通過控制附聚顆粒大小製備低密度洗滌劑組合物的方法
2023-06-07 21:49:36 2
專利名稱：通過控制附聚顆粒大小製備低密度洗滌劑組合物的方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種製備低密度洗滌劑組合物的方法。更具體地是本發明的目的是一種方法，該方法是在製備低密度洗滌劑附聚物，即依次將表面活性劑糊狀物或者陰離子表面活性劑的液體酸前體和乾燥的洗滌劑原料加入到兩個高速混合器中，再通過流化床乾燥器。這種方法生產了自由流動的低密度洗滌劑組合物，該洗滌劑組合物可在工業上作為常規非壓實的洗滌劑組合物出售，或者用作低劑量的，即「壓實」的洗滌劑產物摻合物。
背景技術：
最近，在洗滌劑工業中人們對洗衣洗滌劑的興趣日漸增長，這些洗衣洗滌劑是「壓實」的並且因此具有低劑量體積。為了利於生產這些所謂的低劑量洗滌劑，已經作了許多努力來生產高堆積密度的洗滌劑，例如密度為600g/l或者更高。該低劑量的洗滌劑由於它們可保存資源並可以以對消費者更方便的小袋出售，因此是目前特別需要的。但是，目前的洗滌劑產品需要被「壓實」的程度還是不穩定的。實際上，許多消費者，特別是在發展中國家的，在他們相應的洗滌操作中一直需要較高劑量水平。因此，在本領域中仍存在生產現代洗滌劑組合物的需要，以便在最終組合物中具有靈活的最終密度。
通常，主要有兩種方法可以製備洗滌劑顆粒或者洗滌劑粉末。第一種方法包括在噴射乾燥塔中噴射乾燥洗滌劑水合漿料，生產高孔隙度的洗滌劑顆粒。在第二種方法中，將各種洗滌劑組分幹混，之後採用粘合劑進行附聚，所採用的粘合劑是非離子或者陰離子的表面活性劑。在這兩種方法中，控制最終洗滌劑顆粒的密度的最重要因素是各種原料的密度、孔隙度和表面積、形狀和它們相應的化學組成。但是，這些參數僅可以在有限的範圍內改變。因此，在實際堆積密度方面的靈活性可以僅僅通過附加的加工步驟來獲得，該步驟可使洗滌劑顆粒具有較低的密度。
在本領域中，在提供提高洗滌劑顆粒或者粉末的密度的方法方面已經作了大量努力。特別引起關注的是通過立式塔處理來密化噴射乾燥的顆粒。例如，一種嘗試包括批式方法，其中含有三聚磷酸鈉和硫酸鈉的噴射乾燥或者顆粒洗滌劑粉末在Marumerizer中密化和成球。該設備包括基本上水平的、粗糙的可轉動平臺，該平臺安裝在基本上豎直的平滑壁的圓筒中並在其底部。但是，該方法實際上是批次方法並因此不適合大規模地生產洗滌劑粉末。最近，也有人作過其它嘗試，以提供連續工藝，來提高「立式塔」或者噴射乾燥洗滌劑顆粒的密度。通常，這類方法需要粉碎或者研磨顆粒的第一個設備和通過附聚提高被粉碎顆粒的密度的第二個設備。雖然這些方法通過處理或者密化「立式塔」或者噴射乾燥顆粒實現了所期望的密度增加，它們沒有提供一種方法，可利用附聚方法或者其它非塔方法來方便提供較低密度顆粒。
而且，所有上述方法的目的主要是密化或者加工噴射乾燥顆粒。通常，在生產洗滌劑顆粒中進行噴射乾燥方法的原料的相對量和種類已經受到限制。例如，難以在生成的洗滌劑組合物中獲得高濃度的表面活性劑，即一個以更有效的方式促進洗滌劑生產的優點。因此，希望有一種方法，通過這種方法，生產洗滌劑組合物可以不受常規噴射乾燥技術的限制。
為此，現有技術也公開了許多包括附聚洗滌劑組合物的方法。例如，有人嘗試通過在混合機中混合沸石和/或層狀矽酸鹽形成自由流動的附聚物來附聚洗滌劑助劑。這些嘗試建議這些方法可以被用來生產洗滌劑附聚物，但是，它們沒有提供下面的機理以表面活性劑糊狀物或者其前體、液體和乾燥原料的形式的常規洗滌劑物質可被有效附聚成破碎的自由流動的洗滌劑附聚物，該附聚物具有低密度，而不是高密度。過去，在生產這類低密度附聚物方面的嘗試涉及通常很昂貴的非常規洗滌劑組份，從而增加了洗滌劑產品的成本。其中一個例子涉及採用無機復鹽，例如碳酸鈉礬進行附聚來生產所需低密度附聚物的方法。
