高堆积密度洗涤剂组合物的生产方法

专利名称：高堆积密度洗涤剂组合物的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种高堆积密度的洗涤剂组合物的生产方法。更确切地说，本发明涉及一种高堆积密度洗涤剂组合物的生产方法，其中可以得到高产率的小粒度的粒状洗涤剂组合物。
在洗涤剂工业中，近来在谈论具有比较高堆积密度，例如具有650g/L或＞650g/L堆积密度的粉状洗涤剂组合物的生产方法。这样的含阴离子表面活性剂，例烷基苯磺酸盐的粉状洗涤剂是用碱，例如氢氧化钠、碳酸钠等，中和阴离子表面活性剂的酸性前体就地制得的。
例如，日本专利公开NO.60-72999和GB-2,166,452B公开了一种包括下列步骤的方法将洗涤剂磺酸、碳酸钠和水用强剪切装置混合；将产生的固体物质冷却至40℃或更低些；将冷却的产物细粉碎；然后将细粉末形成颗粒状物。这种方法是通常所推荐的那些方法中的典型方法之一，其中中和反应产物是一种面团状物料，该方法必需一种能为中和反应提供所需的极大能量的捏和装置，例如捏和机。
GB-1369269公开了一种生产阳离子洗涤剂的方法，该方法包括用装备剪切装置的混合器，例如Ldige PLouGH SHARE混合器，将洗涤剂磺酸与碳酸钠粉末剧烈地混合。为了获得粒状的，而不是面团状的产物，采用这种方法需要向上述二种组分混合物中鼓入气体，以使反应物质可流动，并且混合反应混合物。为了进行这种处理，混合器必须特制的格外复杂。此外，由于不必加入用于加速中和反应的水，这种反应的进行是适度的，以致形成比较粗的产物。此外，在中和反应期间的温度通常升至约85℃。当中和反应期间温度升高时，加入热可分解组分，例如香料和挥发性组分是很难的，因此，使该组合物中难以含有热可分解组分和挥发性组分。
日本专利公开No.3-33199公开了一种包括下列步骤的生产洗涤剂组合物的方法；在55℃或＜55℃温度下，在高速混合器/造粒器中干燥中和各组分，然后加入液态粘合剂进行造粒。日本专利公开No.4-363398公开了一种包括下列步骤的生产洗涤剂组合物的方法；在55℃或＞55℃温度下，在高速混合器/造粒器中干燥中和组分，然后，将液态粘合剂加入，以进行造粒。日本专利公开No.3-146599公开了一种包括下列步骤的洗涤剂组合物的生产方法在连续的高速混合器中干燥中和组分，然后，用中速混合器增加到高堆积密度，接着将冷却和/或干燥的形成的高堆积密度产物进行造粒。
用上述方法可获得的洗涤剂组合物包括具有小粒度的颗粒。然而，为了应用的目的，尚需改变含有所需粒度的颗粒的洗涤剂组合物的产率。
待审查的日本专利公开No.7-503750公开了一种洗涤剂颗粒的生产方法，该方法包括在高剪切混合器中用粒状中和剂(碳酸钠)中和酸形式的阴离子表面活性剂，粒状中和剂中有50％(体积)直径小于5μm的颗粒。在该公开出版物中没有公开或提出有关改善具有所需要的粒度的颗粒的洗涤剂组合物的产率的内容。
因此，本发明一个目的是提供一种以高产率生产包含具有适当低范围粒度的颗粒的高堆积密度洗涤剂组合物的方法。
从下面描述中，可明显看出本发明的这些和其他的目的。
本发明与下列内容有关(1)一种堆积密度为650g/L或大于650g/L的高堆积密度洗涤剂组合物的生产方法，该方法包括如下步骤(a)在搅拌式制粒机中混合下列组分(i)粒状固态的水溶性碱性无机物质，(ii)具有平均粒度为1-30μm的三聚磷酸盐，和(iii)除组分(i)和(ii)外的一种或多种粒状固体，其中，粒状、固态的水溶性碱性无机物的使用量等于或大于步骤(b)中用来中和液态阴离子表面活性剂酸前体所需的量；和(b)将液态阴离子表面活性剂酸性前体加入到在步骤(a)所获得的混合物中，用碱性无机物质中和液态阴离子表面活性剂酸性前体，与此同时，使混合物保持颗粒形式，并使中和的混合物成粒，以获得粒状混合物；(2)上述(1)项中所述的方法，其中所得到的高堆积密度洗涤剂组合物具有1000μm或＜1000μm的平均粒度，1400μm或＜1400μm的颗粒的重量百分率为55％或大于55％，其中平均粒度是按照JIS K 8801振动标准筛5分钟后，根据筛分大小以重量百分率计算的。
(3)上述(1)项或(2)项中所述的方法，其中所述的粒状、固态的水溶性碱性无机物具有30μm或＞30μm的平均粒度；(4)上这(1)项或(2)项的方法，其中，在步骤(b)中和过程进行时，同时将气体鼓吸入搅拌式制粒机中；(5)上述(1)项或(2)项的方法，其中，在步骤(b)中，在加入液态阴离子表面活性剂酸性前体前，先将碱性含水溶液加入到步骤(a)所得的混合物中，并以中和液态阴离子表面活性剂酸性前体所需的量的0.05-0.5倍进行混合；(6)上述(5)项的方法，其中所述的含水碱性溶液是氢氧化钠水溶液；(7)上述(1)项或(2)项所述的方法还包括如下步骤(c)表面改性由步骤(b)所得的粒状混合物；(8)上述(1)项或(2)项所述的方法，其中所述的搅拌式制粒粒装有搅拌浆叶和用于粉碎和分散的切碎机；(9)上述(7)项所述的方法，其中用于表面改性步骤的表面改性剂是平均粒度为1-30μm的晶形或非晶形碱金属硅铝酸盐；和(10)上述(1)项或(2)项所述的方法，其中还加入平均粒度为1-30μm的晶形或非晶形碱金属硅铝酸盐，并在步骤(a)中混合。1、步骤(a)步骤(a)包括在搅拌式制粒机中混合下列组分(i)粒状、固态的水溶性碱金属无机物质，(ii)具有平均粒度为1-30μm的三聚磷酸盐，和(iii)除组分(i)和(ii)外的一种或多种粒状固体，其中粒状、固态的水溶性碱性无机物的用量等于或大于步骤(b)中用来中和液态阴离子表面活性剂酸性前体所需的量。
