因，优选在细分散混合和造粒步骤过程中的温度在35℃至100℃之间，优选在40℃至80℃之间，较优选在50℃至70℃之间。
其它组分适用于细分散混合和造粒步骤的助洗剂粉末可以选自多种适宜的粉末，优选的是硅铝酸盐、碳酸盐、柠檬酸盐、硫酸盐和其混合物。
适宜的结晶硅铝酸盐离子交换物质具有式Naz[(AlO2)z(SiO2)y]·xH2O其中z和y至少为6，z与y的摩尔比为约1.0至约0.4，z为约10至约264。本发明有用的无定形水合硅铝酸盐物质具有经验式Mz(zAlO2·ySiO2)式中M是钠、钾、铵或取代的铵，z为约0.5至约2，y为1，所说的物质具有的镁离子交换能力为每克无水硅铝酸盐至少约50毫克当量CaCO3硬度。优选水合钠沸石A具有颗粒度为约1至10微米。
本文中硅铝酸盐离子交换助洗剂物质是水合的形式并且如果是结晶型的则含有约10％至约28％(重)水，如果是无定形的则可能含甚至更高的水含量。最优选的结晶硅铝酸盐离子交换物质在它们的结晶基质中含约18％至约22％水。结晶硅铝酸盐离子交换物质另外的特征在于颗粒直径为约0.1微米至约10微米。无定形物质通常较小，例如降至低于约0.01微米。优选的离子交换物质的颗粒直径为约0.2微米至约4微米。本文术语“颗粒直径”是通过常规分析技术测定的按所给离子交换物质的重量计算表示的平均颗粒直径，例如是通过使用扫描电子显微镜显微测定方法测定的。本文中的结晶硅铝酸盐离子交换物质通常进一步的特征在于它们的钙离子交换能力，其为至少约200mg当量CaCO3水硬度/克硅铝酸盐，这是按无水基计算的，一般在约300mg eq/g至约352mgeq/g范围内。本文中的硅铝酸盐离子交换物质再进一步的特征在于它们的钙离子交换速率，按钙离子的硬度计算，其至少约2格令Ca++/加仑/分钟/克/加仑硅铝酸盐(无水基)，通常在约2格令/加仑/分钟/克/加仑至约6格令/加仑/分钟/克/加仑。用于助洗剂目的最佳硅铝酸盐表现出的钙离子交换速率至少约4格令/加仑/分钟/克/加仑。
无定形硅铝酸盐离子交换物质通常具有的Mg++交换能力至少约50mg当量CaCO3/g(12mgMg++/g)，Mg++交换速率至少约1格令/加仑/分钟/克/加仑。当用Cu辐射(1.54埃单位)测定时，无定形物质不表现出可观测到的衍射图形。
在本发明实施中有用的硅铝酸盐离子交换物质是商业上可得到的。本发明中有用的硅铝酸盐在结构上可以是结晶的或无定形的，可以是天然存在的硅铝酸盐或合成得到的。制备硅铝酸盐离子交换物质的方法公开在1976年10月12日授予Krummel等人的U.S.3,985,669中，在本文作参考文献，本文有用的优选的合成结晶硅铝酸盐离子交换物质可按注册的沸石A、沸石B、沸石P和沸石X购得。在一特别优选的实施方案中，结晶硅铝酸盐离子交换物质具有式Na12[(AlO2)12·(SiO2)12]·xH2O其中x为约20至约30，尤其为约27，其粒度通常低于约5微米。
本发明粒状洗涤剂可含中性或碱性盐，其在溶液中具有pH为7或更大，在性质上可以是有机或无机盐。助洗剂盐助于给本发明的洗涤剂颗粒提供所需的密度。一些盐是惰性的，但它们中的许多在洗衣溶液中也具有洗涤助洗剂物质的作用。
一般柠檬酸，任意其它有机或无机酸只要与颗粒组合物的其余成分是化学相容性的就可以掺入本发明粒状洗涤剂中。