因此，現有技術中仍然需要有這樣一種方法，即直接由原料洗滌劑組份產生低密度洗滌劑組合物，而不需要比較昂貴的特殊組份。還需要這樣一種方法，即更有效、方便和經濟的來大規模生產低劑量和高劑量的洗滌劑。
背景技術：
下面的文獻涉及密化噴射乾燥的顆粒Appel等，US5133924(Lever)；Bortolotti等，US5160657(Lever)；Johnson等，英國專利1517713(Unilever)；和Curtis，歐洲專利451894。下面的文獻涉及通過附聚生產洗滌劑Beerse等，US5108646(ProcterGamble)；Capeci等，US5366652(ProcterGamble)；Hollingsworth等，歐洲專利申請351937(Unilever)；和Swatling等，US5205958。下面的文獻涉及無機復鹽Evans等，US4820441(Lever)；Evans等，US4818424(Lever)；Atkinson等，US4900466(Lever)；France等，US5576285(ProcterGamble)和Dhalewadika等，PCT WO96/04359(Unilever)。
發明概述本發明通過提供一種下述方法來滿足本領域的上述需要，該方法無需昂貴的特殊組份，直接由原料組份生產低密度(低於約600g/l)洗滌劑組合物。該方法不採用目前採用的常規噴射乾燥塔，因而採用這種方法可更為有效、經濟並方便地生產各種洗滌劑組合物。而且，這種方法更適合於環境上的考慮，即不採用噴射乾燥塔，該塔通常將顆粒和揮發性有機化合物排入空氣。實質上，該方法包括在高速混合機中附聚表面活性劑糊狀物或者其前體和乾燥洗滌劑組分，接著用另一個高速混合機形成附聚物，通過控制顆粒粒度增長，該附聚物已經增長或者粘合在一起，使生成的附聚物多孔並具有很低的密度。以這種方式將增長的低密度附聚物進一步附聚，並在流化床乾燥器上乾燥，生成最終的低密度洗滌劑附聚物。
正如本文所採用的，術語「附聚物」是指通過附聚洗滌劑顆粒或粒子生成的顆粒，所說的洗滌劑顆粒的平均粒度小於所形成的附聚物。本發明所採用的所有百分數都表示為基於無水基的「重量百分數」，除非有其它說明。
根據本發明的一個方面，提供了一種用於製備低密度洗滌劑附聚物的方法。該方法包括下面的步驟(a)在第一個高速混合機中附聚洗滌劑表面活性劑糊狀物或者其前體和中等顆粒粒度在約5微米到約70微米範圍內的乾洗滌劑原料，以獲得中等顆粒粒度在約100微米到約250微米範圍內的洗滌劑附聚物；(b)在第二個高速混合機中混合洗滌劑附聚物和第一種粘合劑，以獲得成長的附聚物，其中等顆粒粒度在約140微米到約350微米範圍內；和(c)將該成長的附聚物加入到流化床乾燥器中，在其中成長附聚物與第二種粘合劑附聚，並被乾燥，生成洗滌劑附聚物，其中等顆粒粒度在約300微米到約700微米的範圍內，密度在約300g/l到約550g/l的範圍內。