粒状、固态的水溶性碱性无机物可以是通常用作洗涤剂组合物的碱化剂的任何一种，其具体的例子包括碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、碳酸钾、碳酸钙等。在粒状、固态的水溶性碱性无机物中，优选碳酸钠，因为碳酸钠能在最终洗涤剂组合物中起洗涤助洗剂和碱化剂的作用。因此，通过将包括碳酸钠的粒状固态水溶性碱性无机物组分，以足够的中和液态阴离子表面活性剂酸性前体而且能给出上述步骤(a)功能的量加入，并将其混合，中和反应可顺利地进行。
明确地说，优选的是粒状、固态水溶性碱性无机物质的加入量等于或大于中和所需要的量，例如1-20倍的中和所需的量，更优选2-10倍的中和所需的量，尤其是3-8倍的中和所需的量。
此外，粒状、固态水溶性碱性无机物质的平均粒度不特别受到限制。从进一步增加产率和贮藏稳定性的观点看，平均粒度优选30μm或＞30μm，更优选40-200μm，特别优选50-100μm。在此，在本发明中，粒状、固态的水溶性碱性无机物质的平均粒度是采用激光散射粒度分布分析仪(“LA-500”，由HORIBALtd.制造)，以体积为基准计算的。
三聚磷酸盐具有的平均粒度为1-30μm，优选5-20μm，更优选6-15μm。一般来说，三聚磷酸盐的平均粒度越小，产率越高，因为能抑制中和的粒状混合物团聚。另一方面，从工业规模制备包括具有小粒度的颗粒的三聚磷酸盐的生产率方面看，三聚磷酸盐的平均粒度优选为1μm或＞1μm。从抑制中和的粒状混合物团聚的方面看，平均粒度优选为30μm或＜30μm。这里，在本发明中，三聚磷酸盐的平均粒度是采用激光散射粒度分布分析仪(“LA-500”，由HORIBA Ltd.制造)，以体积为基准计算的。
此外，三聚磷酸盐的量不特别限制。在最终洗涤剂组合物产物中三聚磷酸盐的优选含量为2-50％(重量)，更优选为10-40％(重量)，特别优选为15-35％(重量)。从抑制中和的粒状混合物团聚的方面看，三聚磷酸盐的量优选为2％(重量)或大于2％(重量)。从保证生成的洗涤剂组合物产物的组成自由度方面看，优选的量为50％(重量)或大于50％(重量)。
除了粒状、固态水溶性碱性无机物质和三聚磷酸盐外的一种或多种粒状固体的具体例子是选自下列物质中的一种或多种荧光剂；香料；抗再沉淀剂，例如聚羧酸盐聚合物和羧甲基纤维素的钠盐；粒状表面活性剂，例如脂肪酸及其盐，直链烷基苯磺酸盐，烷基硫酸盐；喷雾干燥的粉末、硅藻土、方解石、高岭土、膨润土、硫酸钠、硫化钠等。粒状固体可以单独使用或二种或二种以上混合使用。
除了粒状固态的水溶性碱性无机物质和三聚磷酸盐外的上述粒状固体的量不特别地限制。在最终洗涤剂组合物中，该粒状固体的量优选为2-80％(重量)，更优选为5-50％(重量)，特别优选7-20％(重量)。
此外，在步骤(a)中，可加入具有平均粒度为1-30μm的晶形或非晶形碱金属硅铝酸盐。通过加入碱金属硅铝酸盐，可抑制过分的团聚。在搅拌式制粒机的切碎机中，碱金属硅铝酸盐也起有助于粉碎团聚的产物的作用。上述碱金属硅铝酸盐的量不特别受到限制。在最终洗涤剂组合物产物中，碱金属硅铝酸盐的量优选为1-8％(重量)，更优选2-5％(重量)，在此范围内，可有效地获得上述效果。
这里，在本发明中，硅铝酸盐的平均粒度是采用激光散射粒度分布分析仪(“LA-500”，由HORIBA Ltd.得到)，按体积计算的。
在步骤(a)中，是采用搅拌式制粒机混合上述每一种组分。搅拌式制粒机不特别受到限制，优选的搅拌式制粒机应配备搅拌浆叶和用于粉碎和分散的切碎机。这里，浆叶或粉碎机可采用功能相当的设备替代。
本发明可用的用于间歇过程的搅拌式制粒机的具体例子包括立式制粒机(由Powrex Corp.制造)；高速混合器(由Fukae Powtec Kogyo Corp.制造)；Lding混合器(由Matsubo Co.，Ltd.制造)；和PLOUGH SHARE混合器(由PACIFIC MACHINERY & ENGINEERING Co.，LTD.制造)；Gencke混合器(由Meiji Machine Co.，Ltd.制造)等。在此，优选Lding混合器和PLOUGH SHARE混合器。适用于连续过程的搅拌式制粒机的具体例子包括连续式Lding混合器(中等速度混合器有比较长的停留时间的那些；CB循环机(由Ldige制造；高速混合器，具有比较短的停留时间的那些)；Turbilizer(由Hosokawa Micron Corporation制造)；Shugi混合器(由Powrex Corp.制造)；Flow Jet混合器(由Funken Powtechs Inc.制造)等。顺便说说，在本发明中，上述混合器可适当地组合使用。
此外，更优选的搅拌式制粒机装备有可调节制粒机内部温度的夹套，和用于向搅拌式制粒机中鼓吹入气体的喷嘴。
步骤(a)中搅拌式制粒机的操作条件不特别受限制。例如，混合时间优选在5分钟内，主轴的搅拌速度和用于粉碎和分散的切碎机的速度可根据所采用的混合器种类相适应地确定。例如，在间歇过程的混合器的情况下，主轴的圆周搅拌速度为2-15m/s，用于粉碎和分散的圆周切碎机速度优选为20-60m/s。