其它有用的水溶性助洗剂盐包括各种水溶性的碱金属、铵或取代的铵磷酸盐、多磷酸盐、膦酸盐、多膦酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐和多羟基磺酸盐。优选的是以上的碱金属、尤其是钠盐。
无机磷酸盐助洗剂的具体例子为钠和钾盐的三聚磷酸盐、焦磷酸盐、具有聚合度约6至21的聚合偏磷酸盐，和正磷酸盐。其它的含磷助洗剂化合物公开在U.S.3,159,581；3,213,030；3,422,021；3,422,137；3,400,176和3,400,148中，在本文作参考文献。
非磷的无机助洗剂的例子为钠和钾盐的碳酸盐、碳酸氢盐、倍半碳酸盐、四硼酸盐十水合物，和其中SiO2与碱金属氧化物的摩尔比为约0.5至约4.0，优选约1.0至约2.4的硅酸盐。由本发明方法制备的组合物在加工过程中不需要过量的碳酸盐，优选不含有超过2％细分散碳酸钙，如在1980年4月1日授予Clarke等人的U.S.4,196,093中公开的，优选不含有后者。
其它中性水溶性盐的例子包括碱金属、铵或取代的铵氯化物、氟化物和硫酸盐。以上的碱金属，尤其是钠盐是优选的。一般在洗涤剂颗粒中使用硫酸钠，它是特别优选的盐。
本发明洗涤剂组合物可选择性地包括抗再沉积剂和污垢悬浮剂、漂白活化剂、荧光增白剂、去污剂、抑泡剂、酶、织物柔软剂、香料和染料，以及洗衣洗涤剂中有用的已知其它组分。
适用于本发明的抗再沉积剂和污垢悬浮剂包括纤维素衍生物，如甲基纤维素、羧甲基纤维素和羟乙基衍生物，和均或共聚合的多羧酸或它们的盐。这种类型的聚合物包括马来酸酐与乙烯、甲基乙烯基醚或异丁烯酸的共聚物，马来酸酐占共聚物的至少20摩尔％。这些物质用量通常为组合物重量的0.5％-10％(重)，较优选0.75％-8％，最优选1％至6％。
其它有用的聚合物质是聚乙二醇，特别是分子量为1000-10000，较优选2000至8000，最优选约4000的那些聚乙二醇。它们的用量为0.20％-5％，较优选0.25％-2.5％(重)。在过渡金属杂质存在下，这些聚合物和前述的均或共聚合的多羧酸盐对于改善白度保持、织物灰尘的沉积、对粘土、蛋白性和氧化污垢的清洗性能是有价值的。
在本发明优选的实施方案中，该组合物包括过氧酸漂白剂前体。本发明固体过氧酸漂白剂前体包括含一个或多个N-或O-酰基的前体，该前体可选自许多类别。
适宜的类型包括酐、酯、酰亚胺和咪唑与肟的酰化衍生物，这些类中有用的物质的例子公开在GB-A-1586789中。最优选的类型是如公开在GB-A-836988，864,798,1147871和2143231中的酯，和如公开在GB-A-855735 & 1246338中的酰亚胺。
特别优选的前体化合物是下式N，N，N′，N′四乙酰化的化合物 式中x可以是0或1&6间的整数。
这些例子包括四乙酰基亚甲基二胺(TAMD)，其中x＝1；四乙酰基乙二胺(TAED)，其中x＝2；和四乙酰基亚己基二胺(TAHD)；其中x＝6。这些和类似化合物描述在GB-A-907356中。最优选的过氧酸漂白剂前体是TAED。
其它活化剂是过苯甲酸前体，如苯甲酰氧基苯磺酸盐(BOBS)和苯甲酰基己内酰胺。
最优选的是过氧酸漂白剂前体的存在量为组合物的至少0.5％(重)。过氧酸漂白剂前体的颗粒优选具有颗粒度为100微米至1500微米。