根據本發明的另一個方面，提供了另一種製備低密度洗滌劑附聚物的方法。該方法包括下面的步驟(a)在第一個高速混合機中附聚第一種陰離子表面活性劑的液體酸前體和中等顆粒粒度在約5微米到約50微米範圍內的乾洗滌劑原料，以獲得中等顆粒粒度在約100微米到約250微米範圍內的洗滌劑附聚物；(b)在第二個高速混合機中混合洗滌劑附聚物和陰離子表面活性劑的第二種液體酸前體，以獲得成長的附聚物，其中等顆粒粒度在約140微米到約350微米範圍內；和(c)將該成長的附聚物加入到流化床乾燥器中，在其中成長附聚物與陰離子表面活性劑的第三種液體酸前體附聚，並被乾燥，生成洗滌劑附聚物，其中等顆粒粒度在約300微米到約700微米的範圍內，密度在約300g/l到約550g/l的範圍內。還提供了根據本發明所述的任意一種方法實施方案製備的洗滌劑產品。
因此，本發明的目的在於提供一種直接由不包括比較昂貴的特殊組份的洗滌劑原料製備低密度洗滌劑組合物的方法。本發明還有一個目的是提供了更有效、方便和經濟的方法，以便大規模生產小劑量和大劑量的洗滌劑的方法。本發明的這些和其它目的、特徵和所附優點通過閱讀下面對優選實施方案的詳細說明和所附的權利要求書，對本領域的技術人員來說更為清楚。
發明詳述本發明的目的在於通過在該方法的每一個步驟控制洗滌劑組分的中等顆粒粒度來生產低密度附聚物的方法。「中等顆粒粒度」是指顆粒的直徑值，有50％的顆粒具有大於該值的顆粒粒度，50％的顆粒具有小於該值的顆粒粒度。該方法形成了自由流動的低密度洗滌劑附聚物，其可單獨用作洗滌劑產品，或者在最終的市售洗滌劑產品中作為與常規噴射乾燥洗滌劑顆粒和/或高密度洗滌劑附聚物的摻混物。應該可以理解，本發明所述的方法可以根據特別需要的用途連續操作，或者以批次方式操作。本方法一個主要優點是該方法採用目前用於製備高密度或者壓實的洗滌劑產品的設備。但是，本發明所述的方法通過選擇性調節和改變某些設備的操作和參數由與此類似的設備生產低密度洗滌劑組合物，如下所述。於是，可以建立一個大規模工業化洗滌劑生產廠，根據當地消費者的需要和在壓實和非壓實的洗滌劑產品之間無法預料的波動來生產高密度或者低密度洗滌劑組合物。
方法在該方法的第一個步驟中，將在下文要詳細說明的洗滌劑表面活性劑糊狀物或者其前體和具有選定的中等顆粒粒度的乾洗滌劑原料加入高速混合機，並在其中附聚。與本領域中以前的方法不同，這種幹原料僅包括那些一般用於現代顆粒洗滌劑產品中的、比較廉價的洗滌劑原料。這些組份包括但是不限於助劑、填料、幹表面活性劑和流動助劑。優選地，這些助劑包括鋁矽酸鹽、結晶層狀矽酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽和其混合物，它們基本上是現有本方法範圍內的幹原料洗滌劑組份。為了通過本方法生產所需的低密度附聚物，比較昂貴的物料，例如碳酸鈉礬(Na2SO4·Na2CO3)和各種矽石不是必須的。而且，已經發現，通過控制所加入的幹原料的中等顆粒粒度，可以獲得顆粒增長，所採用的方式可生產「粒子內」或者「顆粒內」或者「附聚物內」空隙度高的附聚物，並因此是低密度的。所說的「粒子內」或者「顆粒內」或者「附聚物內」在本發明中意義相同，用來指在本方法的任意階段生成的成長附聚物中的空隙度或者空隙。
因此，在本發明的第一個步驟中，乾洗滌劑物料的中等顆粒粒度優選在約5微米到約70微米，優選約10微米到約60微米，最優選約10微米到約50微米的範圍內。還優選在本方法的第一個步驟包括1％到約40％重量的返回的粒度過小的洗滌劑顆粒或者「微粉」。這可以通過將流化床乾燥器之後形成的洗滌劑顆粒過篩，使其中等顆粒粒度為約10微米到約150微米，並將那些「微粉」返回到第一個高速混合機中來完成。