顺便说说，在步骤(a)混合期间和混合之后，和/或在步骤(b)添加液态阴离子表面活性剂酸性前体的同时，可将水作为反应引发剂加入。通过加入反应引发剂，中和反应可顺利地加速。水的加入量不特别地限制，水的加入量优选为0.2-3份(重量)，更优选为0.5-1.5份(重量)，是以步骤(a)获得的混合物的100份(重量)为基计算的。从引发中和反应的观点看，水量优选为0.2份(重量)或更多，从抑制洗涤剂组合物团聚的观点看，水量优选为3份(重量)或更少。顺便说说，在上述混合物或液态阴离子表面活性剂酸性前体含水的情况下或在使用其他含水溶液的情况下，水的加入量的确定应考虑这些组分的水含量。2、步骤(b)步骤(b)包括将液态阴离子表面活性剂酸性前体加入到在步骤(a)中所得的混合物中，用碱性无机物来中和液态阴离子表面活性剂酸性前体，同时使混合物保持粒子状态，粒化中和的混合物，得到粒状混合物。在这步骤中，形成粒状混合物，将产生的粒状混合物用作高堆积密度洗涤剂组合物。
液态阴离子表面活性剂酸性前体指的是于液态的酸形式的阴离子表面活性剂，其可通过中和反应形成盐类。因此，液态阴离子表面活性剂酸性前体可以是酸形式的任何已知阴离子表面活性剂，无特别限制。它的具体例子包括直链烷基苯磺酸(LAS)，α-烯烃磺酸(AOS)、烷基硫酸(AS)、和内烯烃磺酸、脂肪酸酯的磺酸、烷基醚硫酸、二烷基磺基琥珀酸、脂肪酸等。液态酸性前体可以单独使用或二种或二种以上组分混合使用。
液态阴离子表面活性剂的酸性前体的量可根据所需的洗涤剂组合物的组成相适应地确定。在最终洗涤剂组合物产物中，通过中和反应所产生的呈阴离子表面活性剂形式的液态阴离子表面活性剂前体的量优选为5-45％(重量)，更优选为10-40％(重量)，特别优选为20-40％(重量)，还更优选为20-35％(重量)。顺便说说，本发明即使以分别的形式提供洗涤剂组合物的主表面活性剂，也能获得同样的效果。
在步骤(b)中，将液体阴离子表面活性剂酸性前体加入到步骤(a)所得的混合物中，同时将步骤(a)获得的混合物以粒状形式保持。为了使混合物保持粒状形式，应将液态酸性前体逐渐加入混合物中。液态阴离子表面活性剂酸性前体所需的加入时间取决于加入量，不能笼统地讲。在混合器处于间歇过程的情况下，所需的加入时间优选为1分钟或更多些，更优选1-10分钟，还更优选为2-5分钟。这里，所需的加入时间优选为1分钟或一分钟以上，因此，当在十分短的时间内添加液态阴离子表面活性剂酸性前体时，会由于快速的中和反应产生热量，而使温度升高，下面要加以解释。
此外，液态阴离子表面活性剂的酸性前体可以连续地加入，或以多阶段分批加入。除此外，可提供许多添加的设备。
顺便说说，在液态阴离子表面活性剂酸性前体的加入阶段，即在步骤(b)中，中和反应和造粒可同时发生，因此形成粒状混合物。
在液态阴离子表面活性剂酸性前体加入后，应使搅拌式制粒机再操作30秒或更多些时间，优选1分钟或多于1分钟。由于具有这个附加的步骤，中和反应可以顺利完成。
在步骤(b)中，优选的是在进行中和反应时，同时，应向搅拌式制粒机中鼓吹入气体。通过将气体鼓吹入搅拌式制粒机中，可以使在中和反应中产生的过量水份蒸发，并用气体冷却粒状产物，由此防止粒状产物形成面团状物。可以使用的气体包括N2气、空气等。气体吹入的量(气流量)不特别受限制。气体吹入的速度优选等于或大于每分钟0.002份(重量)，更优选等于或大于每分钟0.02份(重量)，其是以100份(重量)粒状产物为基计算的。
在步骤(b)中，由于中和反应产生反应热，混合物的温度可能升高。由于如果混合物温度升高使得难以加入热可分解的组分，例如香料和挥发性组分，则步骤(b)中的混合物温度优选保持在90℃或更低些，更优选80℃或更低些。为了在上述给定的范围内调节混合物温度，合乎要求的是，例如，用冷水通过搅拌式制粒机夹套的可采用的方法以便上述气体鼓吹入混合器中。
此外，在本发明中，在步骤(b)中，在加入液态阴离子表面活性剂的酸性前体之后，应将碱性含水溶液，以中和液态阴离子表面活性剂酸性前体所需量的0.05-0.5倍的量加入到在步骤(a)所得的混合物中并且混合。
应将特定量的碱性含水溶液加到在步骤(a)中所得的混合物中，因为构成生成的洗涤剂组合物产物的洗涤剂颗粒的粒度可制成细小的，并且堆积密度高，而且能加速中和反应。含水碱性溶液优选为中和液体阴离子表面活性剂酸性前体所需的量的0.05-0.5倍，更优选为0.10-0.45倍，特别优选为0.15-0.40倍。从引发中和反应和获得所希望的效果的观点看，含水碱溶液的量优选等于或大于中和所需的量的0.05倍，从抑制洗涤剂组合物团聚的观点看，优选的量应等于或小于中和所需的量的0.5倍。顺便说说，虽然含水碱溶液的浓度不特别受限制，但在低浓度情况下，将过量水与给定量的含水碱溶液一道加入到混合物中，使洗涤剂组合物易于发生团聚。因此，含水碱溶液的浓度优选为20-50％(重量)，更优选为30-50％(重量)，特别优选为40-50％(重量)。
此外，用于本发明的含水碱溶液的种类不特别受限制。其具体的例子包括含水氢氧化钠，含水氢氧化钾等，它们是强碱性的含水溶液，与液态阴离子表面活性剂容易发生中和反应。从减少成本的观点看，它们之中的含水氢氧化钠是适用的。除此外，更优选的是上述碱的含水溶液具有的PH应为12或大于12。
此外，在该步骤中的混合可进行到能使所加的含水碱溶液均匀分散的程度。
顺便说说，含水减溶液的加入可按下列具体方案进行(1)在步骤(a)的处理后，可进行加入；或(2)与步骤(a)同时进行加入。
在与步骤(a)同时加入含水碱溶液的情况下，混合物可通过如步骤(a)的实施方案的下列步骤(a’)获得(a’)在搅拌式制粒机中混合下列组分(i)粒状、固态的水溶性碱性无机物质，(ii)平均粒度为1-30μm的三聚磷酸盐，(iii)除了组分(i)和(ii)外的一种或多种粒状固体，和(iv)含水碱溶液，含水碱溶液是以中和液态阴离子表面活性剂的酸性前体所需的量的0.05-0.5倍的量加入。其中，粒状固态的水溶性碱性无机物质的用量应等于或大于步骤(b)中用来中和液态阴离子表面活性剂酸性前体所需的量。