这些过氧酸漂白剂前体可部分地由预制的过酸代替，如N，N-邻苯二甲酰氨基过氧酸(PAP)过氧己二酸壬酰胺(NAPAA)，1，2-二过氧十二烷二酸(DPDA)和三甲基铵丙烯基酰亚氨基过氧苯六甲酸(TAPIMA)。其它漂白剂前体包括甘醇酸酯(描述在EP507475中)；4h-3，1-苯并噁嗪-4-酮；阳离子前体(描述在EP 458396和EP464880中)；碳酸酯活化剂(描述在EP 475511中)，NOBS，异-NOBS。
优选的荧光增白剂是阴离子性质的，其例子为4，4′-双(2-二乙醇氨基-4-苯氨基-S-三嗪-6-基氨基)茋-2∶2′二磺酸二钠盐，4，4′-双(2-吗啉基-4-苯氨基-2-三嗪-6-基氨基)茋-2∶2′二磺酸二钠盐；4，4′-双(2，4-二苯氨基-S-三嗪-6-基氨基)茋-2∶2′二磺酸二钠，4′，4″-双(2，4-二苯氨基-S-三嗪-6-基氨基)茋-2-磺酸单钠盐，4，4′-双(2-苯氨基-4-(N-甲基-N-2-羟乙基氨基)-2-三嗪-6-基氨基)茋-2，2′二磺酸二钠，4，4′-双(4-苯基-2，1，3-三唑-2-基)茋-2，2′二磺酸二钠，4，4′-双(2-苯氨基-4-(1-甲基-2-羟乙基氨基)-S-三嗪-6-基氨基)茋-2，2′二磺酸二钠，和2(茋基-4″-(萘并-1′，2′∶4，5)-1，2，3-三唑-2″-磺酸钠。
本发明组合物中有用的去污剂是对苯二酸与乙二醇和/或丙二醇单元以各种排列的常规共聚物或三元共聚物。这种聚合物的例子公开在共同转让的U.S.4116885和4711730中，和欧洲公开的专利申请0272033中。EP-A-0272033中特别优选的聚合物具有式(CH3(PEG)43)0.75(POH)0.25(T-PO)2.8(T-PEG)0.4)T(PO-H)0.25((PEG)43CH3)0.75其中PEG是-(OC2H4)O-，PO是(OC3H6O)，T是(pCOC6H4CO)。
一般MWt 5000-20000，优选10000-15000的某些聚合物质如聚乙烯吡咯烷酮也是有用的试剂，用于抑制在洗涤过程中不稳定染料在织物间的转移。
另外任选的洗涤剂组合物组分是抑泡剂，例子为硅氧烷，和二氧化硅-硅氧烷混合物。硅氧烷一般的代表物为烷基化的聚硅氧烷物质，而二氧化硅一般使用细分散形式，例子为二氧化硅气凝胶和干凝胶和各种类型的疏水二氧化硅。这些物质可以颗粒形式掺入，其中抑泡剂被掺入水溶性的或水分散性的基本非表面活性的洗涤剂不渗透的载体中是有利于释放的。另外，抑泡剂可溶于或分散于液体载体中，并通过喷在一种或多种其它组分上来提供。
如上所述，有用的硅氧烷泡沫控制剂可包括前文所指类型的烷基化硅氧烷和固体二氧化硅的混合物。通过将硅氧烷添加到固体二氧化硅的表面上来制备这种混合物。优选的硅氧烷泡沫控制剂的代表例为疏水硅烷化的(最优选三甲基硅烷化的)二氧化硅，其颗粒度在10纳米至20纳米范围，比表面积在50m2/g以上，是与具有分子量在约500至约200,000范围的二甲基硅氧烷流体密切混合的，硅氧烷与硅烷化二氧化硅的重量比为约1∶1至约1∶2。
优选的硅氧烷泡沫控制剂公开在Bartollota等人的U.S.3,933,672中。其它特别有用的抑泡剂是自乳化的硅氧烷抑泡剂，描述在德国专利申请DTOS 2,646,126中，1977年4月28日公开。这种化合物的一个例子是DCO 544，在商业上可由Dow Corning购得，它是硅氧烷/乙二醇共聚物。