高速混合機可以是各種工業上使用的混合機中的任何一種；例如Ldige CB 30混合機或者類似品牌混合機。這些類型的混合機主要包括水平的中空固定圓筒，該圓筒具有中心安裝的轉動軸，圍繞該軸連接著幾個鏟和棒狀葉片，其周緣速度為約5m/s到約30m/s，更優選約6m/s到約26m/s。在Ldige CB 30的規模上，軸以約100rpm到約2500rpm的轉速，更優選約300rpm到約1600rpm的轉速轉動。在其它混合機規模上，調節優選的轉速，以保持工具的周緣速度等於Ldige CB 30的。該周緣速度是用自軸心到工具周緣的半徑乘以2πN，其中N是轉速。優選洗滌劑組份在該高速混合機中的平均停留時間優選在約2秒到約45秒的範圍內，更優選在約5秒到約15秒的範圍內。該平均停留時間一般是通過用流量(kg/hr)除以混合機在穩定狀態下的重量來測定。另一種合適的混合機是由Schugi(荷蘭)提供的各種Flexomix型混合機中的任意一種，它是豎直放置的高速混合機。這類混合機優選在夫勞德數為約13到約32的情況下操作。參見US5149455，Jacobs等(1992年9月22日獲取)，它對這一公知的夫勞德數的詳細討論，它是本領域技術人員可最佳選擇的無量綱數。
在本發明的優選實施方案中，陰離子表面活性劑的液體酸前體與乾洗滌劑原料一起加入，乾洗滌劑原料至少包括中和試劑，例如碳酸鈉。儘管所有陰離子表面活性劑的酸前體都可用於本方法，優選的液體酸表面活性劑前體仍是C11-18線性烷基苯磺酸鹽表面活性劑(「HLAS」)。更優選的實施方案包括在第一個高速混合機中加入C12-14線性烷基苯磺酸鹽表面活性劑液體酸前體和C10-118烷基乙氧基化的硫酸鹽(「AS」)表面活性劑，優選重量比為約5∶1到約1∶5，最優選約1∶1到約3∶1(HLAS∶AS)。這樣混合的結果是在HLAS和在乾洗滌劑原料中所含的碳酸鈉之間發生「幹中和」反應，它們都形成附聚物。優選在加入其它表面活性劑，例如AES或者烷基硫酸鹽(「AS」)表面活性劑之前加入HLAS，以確保在第一個高速混合機中最佳混合併中和HLAS。優選在第一個高速混合機中附聚之後，生成中等顆粒粒度約為100微米到約250微米，更優選約80微米到約140微米，最優選約90微米到約120微米的洗滌劑附聚物。
粒度增長的速度可以以不同的方式來控制，包括但是不限於改變停留時間、溫度和混合機的混合工具速度和控制加入到混合機中的液體或者粘合劑的量。在這方面，特定的參數控制是不嚴格的，但只要其中等顆粒粒度落在上述的範圍內。這樣，顆粒粒度較小的洗滌劑原料以一種控制方式逐漸增長，使附聚物具有大的顆粒內空隙度，從而生成低密度洗滌劑。與此不同，較小粒度的洗滌劑原料輕輕「粘結」或者「粘附」在一起，形成多孔的成長附聚物，它們都可被控制，以通過使顆粒的結合變堅固，而又不使附聚物壓實或者碎裂，來保持或者增大孔隙度。
在本方法的第二個步驟中，將在第一個步驟中生成的洗滌劑附聚物加入到第二個高速混合機中，並與粉化的液體粘合劑附聚。第二個高速混合機可以是與第一個步驟中所用的相同的混合機，也可以是不同類型的高速混合機。例如在第一步驟可以採用Ldige CB混合機，而在第二個步驟中採用Schugi混合機。在該第二個工藝步驟中，將具有如前所述中等顆粒粒度的附聚物以被控制的方式混合併進一步增長，以使從第二個高速混合機出來的洗滌劑附聚物的中等顆粒粒度約為140微米到約350微米，更優選約160微米到約250微米，最優選約180微米到約220微米。正如在本方法的第一個步驟中，附聚物以嚴格被控制的方式附聚，使它們的中等顆粒粒度在上述範圍內。再者，該顆粒的顆粒內空隙度可通過「粘附」較小粒度的顆粒來提高，所說較小粒度的顆粒在該顆粒之間有高空隙度(即，顆粒內孔隙度)。在這個步驟，這可以通過運行具有足夠的粘合劑粉化和噴射覆蓋面的高速混合機，僅生產具有上述中等顆粒粒度的附聚物來完成。在這方面，在該步驟加入合適的粘合劑來促進所需附聚物的生成。典型的粘合劑包括矽酸鈉溶液、陰離子表面活性劑的液體酸前體，如HLAS、非離子表面活性劑、聚乙二醇或者它們的混合物。