在该实施方案中，重要的是，至少在步骤(b)前添加含水碱溶液。因此，在步骤(a’)之后的阶段，含水碱溶液的添加步骤未必受到限制。更准确地说，在实施方案中，在将粒状、固态的水溶性碱性无机物质与含水碱溶液混合后，可加入其他洗涤剂组分。当添加耐碱性差的组分时，上述方法是高效的。
顺便说说，从均匀地将含水碱溶液分散于混合物的观点看，优选实施方案(1)，其中是在步骤(a)的处理后，添加含水碱溶液。
通过利用包括上述步骤的方法，有可能获得包括具有堆密度为650g/L或更高的粒状混合物的高堆积密度洗涤剂组合物。用本发明方法获得的高堆积密度洗涤组合物更优选具有下列性质。(1)堆积密度优选为650-950g/L，更优选为700-900g/L。在本发明的技术要求中，堆积密度是采用JISK 3362定义的方法计算的数值；(2)从溶解速度方面看，平均粒度优选为1000μm或更小些，更优选为850μm或更小些，还更优选为300-800μm，特别优选为350-650μm；1400μm通过的颗粒的百分数优选为55％或＞55％，更优选60％或＞60％，还更优选65％或＞65％，特别优选70％或＞70％。在本发明的技术要求中，平均粒度是按重量百分比计算的，取决于按照JIS K8801的标准筛振动5分钟后的筛分的大小。1400μm通过的颗粒的百分数意思是1400μm或＜1400μm颗粒所占有的重量百分数；(3)自由流动性就流动时间而论优选8秒钟或＜8秒，更优选7秒或＜7秒。在本发明的技术要求中，自由流动性定义为将100ml粉末在按照JIS K 3362测定堆积密度中从所用的加料斗排出所需的时间。3、步骤(c)本发明的方法还可包括步骤(c)，该步骤是表面改性在步骤(b)中所获得的粒状混合物。为了获得对用本发明方法获得的高堆积密度洗涤剂组合物的自由流动性和贮藏稳定性的进一步改进，所希望的是提供步骤(c)。具体说，通过加入给定量的下列表面改性剂，同时将在搅拌式制粒机中在步骤(b)获得的粒状混合物进行混合，可完成表面改性。
表面改性剂可以是任何通常已知的表面改性剂。晶形或非晶形碱金属硅铝酸盐(沸石)、方解石、硅藻土、硅石等都适用。上述硅铝酸盐优选具有平均粒度为1-30μm，更优选1-10μm。此外，在最终洗涤剂组合物产物中，表面改性剂的量优选为2-15％(重量)，更优选4-12％(重量)。顺便说说，表面改性剂的平均粒度是以体积为基础采用激光散射粒度分析仪(“LA-500”，由HORIBA Ltd.制造)计算的。
此外，在添加表面改性剂的情况下，搅拌式制粒机的操作时间不特别地受限制，操作时间可优选为1-5分钟。
顺便说说，在本发明的方法中，任意的液态组分可以加入，取决于所得的洗涤剂组合物的组成。可以在步骤(a)、(b)和(c)的任何一个步骤添加液态组分。例如，优选的是可在加入表面改性剂前添加液态组分。
液态组分的例子包括通常用于洗涤剂组合物的任何给定的液态组分，包括液态非离子表面活性剂；水溶性聚合物，例如聚乙二醇、丙烯酸-马来酸共聚物等；脂肪酸等。液态组分可单独使用或二种或二种以上组分混合使用。从抑制洗涤剂组合物团聚的观点看，液态组分的量优选为最终洗涤剂组合物产物的15％(重量)或更少些，更优选10％(重量)或更少。
此外，预先添加表面改性剂再加入液态组分的情况下，搅拌式制粒机的操作时间不特别地限制，操作时间可优选为0.5-8分钟。
在本发明中，下列任意的组分也可包括在洗涤剂组合物中。任意的组分包括例如酶、香料、漂白剂、颜料等。通过将用本发明方法获得的洗涤剂组合物与任意组分，通过使用混合机例如旋转混合机进行混合，可配入上述任意组分。
除此外，用本发明方法得到的高堆积密度洗涤剂组合物可以用作配制其他洗涤剂组合物的组分。
下面给出本发明的各种实施方案。[1]堆积密度为650g/L或＞650g/L的高堆积密度洗涤剂组合物的生产方法包括如下步骤(a’)在搅拌式制粒机中混合下列组分(i)粒状、固态的水溶性碱性无机物质，(ii)具有平均粒度为1-30μm的三聚磷酸盐，(iii)除组分(i)和(ii)外的一种或多种粒状固体，和(iv)含水碱溶液，含水碱溶液是以中和液态阴离子表面活性剂酸性前体需要的量的0.05-0.5倍的量加入，其中粒状、固态的水溶性碱性无机物质的用量，等于或大于步骤(b)中用来中和液态阴离子表面活性剂酸性前体所需的量；和(b)将液态阴离子表面活性剂的酸性前体加入到步骤(a)所得的混合物中，用碱性无机物质中和液态阴离子表面活性剂的酸性前体，同时使混合物保持粒状形式，使中和的混合物造粒，得到粒状混合物。[2]在[1]项中所述的方法，其中，在步骤(b)中，进行中和过程同时将气体鼓入搅拌式制粒机中。[3]在[2]项中所述的方法，其中气体是以等于或大于每分钟0.002份(重量)的速度鼓入气体的，其是以步骤(b)中的100份(重量)粒状混合物为基计算的。[4]在[1]至[3]的任何一项所述的方法中，其中三聚磷酸盐的量是所获得的洗涤剂组合物量的5％-50％(重量)。[5]在[1]至[3]项的任何一项所述的方法中，其中三聚磷酸盐具有的平均粒度为1-30μm。[6]在[1]至[3]项的任何一项所述的方法中，其中所得到的高堆积密度洗涤组合物具有的平均粒度为1000μm，或更小些，1400μm或＜1400μm颗粒的重量百分比是55％或＞55％，其中平均粒度是按重量百分比计算的，取决于按照JIS K8801标准筛振动5分钟后的筛分大小。[7]在[1]至[3]项的任何一项所述的方法中，还包括步骤(c)对在步骤(b)中获得的粒状混合物作表面改性。[8]在[7]项所述的方法中，其中表面改性剂是晶形或非晶形碱金属硅铝酸盐。[9]在[1]-[3]和[8]的任何一项所述的方法中，其中搅拌式制粒机装备有搅拌浆叶和用于粉碎和分散的切碎机。