以上描述的抑泡剂通常使用量为组合物的0.001％至0.5％(重)，优选0.01％至0.1％(重)。
优选的掺入方法包括使用液体形式的抑泡剂，将它们喷在组合物的一种或多种主要组分上，或者另外将抑泡剂制成单独的颗粒，然后可与组合物的其它固体组分混合。作为单独颗粒掺入的泡沫调节剂也允许在其中包括其它的泡沫控制物质如C20-C24脂肪酸，微晶蜡和环氧乙烷和环氧丙烷的高MWt共聚物，否则，该共聚物会对基质的分散能力有不利的影响。
制备这种泡沫调节剂颗粒的技术公开在上述的Bartolotta等人的U.S.3,933,672中。
在本发明有用的另外任选的组分是一种或多种酶。
优选的酶物质包括通常掺入洗涤剂组合物中的商业上可购得的淀粉酶、中性和碱性蛋白酶、脂肪酶、酯酶和纤维素酶。适宜的酶公开在U.S.3,519,570和3,533,139中。
织物柔软剂也可掺入本发明的洗涤剂组合物中。这些试剂可以是无机或有机的类型。无机柔软剂的代表例为公开在GB-A-1,400,898中的绿土粘土。有机织物柔软剂包括如公开在GB-A-1514276和EP-B-0011340中的水不溶性叔胺。
它们与单C12-C14季铵盐的组合公开在EP-B-0026527 & 528中。其它有用的有机织物柔软剂是双长链酰胺，公开在EP-B-0241919中。织物柔软剂体系的其他有机组分包括如公开在EP-A-0299575和0313146中的高分子量聚环氧乙烷物质。
绿土粘土通常含量在5％至15％，较优选8％至12％(重)范围内，以干混组分形式加入配方的其余组分中。有机织物柔软剂如水不溶性的叔胺或双长链酰胺物质是以0.5％至5％(重)，一般1％至3％(重)掺入的，而高分子量聚环氧乙烷物质和水溶性阳离子物质是以0.1％至2％，一般0.15％至1.5％(重)的量加入的。当组合物的一部分被喷雾干燥时，这些物质可以加入到进料于喷雾干燥塔中的含水浆料中，但在某些情况下，将它们以干混颗粒形式加入可以更方便，或将它们以熔融液体形式喷在组合物的其它固体组分上。
所得到的洗涤剂颗粒可以被干燥、冷却和/或用适宜的表面包覆剂粉化，这也在本发明的范围内。
实施例按比例74∶24∶2来制备含直链烷基苯磺酸钠(LAS)、牛油烷基硫酸钠(TAS)和每分子具有平均3个乙氧基的烷基醚硫酸钠(AE3S)阴离子表面活性剂的含水表面活性剂浆料。该浆料的总表面活性剂活性为77％，水含量为18％，在剪切速率为25秒-1和温度70℃下测定的粘度为28000mPas。
含比例为60∶36∶4沸石A、碳酸钠和羧甲基纤维素(CMC)的混合物的粉末物料被连续地混合。
在65℃下通过正排量泵将浆料泵送入5桶长的Werner &PfleidererRC170双螺杆挤压机(TSE)的第一节桶中，该挤压机直接向LoedigeRCB55高剪切混合机中进料，同时粉状物料也被加入混合机中。
流入混合机的还有两种含再循环附聚物分粒的物料，一种是含湿的粗产品物料，另外一种是干燥的细颗粒物料。含有从流化床干燥器中收集的粉尘物的第三种物料也以很低的速率(＜100kg/小时)被加入混合机中。
LoedigeRCB55混合机是以1460rpm进行操作，平均停留时间为10-15秒。离开高速混合机的产品是由阴离子表面活性剂浆料和粉末的分散体组成，基本上是细粉的形式。