在本方法的下一個步驟中，將成長附聚物加入到流化床乾燥器中，在其中附聚物被乾燥，並附聚成中等顆粒粒度為約300微米到約700微米，更優選約325微米到約450微米。所生成附聚物的密度約為300g/l到550g/l，優選約350g/l到約500g/l，更優選約400g/l到約480g/l。所有這些密度一般低於緻密附聚物所形成的普通洗滌劑組合物或者最一般的噴射乾燥顆粒。優選，在那些包括水合粘合劑的方法實施方案中，流化床乾燥器的進口空氣溫度保持在約100℃到約200℃的範圍內，以促進生成所需的附聚物。雖然不希望受到理論的限制，但可以認為，比較高的溫度可確保水分快速蒸發，以使成長附聚物的溼結合固化，以保持高度的顆粒內孔隙度。正如採用本方法的第一個和第二個步驟，該附聚物從小粒度增長為顆粒內空隙度高的大粒度顆粒。顆粒內空隙度的程度優選為約20％到約40％，最優選約25％到約35％。顆粒內空隙度可以方便地通過標準汞空隙度試驗來測定。
任選地，上述粘合劑可以在該步驟過程中在多於一個的位置上，例如流化床乾燥器的每一端加入，以促進所需附聚物的形成。該方法實施方案的最後結果包括在第二個高速混合機中和在流化床的每一端(即進口和出口)加入粘合劑，這樣在該方法中總共有三個加入粘合劑的點，這樣可以生成超低密度的附聚物。這裡特別優選的粘合劑是矽酸鈉溶液和HLAS。
可被本發明方法考慮的其它任選步驟包括在篩分裝置中篩分超過粒度的洗滌劑附聚物，篩分裝置可以是各種形式的，包括但是不限於為最終洗滌劑產品的所需顆粒粒度而選擇的常規篩。其它任選步驟包括通過採用前面討論的設備對該附聚物進行附加的乾燥和/或冷卻，來整理洗滌劑附聚物。
本方法的另一個任選步驟是通過包括噴射和/或混合其它常規洗滌劑組份的各種方法來整理生成的洗滌劑附聚物。例如，整理步驟包括在生成的附聚物上噴香料、增白劑和酶，以提供更完整的洗滌劑組合物。在本領域中這類技術和組份是已知的。
洗滌劑表面活性劑糊狀物或者表面活性劑酸前體正如所提到的，陰離子表面活性劑的液體酸前體可用在本方法的第一個步驟和本方法的第二個和第三個主要步驟中作為粘合劑使用。這種液體酸前體在30℃測定的粘度一般為約500cps到約5000cps。該液體酸是在下面詳細描述的陰離子表面活性劑的前體。在本方法中還可以採用洗滌劑表面活性劑糊狀物，並優選是水合的粘稠糊狀物，儘管本發明也可以考慮其它形式。這種所謂的粘稠表面活性劑糊狀物的粘度為約5000cps到約100000cps，更優選約10000cps到約80000cps，並含有至少約10％的水，更優選至少約20％的水。該粘度是在70℃並且剪切速度為約10到100/秒的條件下測定的。另外，如果採用的話，這種表面活性劑糊狀物優選含有上述量的洗滌劑表面活性劑和平衡水以及其它常規洗滌劑組份。
在粘稠表面活性劑糊狀物中，表面活性劑本身優選選自陰離子、非離子、兩性離子、兩性和陽離子類的表面活性劑和它們的相容混合物。本發明所採用的洗滌劑表面活性劑記載在US3664961，Norris於1972年5月23日獲權，和US3919678，Laughlin等於1975年12月30日獲權，它們均在此結合作為參考。有效的陽離子表面活性劑還包括記載在US4222905，Cockrell於1980年9月16日獲權的和US4239659，Murphy於1980年12月16日獲權的，它們均結合在此作為參考。這些表面活性劑中，優選陰離子和非離子的，最優選陰離子的。