具有小粒度的高堆积密度洗涤剂组合物可通过采用平均粒度为1-30μm的三聚磷酸盐，和用粒状、固态的水溶性碱性无机物质，在搅拌式制粒机中，中和液态阴离子表面活性剂酸性前体以高产率得到。
实施例采用下列工作实施例，对本发明作更详细的说明，而不会限制本发明的范围。
实施例1具有表1所示组成的洗涤剂组合物是采用高速混合机“Loding混合机FKM-130D”(由Matsubo Co.，Ltd.制造)，按每一单位35kg的量制备的。该混合机装备搅拌浆叶和剪切装置，该剪切装置相当于用于切碎和分散的切碎机。
这里，洗涤剂组合物是用下面详细描述的下列方法制备的。粉末混合将包括7.7份(重量)三聚磷酸钠(STPP；平均粒度11.2μm)、11.94份(重量)碳酸钠(“LIGHT ASH”，由Central Glass Co.，Ltd制造，平均粒度56.1μm)和0.11份(重量)荧光剂的固体配料，在搅拌器浆叶旋转速度为130rpm(圆周速度3.4m/S)和剪切装置旋转速度为2850rpm(圆周速度27m/S)的条件下，混合一分钟。添加反应引发剂将水作为反应引发剂，按0.25份(重量)的量，加入到在混合器里面的东西中。并在上述同样的混合条件下，混合1分30秒。中和当混合器在上述同样条件下操作时，将10.92份(重量)直链烷基苯磺酸(LAS)加入到在混合器的里面的东西中，加入时间用4分钟。在添加期间，让水流过混合器夹套，在25℃下冷却该配料。在这阶段，温度升至68.8℃。顺便说说，在这期间，反应混合物保持颗粒形式。顺便说，上述LAS含0.16份硫酸(重量)。
在加入LAS后，混合器在相同条件下继续操作一分钟。添加液体组分和表面改性当混合器在上述同样条件下操作时，中和反应完成，此时，将40％(重量)丙烯酸-马来酸共聚物的含水溶液，以0.18份(重量)共聚物有效量加入到混合器中，混合1分30秒。以后，通过将4.2份(重量)平均粒度为4μm的沸石作为表面改性剂加入到混入器中，使生成的混合物表面改性，并使混合物再操作2分钟。顺便说说，沸石含0.84份(重量)结晶水。
产生的洗涤剂组合物颗粒具有下列性质1400μm粒子通过的百分率73.9％；平均粒度577μm；和堆积密度818g/l；和自由流动性6.2秒。
因此，该颗粒显示出良好的性能。后混合采用旋转混合器，将0.18份(重量)酶粒子和上述制得的洗涤剂组合物混合，此后，将0.07份(重量)香料喷入得到高堆积密度洗涤剂组合物的最终粉状产物。
顺便说说，在该实施例中，碳酸钠的量是中和LAS所需的量的6.7倍。
实施例2除了用平均粒度为8.3μm的三聚磷酸钠外，使用类似于实施例1的方法，用类似于实施例1的组成，制得洗涤剂组合物。
在后混合步骤之后的洗涤剂组合物的颗粒具有下列性质1400μm颗粒通过的百分比77.0％；平均粒度530μm；堆积密度820g/L；和自由流动性6.0秒。
因此，该颗粒显示出优良性能。
实施例3除了用锤磨机将实施例1中使用的LIGHTASH粉碎成平均粒度6.9μm获得的LIGHTASH外，使用类似于实施例1的组合物，用类似于实施例1的方法，得到洗涤剂组合物。
在后混合步骤之后的洗涤剂组合物的颗粒具有下列性能1400μm颗粒通过的百分率60.5％；平均粒度830μm；堆积密度831g/L；和自由流动性7.4秒。因此，该颗粒显示出优良性能。
实施例4除了以500L/分的流速将空气鼓吹入混合器之外，进行与实施例1相类似的过程。空气是以每分0.02份(重量)的速度鼓入的，该速度是以100份(重量)的在中和和造粒步骤中的粒状产物为基准，得到表1所示的洗涤剂组合物。
在后混合之后的洗涤剂组合物的颗粒具有下列性质1400μm颗粒通过的百分比76.2％；平均粒度542μm；堆积密度835g/L；和自由流动性5.8秒。
因此，该颗粒显示出优良性能。通过将空气鼓吹入混合器，产生的颗粒的平均粒度小于实施例1得到的平均粒度，因而改善了堆积密度和自由流动性。
实施例5采用高速混合器“Lodige混合器FKM-130D” (由Matsubo Co.，Ltd.制造)，以每单元35kg的量制备具有表1所示的组成的洗涤剂组合物。该混合器装备搅拌浆叶和剪切装置，该剪切装置相当于用于粉碎和分散的切碎机。
这里，采用下述详细描述的下列过程来制备洗涤剂组合物。粉末混合将由7.7份(重量)三聚磷酸钠(STPP；平均粒度11.2μm)、12.62份(重量)碳酸钠(“LIGHT ASH”，由Central Glass Co.，Ltd制造，平均粒度56.1μm)和0.11份(重量)荧光剂组成的固态组分，在搅拌浆叶旋转速度为130rpm和剪切装置旋转速度为2850rpm的条件下，混合1分钟。添加反应引发剂将水作为反应引发剂，以0.25份(重量)的量加入到在混合器里面的东西中，并在上述相同的混合条件下进行混合1分30秒。中和当混合器在上述相同条件下操作时，将10.92份(重量)直链烷基苯磺酸(LAS)加到在混合器里面的东西中，加入时间4分钟。在加入期间，让水流过混合器夹套，在25℃下冷却这些组分。在该阶段，温度升至61.8℃。顺便说说，在该阶段期间，反应混合物保持颗粒形式。顺便说，上述LAS含0.16份(重量)硫酸。此外，在实施例4相同条件下将空气鼓吹入混合器中。
在加入LAS后，混合器在同样条件下继续操作1分钟。