然后用斗式提升机将该产品转移至LoedigeRKM3000中等速度的混合机中。中等速度混合机中装有犁头的轴以110rpm进行操作。另外，四个高速切刀装在轴上并以3000rpm进行操作，轴是径向安装在混合机的侧壁上。在混合机的大约3/4水平长度后面，以0.55吨/小时的速率加入沸石A物料。
在中等速度混合机中的停留时间可通过出口门装置来控制。关上此门会使停留在混合机中的产品的重量增加，这导致增加了停留时间。在这些实施例中，出口门是完全打开的，给出的停留时间低于1分钟。
离开LoedigeRKM3000中速混合机的产物是由良好的附聚物颗粒组成的。这些湿的附聚物在振动筛上被筛分，分出粗的产品并通过振动滑槽将其返回高剪切混合机中。剩余的附聚物在流化床干燥器中干燥并冷却，然后经流化床冷却器冷却。离开冷却器的产品被筛分除去细的产品，该细的产品接着也返回高剪切混合机中。在流化床中的停留时间总共约15-30分钟，当在室温下测定时，在出口处的产品的平衡相对湿度为5％至15％。
在本实施例中制备的最终附聚颗粒具有平均颗粒度约540微米，没有通过Tyler筛目14(比1180微米粗)的部分低于10％，通过Tyler筛目60(比250微米细)的部分低于7％。
然后将这些附聚物用作成品洗涤剂组合物的组分，将附聚物与含聚合物、沸石和次要组分(和选择性的TAS)的粉末干混，再与粒状硅酸盐、粒状碳酸盐、粒状过硼酸盐或粒状过碳酸盐和含漂白活化剂的附聚物进行混合。成品组合物在下文中给出。
向TSE的桶1中加入表面活性剂浆料和粉状结构剂。该结构剂刚好在浆料的上游加入，这两者被混合、揉合、通过模管口运出和挤出。在本实施例中使用的螺杆结构的组成有一个运送部件，其后有两组六个向右旋转(30°角)的揉合片，并交错多个运送部件，一个向左旋转的揉合片(30°角)，和在模板前的最后一个运送部件。
在本实施例中使用两种模口设计模口编号狭缝编号狭缝尺寸(mm)宽高 深1 1 373.5382 2 231.538在这些实施例中使用的与浆料一起加入TSE的结构剂是粉末级的硅酸钠(SiO2/Na2O 2∶1)，平均颗粒度为150微米。该粉末处于室温。
用上述的设备和原料来进行以下次数的试验，得到以下表中所示的相对应的附聚物活性。
*在桶中提供致冷，TSE的螺杆轴用致冷剂冷却至-20℃。
实施例2将具有以下组成的两种含水表面活性剂浆料以浆料1/浆料2之比为53/47的比例进行混合。然后将它们同时加入与实施例1中所描述的相同的TSE中。
浆料1LAS 77 浆料2LAS37水19TAS37其他 4 AE353… 水19100 其他4…100浆料1当在70℃下以剪切速率25秒-1测定时具有粘度为20,000mPa.s，在相同试验条件下，浆料2具有粘度为26,000mPa.s。浆料1被储存在79℃下，浆料2被储存在67℃下。
粉末等级的硅酸钠2.0R(SiO2/Na2O 2∶1)粉末物料也被加入TSE中。该粉末的平均粒度为150微米。将浆料和粉末物料这两者加入如实施例1中所描述的TSE的桶1中。在该实施例中使用的螺杆结构组成有螺杆部件，其后有螺杆部件与3个向右旋转的揉合片的组合。
在该实施例中使用一种模口设计。该模口由2个矩形狭缝组成，每个狭缝有相同的尺寸宽23mm，高1.5mm，深38mm。
TSE的出口直接连着LoedigeRCB55高速剪切混合机。含有沸石A、碳酸钠和羧甲基纤维素(CMC)49∶46∶5的混合物的充分混合的粉状物料也被加入高剪切混合机中。