在表面活性劑糊狀物中使用的、或者能衍生出記載在本發明中的液體酸前體的優選陰離子表面活性劑的非限定性例子包括常規C11-C18烷基苯磺酸鹽(「LAS」)、伯支鏈化的和無規C10-C20烷基硫酸鹽(「AS」)、C10-C18仲(2，3)烷基硫酸鹽，通式為CH3(CH2)x(CHOSO3-M+)CH3和CH3(CH2)y(CHOSO3-M+)CH2CH3，其中x和(y+1)是至少約為7的整數，優選至少為約9，M為水溶性陽離子，特別是鈉、不飽和的硫酸鹽，例如油基硫酸鹽和C10-C18烷基烷氧基硫酸鹽(「AExS」；特別是EO1-7乙氧化硫酸鹽)。
任選地，其他可用在本發明糊狀物中的典型表面活性劑包括C10-C18烷基烷氧基羧酸鹽(特別是EO1-5乙氧基羧酸鹽)、C10-C18甘油醚、C10-C18烷基聚苷和它們的相應硫酸聚苷和C12-C18α-磺化的脂肪酸酯。如果需要，在整個組合物中也可以含有常規非離子和兩性表面活性劑，例如C12-C18烷基乙氧化物(「AE」)，包括所謂窄峰烷基乙氧化物和C6-C12烷基酚烷氧化物(特別是乙氧化物和混合的乙氧基/丙氧基)、C12-C18甜菜鹼和磺基甜菜鹼(「sultaines」)，C10-C18胺氧化物等。還可以採用C10-C18N烷基多羥基脂肪醯胺。典型的例子包括C12-C18N-甲基葡糖醯胺。參見WO9206154。其它糖衍生的表面活性劑包括N-烷氧基多羥基脂肪醯胺，例如C10-C18N-(3-甲氧基丙基)葡糖醯胺。N-丙基到N己基C12-C18葡糖醯胺可以用於低泡沫的。也可以採用C10-C20常規肥皂。如果需要高泡沫的，可以採用支鏈化的C10-C16肥皂。陰離子和非離子表面活性劑的混合物是特別有效的。其它常規有效表面活性劑列在標準文件中。
乾洗滌劑物質本發明的乾洗滌劑原料優選包括粘合劑或者其它標準洗滌劑組份，例如碳酸鈉，特別是在本方法的第一個步驟中需要表面活性劑的液體酸前體作為中和劑而採用它時。因此，優選的乾洗滌劑原料包括碳酸鈉和磷酸鹽或者鋁矽酸鹽助劑，它們稱為鋁矽酸鹽離子交換物質。優選的粘合劑選自鋁矽酸鹽、結晶的層狀矽酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽和它們的混合物。優選的磷酸鹽助劑包括三聚磷酸鈉、焦磷酸四鈉和它們的混合物。無機磷酸鹽助劑的其它具體例子是三聚磷酸、焦磷酸、聚合度為約6到21的聚偏磷酸和原磷酸的鈉鹽和鉀鹽。聚膦酸鹽助劑的例子是亞乙基二膦酸的鈉鹽和鉀鹽、乙烷1-羥基-1，1-二膦酸的鈉鹽和鉀鹽，和乙烷1，1，2-三膦酸的鈉鹽和鉀鹽。其它含磷助劑化合物公開在US3159581、3213030、3422021、3422137、3400176和3400148，它們全部結合在此作為參考。
用於本發明作為洗滌劑助劑的鋁矽酸鹽離子交換物質優選同時鈣離子交換容量高和高離子交換速度。不受理論的限制，可以認為，這樣的高鈣離子交換速度和容量受到幾個相互關聯的因素的影響，這些因素由生產鋁矽酸鹽離子交換材料的方法衍生而來。在那方面，用於本發明的鋁矽酸鹽離子交換物質優選根據Corkill等的US4605509(ProcterGamble)來製備，該文獻在此結合作為參考。