产生的粒状洗涤剂组合物具有下列性能1400μm-通过的颗粒的百分率84.7％；平均粒度578μm；堆积密度680g/L；和自由流动性8.3秒。表面改性此外，在实施例1相同的条件下，使产生的粒状洗涤剂组合物表面改性。
产生的粒状洗涤剂组合物具有下列性能1400μm颗粒通过的百分率90.1％；平均粒度462μm；堆积密度688g/L；和自由流动性6.3秒。因此，该颗粒显示出优良性能。顺便说，在该实施例中，碳酸钠的量是中和LAS所需的量的7.0倍。
实施例6采用高速混合器“Ldige混合器FKM-130D”(由Matsubo Co.，Ltd.制得)，以每单元35kg的量制备具有表1所示组成的洗涤剂组合物。该混合器装备搅拌浆叶和剪切装置，该剪切装置相当于用于粉碎或分散的切碎机。
这里，采用下面详细描述的下列过程制备洗涤剂组合物。粉末混合将由7.7份(重量)三聚磷酸钠(STPP；平均粒度11.2μm)、13.74份(重量)碳酸钠(“LIGHTASH”，由Central Glass Co.，Ltd.制得，平均粒度56.1μm)和0.11份(重量)荧光剂组成的固体组分，在搅拌浆叶旋转速度为130rpm和剪切装置的旋转速度为2850rpm的条件下，混合1分钟。添加反应引发剂将水作为反应引发剂，以0.25份的量加入到在混合器里面的东西中，在上述相同的混合条件下进行混合1分30秒。中和当混合器在上述相同条件下操作时，将7.51份(重量)直链烷基苯磺酸(LAS)、0.48份(重量)脂肪酸、1.4份(重量)非离子表面活性剂顺序地加入到在混合器里面的东西中，加入时间4分钟。在加入期间，让水流过混合器夹套，在25℃下冷却这些组分。在该阶段，温度升至59.5℃。顺便说，在该阶段，反应混合物保持在颗粒状态。顺便说说，上述LAS含0.11份(重量)硫酸。此外，在实施例4相同条件下，将空气鼓吹入混合器。
在加入LAS后，混合器在相同条件下继续操作1分钟。表面改性在中和反应完全时，通过将4.2份(重量)作为表面改性剂的平均粒度为4μm的沸石加入到混合器中，并使混合物再操作2分钟，使产生的混合物表面改性。顺便说说，上述沸石含0.84份(重量)结晶水。
产生的粒状洗涤剂组合物具有下列性能1400μm颗粒通过的百分率75.0％；平均粒度613μm；堆积密度871g/L；和自由流动性5.4秒。
因此，该颗粒显示优良性能。后混合采用旋转混合器，将0.18份(重量)酶颗粒和上述制得的洗涤剂混合物混合，然后，喷入0.07份(重量)香料，以产生高堆积密度洗涤剂组合物的最终粉状产物。
顺便说说，碳酸钠的量是中和LAS和脂肪酸所需的量的10.7倍。比较例1除了采用具有平均粒度为58.4μm的三聚磷酸钠外，使用实施例1类似的组成来进行与实施例1类似的过程，获得洗涤剂组合物。
在后混合步骤之后的颗状洗涤剂组合物具有下列性质1400μm颗粒通过的百分率34.2％；平均粒度1213μm；堆积密度712g/L；和自由流动性7.8秒。
因此，该颗粒具有低堆积密度，并且粗颗粒的比例大，产率低。比较例2除了用具有平均粒度为36.5μm的三聚磷酸钠外，使用实施例1相类似的组成进行与实施例1类似的过程，获得洗涤剂组合物。
在后混合步骤之后的颗粒洗涤剂组合物具有下列性质1400μm颗粒通过的百分率50.5％；平均粒度1087μm；堆积密度719g/L；和自由流动性6.7秒。
因此，该颗粒具有低堆积密度，并且粗颗粒的比例大，产率低。比较例3除了用具有粒度为58.4μm的三聚磷酸钠和用通过锤磨机将实施例1用的LIGHTASH粉碎成平均粒度为6.9μm得到的LIGHTASH外，使用实施例1相类似的组成进行与实施例1类似的过程，得到洗涤剂组合物。
在后混合步骤之后的粒状洗涤剂组合物具有下列性质1400μm颗粒通过的百分率27.6％；平均粒度1670μm；堆积密度769g/L；和自由流动性7.0秒。
因此，该颗粒具有低堆积密度，并且粗颗粒的比例大，收率低。
顺便说说，表1表示上述实施例和比较例中的每一种洗涤剂组合物的最终粉状产物的组成。此外，表2和3表示经造粒后得到的洗涤剂组合物的性质。表1洗涤剂组合物的最 实施例1-3终粉状产物的组成％(重量) 比较例1-3 实施例4 实施例5 实施例6LAS-Na 32.00 32.00 32.0022.00皂 0.00 0.00 0.00 1.50STPP 22.00 22.00 22.0022.00沸石 12.00 12.00 12.0012.00碳酸钠 28.67 29.32 30.6235.23硫酸钠 0.68 0.68 0.68 0.47丙烯酸马来酸共聚物 0.50 0.50 0.00 0.00非离子表面活性剂 0.00 0.00 0.00 4.00荧光剂 0.30 0.30 0.30 0.30酶 0.50 0.50 0.00 0.50香料 0.20 0.20 0.00 0.20水 3.15 2.50 2.40 1.80表2实施例1 2 3 4 5 6STPP的平均粒度(μm) 11.28.311.2 11.2 11.211.2LIGHTASH的平均粒度(μm) 56.156.1 6.956.1 56.156.1通过的空气量 0 0 0 500500 500(L/min.)最高的粉末温度.(℃) 68.869.0 74.7 61.0 61.8 59.5最终粉状产物的平均粒度(μm) 577 530830542578(462) 6131400μm通过的颗粒 73.977.0 60.5 76.2 84.7(90.1)*75.0百分率(产率)(％)堆积密度(g/L) 818 820831835680(688)*871自由流动性(秒)6.2 6.07.45.88.3(6.3)*5.4注*括号内的数字表示表面改性后获得的值。表3比较例12 3STPP的平均粒度(μm)58.4 36.5 58.4LIGHTASH的平均粒度(μm)56.1 56.1 6.9最高的粉末温度(℃) 70.7 71.8 75.2最终粉状产物的平均粒度(μm)1213 1087 16701400μm通过的颗粒百分率(产率)(％) 34.2 50.5 27.6堆积密度(g/L)712 719 769自由流动性(秒) 7.8 6.7 7.0从上述结果清楚看出，证实洗涤剂组合物的聚集或粗颗粒的形式可以显著被抑制，因为三聚磷酸盐具有1-30μm的平均粒度，三聚磷酸盐与中和反应无直接关系。