浆料和粉末物料按与实施例1所描述的相似的造粒方法进行造粒。但在本实施例中，以总速率900kg/小时在三个位置处向工艺中加入另外的沸石A。这些添加位置是在沿着中速混合机的水平长约2/3和3/4处，以及在产品冷却器的出口处。在这些位置上加入的部分沸石是按8∶1∶1(也可以将沸石加入成品物料中)。该方法的其余部分和物料条件与实施例1相同，只是在LoedigeRKM3000中速混合机中的混合工具是犁头和平式BeckerR刮刀的组合。对于这种组合的混合机工具而言，停留时间低于45秒。
用以上描述的设备和原料进行以下次数的试验得到以下表中所示的相对应的附聚物活性
*在桶中提供致冷，TSE的螺杆轴用致冷剂冷却至-20℃。
用该方法制备的颗粒表现出极好的手感和溶解性质。
实施例3在本实施例中，使用八桶W & PRC37 TSE以连续的方式结构化与实施例1中描述的相同的浆料。在不同的操作条件下，在试验室规模的高剪切混合机(BraunR)中，用沸石A/轻质碳酸钠1∶1的混合物对TSE排出的浆料作附聚试验。在这些试验中，首先将200克粉状混合物放入混合机中，从TSE排出的表面活性剂/硅酸盐混合物以约500g/分钟的速率被连续加入混合机(同时正在操作的)中。操作混合机直至制得具有平均粒度在约400至600微米的附聚物。然后将附聚物在流化床中干燥，并分析阴离子表面活性剂的含量(附聚物的活性)。
使用以下四种类型的硅酸钠作为这些实施例的结构剂1)具有SiO2/Na2O比为2∶1的粉末级(平均粒度约150微米)，2)具有SiO2/Na2O比为2∶1的精细粉末级(平均粒度约30微米)，3)具有SiO2/Na2O比为1∶1无水粉末级(平均粒度约150微米)，和4)具有SiO2/Na2O比为1∶1的结晶(五水合物)粉末级(平均粒度约150微米)。
在TSE中的螺杆结构的组成有一个带长纵向运送部件(pitchconveying element)的起始进料部分，后面有2组八个向右旋转(30°角)的揉合片，在这两组之间有中等长度的纵向运送部件，一个向左旋转的揉合片(30°角)和在模口前的带短的纵向运送部件的一个最后部分。
在所有试验中，入口浆料温度为60℃，用于结构化浆料的硅酸钠被保持在室温。所用的模口由一个矩形狭缝组成，该狭缝8mm宽，0.76mm高和20mm深。
用以上描述的设备和原料进行以下次数的试验，得到下表中所示的附聚物活性
实施例4在本实施例中，使用5桶W & PRC37 TSE以连续的方式结构化与实施例1中描述的相同的浆料。按实施例3中描述的方法进行附聚试验。
所用的结构剂是以下形式的硅酸钠SiO2/Na2O 2∶11)细粉末(平均粒度约150微米)，和2)精细粉末(平均粒度约30微米)。
在TSE入口处的浆料温度被保持在60℃，在该试验中所用的所有粉末被保持在室温下。
在TSE中的螺杆结构的组成有一个带长纵向运送部件的起始进料部分，后面跟有2组六个向右旋转(30°角)的揉和片，在这两组之间有中等长度的纵向运送部件，一个向左旋转的揉和片(30°角)和在模板前的带短纵向运送部件的一个最后部分。
在这些试验中所用的三种不同的模板具有以下尺寸模口编号狭缝编号狭缝尺寸(mm)宽高深32 8 0.76 2041 8 0.76 2052 4 0.508 20用以下描述的设备和原料进行以下次数的试验，得到以下表中所示的附聚物活性。