实施例7使用高速混合器“Lodige混合器FKM-130D”(由Matsubo Co.，Lt.制造)，以每单元35kg的量制备具有表4所示组成的洗涤剂组合物。该混合器装备搅拌浆叶和剪切装置，该剪切装置相当于用于粉碎和分散的切碎机。
这里，采用下面详细叙述的下列过程制备洗涤剂组合物。粉末混合在搅拌器浆叶旋转速度为130rpm(圆周速度3.4m/S)和剪切装置旋转速度为2850rpm(圆周速度27m/S)的条件下，将由5.25份(重量)三聚磷酸钠(STPP；平均粒度11.2μm)、13.82份(重量)碳酸钠(“LIGHT ASH”，由Central Glass Co.，Ltd.制造，平均粒度56.1μm)和0.088份(重量)荧光剂组成的固体组分混合1分钟。顺便说说，碳酸钠的量是用来中和直链烷基苯磺酸(LAS)所需的量的7.8倍。添加碱性水溶液将0.56份(重量)48％(重量)的氢氧化钠水溶液加入到在混合器里面的东西中，并在上述相同的混合条件下混合所产生的混合物1分30秒。氢氧化钠水溶液的量是用来中和LAS所需的量的0.2倍。中和当混合器在上述相同条件下操作时，将11.26份(重量)直链烷基苯磺酸(LAS；分子量322)加入到在混合器里面的东西中，加入时间4分钟。在加入期间，让水流过混合器的夹套，在25℃冷却这些组分。在此阶段，温度升至72℃。顺便说说，在这期间，反应混合物保持颗粒形式。
在加入LAS后，在相同条件下混合器继续操作1分钟，以完成中和反应和造粒过程。
顺便说说，在中和以及造粒期间，空气以0.5m3/分的速度鼓入混合器中。添加液体组分和表面改性当混合器在上述相同条件下操作，在中和反应和造粒过程完成时，将40％(重量)丙烯酸-马来酸共聚物的水溶液以0.245份(重量)共聚物的有效量加入到混合器中，混合1分30秒。此后，通过将4.2份(重量)平均粒度为4μm的沸石作为表面改性剂加入到混合器中，并使混合物再操作2分钟，使产生的混合物表面改性。顺便说说，该沸石含0.84份(重量)结晶水。
得到的粒状洗涤剂组合物具有下列性质1400μm粒子通过的百分率76.5％；平均粒度578μm；堆积密度772g/L；和自由流动性；6.4秒。
因此，该粒状物显示出优良的性能。后混合采用旋转混合器，将0.105份(重量)酶颗粒和上述制得的洗涤剂组合物混合，此后，将0.07份(重量)香料喷入，得到高堆积密度洗涤剂组合物的最终粉状产物。
实施例8除了将48％(重量)含水氢氧化钠的量改变为1.12份(重量)(相当于中和LAS所需的量的0.4倍)外，采用实施例7类似的组成，用与实施例7类似的过程，得到洗涤剂组合物。
在后混合步骤之后的粒状洗涤剂组合物具有下列性质1400μm颗粒通过的百分比79.0％；平均粒度550μm；堆积密度809g/L；和自由流动性6.2秒。
因此，该颗粒显示极好的性能。
实施例9除了在整个中和反应和造粒过程中省略将空气鼓入混合器外，采用与实施例7相类似的组成，进行与实施7相类似的过程，得到洗涤剂组合物。
在后混合步骤之后的粒状洗涤剂组合物具有下列性质1400μm颗粒通过的百分率70.0％；平均粒度630μm；堆积密度761g/L；和自由流动性6.7秒。
实施例10除了不加入48％(重量)氢氧化钠水溶液外，采用与实施例7相类似的组成，进行实施例7相类似的过程，得到洗涤剂组合物。
在后混合步骤，之后的粒状洗涤剂组合物具有下列性质1400μm颗粒通过的百分率59.3％。
平均粒度790μm；堆积密度678g/L；和自由流动性7.2秒。
实施例11除了用0.25份(重量)水替代48％(重量)氢氧化钠水溶液外，采用实施例7相类似的组成进行实施例7相类似的过程，得到洗涤剂组合物。
在后混合步骤之后的粒状洗涤剂组合物具有下列性质
1400μm颗粒通过的百分率67.5％；平均粒度660μm；堆积密度711g/L；和自由流动性6.8秒。
实施例12除了在整个中和反应过程和造粒期间不加入48％(重量)氢氧化钠水溶液和省略将空气鼓入混合器的步骤外，采用实施例7相类似的组成进行与实施例7相类似的过程，得到洗涤剂组合物。
在后混合步骤之后的粒状洗涤剂组合物具有下列性质1400μm颗粒通过的百分率58.6％；平均粒度813μm；堆积密度682g/L；和自由流动性7.9秒。
实施例13除了将48％(重量)氢氧化钠水溶液的量改变为1.96份(重量)(相当于中和LAS所需的量的0.7倍)外，采用实施例7相类似的组成进行与实施例7相类似的过程，得到洗涤剂组合物。
在后混合步骤之后的粒状洗涤剂组合物具有下列性质1400μm粒子通过的百分率57.0％；平均粒度950μm；堆积密度721g/L；和自由流动性8.0秒。
顺便说说，表4列出了在实施例中的每种洗涤剂组合物的最终粉状产物的组成。此外，表5显示了反应条件和造粒后的洗涤剂组合物的性能。表4洗涤剂组合物的 实施例最终粉状产物的组成(％(重量)) 7 8 9 10111213LAS-Na 33333333333333STPP 15151515151515沸石 12121212121212碳酸钠 34.9 34.18 35.1 35.55 3535.05 33.25硫酸钠 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7丙烯酸-马来酸 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7共聚物荧光剂 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25酶 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3香料 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2水 2.95 3.67 2.75 2.3 2.85 2.8 4.6表5实施例78 910111213空气通过的量L/min500 500 0500 5000500最高的粉末温度℃ 727579 69697182最终粉状产物的平均粒度(μm)578 550 630 790 660 831 9501400μm粒子通过的百分率(产率)(％) 76.5 79.0 70.0 59.3 67.5 58.6 57.0堆积密度(g/L)772 809 761 678 711 682 721自由流动性(秒) 6.4 6.2 6.7 7.2 6.8 7.9 8.0
当将实施例10至实施例13所制得的洗涤剂组合物与实施例1至实施例6制得的那些相比较时，其显示出稍微不良的性能，由于它们含大量表面活性剂并含较少量平均粒度为1-30μm的三聚磷酸盐。实施例7至实施例9制得的每种洗涤剂组合物含特定量的含水碱溶液，以致发现所生成的洗涤剂组合物的性能，包括1400μm通过的粒子百分率，平均粒度，堆积密度和自由流动性，都获得显著改善。此外，从实施例7和实施例9清楚看出，由于在中和及造粒过程期间空气鼓入混合器，所以所生成的洗涤剂组合物的性能获得进一步改善。除此外，从实施例9、10、12清楚看出，加入特定量的含水碱溶液极大地有助于使洗涤剂组合物性能获得改善，其中空气鼓入混合器。
对本发明作了这样的描述，很显然，对于同样的内容可以按许多方式变更，这样的变化不认为是背离本发明的精神和范围，所有这些，对本领域技术人员来说显而易见的变更都包括在下列权利要求的范围内。
权利要求
1.一种堆积密度为650g/L或大于650g/L的高堆积密度洗涤剂组合物的生产方法，包括步骤(a)在搅拌式制粒机中，将下列组分混合(i)粒状固态的水溶性碱性无机物质，(ii)平均粒度为1-30μm的三聚磷酸盐，和(iii)除组分(i)和(ii)外的一种或多种粒状固体，其中，所述的粒状固态的水溶性无机物质的用量等于或大于步骤(b)中用来中和液态阴离子表面活性剂的酸性前体所需的量；和(b)将液态阴离子表面活性剂的酸性前体加入到由步骤(a)所获得的混合物中，用碱性无机物质中和液态阴离子表面活性剂的酸性前体，同时使混合物保持粒状形式，把中和的混合物造粒，得到粒状混合物。
2.根据权利要求1的方法，其中所得高堆积密度洗涤剂组合物具有的平均粒度为1000μm或小于1000μm，1400μm或小于1400μm颗粒的重量百分比是55％或大于55％，其中平均粒度是由按照JIS K 8801标准筛振动5分钟后的筛分大小的重量百分比计算的。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所述的粒状固态水溶性无机物质的平均粒度为30μm或大于30μm。
4.根据权利要求1或2的方法，其中，在步骤(b)中和过程进行时，同时向搅拌式制粒机鼓入气体。
5.根据权利要求1或2的方法，其中，在步骤(b)中，在加入液态阴离子表面活性剂酸性前体前，将碱性含水溶液加入到步骤(a)所得的混合物中，并以中和液态阴离子表面活性剂酸性前体所需的量的0.05-0.5的量混合。
6.根据权利要求5的方法，其中所述的碱性含水溶液是氢氧化钠水溶液。
7.根据权利要求1或2的方法，还包括步骤(C)表面改性在步骤(b)中所得的粒状混合物
8.根据权利要求1或2的方法，其中所述的搅拌式制粒机配备了搅拌浆叶和用于粉碎和分散的切碎机。
9.根据权利要求7的方法，其中，可用于表面改性步骤的表面改性剂是具有平均粒度为1-30μm的晶状或非晶形碱金属硅铝酸盐。
10.根据权利要求1或2的方法，其中，平均粒度为1-30μm的晶状或非晶形碱金属硅铝酸盐是在步骤(a)中进一步加入并混合的。
全文摘要
堆积密度为650g/L或大于650g/L的高堆积密度的洗涤剂组合物的生产方法。该方法包括步骤:(a)将下列组分在搅拌式制粒机中混合:(i)粒状、固态的水溶性碱性无机物质,(ii)平均粒度为1—30μm的三聚磷酸盐,和(iii)除组分(i)和(ii)之外的一种或多种粒状固体;和(b)将液态阴离子表面活性剂酸性前体加入在步骤(a)中所获得的混合物中,用碱性无机物质中和液态阴离子表面活性剂酸性前体,同时使混合物保持粒状并粒化该中和的混合物,得到粒状混合物。在步骤(a)中,粒状、固态、水溶性碱性无机物质的用量等于或大于步骤(b)中用来中和液态阴离子表面活性剂酸性前体所需的量。
文档编号C11D17/06GK1176303SQ9711931
公开日1998年3月18日 申请日期1997年8月26日 优先权日1996年8月26日
发明者新田秀一, 山下博之, 斉藤淳, 汤川英夫, 秦野耕一 申请人:花王株式会社