权利要求
1.一种制备具有堆密度至少650g/l的洗涤剂组分的方法，其包括以下步骤(i)以连续的方法制得包括以下组分的均匀混合物的结构性(structured)浆料，按重量计(a)5％至40％水；(b)30％至90％选自阴离子、两性离子、阳离子、两性和非离子表面活性剂；水溶性有机聚合物；和其混合物的组分；(c)1％至20％水溶性硅酸盐；和(ii)然后在高剪切混合机中，在周缘速度大于10米/秒下，用一种或多种粉状助洗剂分散所说的结构性浆料；其中结构性浆料与助洗剂粉末的比为9∶1至1∶5；其特征在于结构性浆料包括至少30％(重)直链烷基苯磺酸盐；并且直链烷基苯磺酸盐与水溶性硅酸盐的比为100∶1至2∶1，其中在步骤(i)中达到的最大压力不低于10巴。
2.根据权利要求1的方法，其中步骤(i)是通过将所说的结构性浆料挤压通过模口来进行的，模口上游侧的压力为20至100巴。
3.根据权利要求2的方法，其中所说的步骤(i)在停留时间为10秒至300秒，优选30至90秒下进行。
4.根据权利要求2的方法，其中在模口处的结构性浆料的温度大于40℃，较优选60℃至100℃。
5.根据权利要求2的方法，其中步骤(i)是在比机械能输入为5至50whr/kg挤压物下进行。
6.根据权利要求1的方法，其中所说的浆料当在70℃、25秒-1下测定时，具有的粘度至少20mPas。
7.根据权利要求6的方法，其中所说的结构性浆料包括40％至85％(重)阴离子表面活性剂。
8.根据权利要求7的方法，其中所说的结构性浆料包括比例为2∶1至1∶4的C10-18烷基硫酸盐和C10-18直链烷基苯磺酸盐的混合物。
9.根据权利要求7或8的方法，其中结构性浆料包括至少40％(重)直链烷基苯磺酸盐，并且直链烷基苯磺酸盐与水溶性硅酸盐的比为100∶1至2∶1。
10.根据权利要求1的方法，其中水溶性硅酸盐是具有SiO2与Na2O比为0.5至3.3，优选1.0至2.4的硅酸钠。
11.根据权利要求10的方法，其中硅酸钠是以粉末的形式加入的。
12.根据权利要求11的方法，其中粉状硅酸钠的平均粒度低于100微米。
13.根据权利要求1的方法，其中在高剪切混合机中的结构性浆料和助洗剂粉末的混合物的温度保持在35℃至100℃。
14.根据权利要求13的方法，其中助洗剂粉末包括选自硅铝酸盐、碳酸盐、柠檬酸盐、硫酸盐及其混合物的助洗剂。
全文摘要
本发明涉及一种制备具有堆密度至少650g/l的洗涤剂组分的方法，其包括的步骤为(i)以连续方法制得包括以下组分均匀混合物的结构性浆料，按重量计(a)5％至40％水；(b)30％至90％选自阴离子、两性离子、阳离子、两性和非离子表面活性剂；水溶性有机聚合物；和其混合物的组分；(c)1％至20％水溶性硅酸盐；(d)至少30％直链烷基苯磺酸盐；其中在步骤(i)中达到的最大压力不低于10巴，和(ii)然后在高剪切混合机中在周缘速度大于10米/秒下，用一种或多种粉状助洗剂分散所说的结构性浆料；其中结构性浆料与助洗剂粉末的比为9∶1至1∶5。
文档编号C11D3/08GK1143385SQ95191987
公开日1997年2月19日 申请日期1995年1月13日 优先权日1994年1月17日
发明者Y·G·阿莫德, H·G·W·迪肯森 申请人:普罗格特-甘布尔公司