優選鋁矽酸鹽離子交換物質是「鈉」形式的，由於該鋁矽酸鹽的鉀形式和氫形式不具有象鈉形式那樣的高離子交換速度和容量。另外，鋁矽酸鹽離子交換物質優選是過幹的，以便利於本發明所述的脆的洗滌劑附聚物的生產。用於本發明的鋁矽酸鹽離子交換物質優選具有可優化其作為洗滌劑助劑的作用的顆粒直徑。所說的「顆粒直徑」在本發明中表示所給的鋁矽酸鹽離子交換物質的平均顆粒直徑是由常規分析技術確定的，例如顯微鏡確定和電子掃描顯微鏡(SEM)。鋁矽酸鹽的優選顆粒直徑是約0.1微米到約10微米，更優選約0.5微米到約9微米。最優選顆粒直徑為約1微米到約8微米。
優選地，該鋁矽酸鹽離子交換物質具有通式Naz[(AlO2)x·(SiO2)y]xH2O其中z和y是至少為6的整數，z與y的摩爾比例為約1到約5，x從約10到約264。更優選，鋁矽酸鹽具有通式Na12[(AlO2)12·(SiO2)12]xH2O其中x為約20到約30，優選約27。這些優選的鋁矽酸鹽是工業上使用的，例如名稱為沸石A、沸石B和沸石X。任選地，適用於本發明的自然產生或者合成的鋁矽酸鹽離子交換物質可以按照記載在Krummel等的US3985669中的方法製備，該文獻在此結合作為參考。
用於本發明的鋁矽酸鹽的特徵還在於它們的離子交換容量至少為約200毫克當量的CaCO3硬度/克，基於無水基計算，並且其優選在約300到352毫克當量的CaCO3硬度/克的範圍內。另外，該鋁矽酸鹽離子交換物質的特徵還在於它們的鈣離子交換速度至少約2格令Ca++/加侖/分鐘/-克/加侖，更優選在約2格令Ca++/加侖/分鐘/-克/加侖到約6格令Ca++/加侖/分鐘/-克/加侖的範圍內。
添加劑洗滌劑組份本發明方法中的乾洗滌劑原料包括其它洗滌劑組份和/或，各種其它組份可以在本方法的系列步驟中加入到洗滌劑組合物中。這些添加劑組份包括其它洗滌劑助劑、漂白劑、漂白活性劑、泡沫促進劑或者抑泡劑、抗晦暗劑和防腐劑、汙垢懸浮劑、去汙劑、殺菌劑、pH調節劑、非助劑鹼源、螯合劑、綠粘土、酶、酶穩定劑和香料。參見US3936537，1976年2月3日，Baskerville，Jr等，其結合在此作為參考。
其它助劑通常可以選自各種硼酸鹽、多羥基磺酸鹽、聚乙酸鹽、羧酸鹽、檸檬酸鹽、酒石酸一和二琥珀酸鹽，和它們的混合物。優選地是上述的鹼金屬鹽，特別是鈉鹽。與無定形矽酸鈉相比，結晶層狀矽酸鈉可明顯提高鈣和鎂離子的交換容量。另外，層狀矽酸鈉優選鎂離子超過鈣離子，即確保從洗滌水中除去幾乎全部的「硬度」的優點。但是，這些結晶層狀矽酸鈉通常比無定形矽酸鹽和其它助劑更昂貴。因此，為了提供一種低價的可用洗衣洗滌劑，所採用的結晶層狀矽酸鈉的比例必須仔細確定。
適用於本發明的結晶層狀矽酸鈉優選具有下面的通式NaMSixO2x+1·yH2O其中M是鈉或者氫，x為約1.9到約4，y為約0到約20。更優選，結晶層狀矽酸鈉具有通式NaMSi2O5·yH2O其中M是鈉或者氫，y為約0到約20。這些和其它結晶層狀矽酸鈉公開在Corkill等，US4605509，其結合在此作為參考。
不含磷的無機助劑的實例是四硼酸十水合物和矽酸鹽，其SiO2與鹼金屬氧化物的重量比為約0.5到約4.0，優選為約1.0到約2.4。可用於本發明的水溶性的無磷有機助劑包括各種鹼金屬、銨和取代銨的聚乙酸鹽、羧酸鹽、聚羧酸鹽和多羥基磺酸鹽。聚乙酸鹽和聚羧酸鹽助劑的例子是乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、氧二丁二酸、苯六甲酸、苯聚羧酸和檸檬酸的鈉、鉀、鋰、銨和取代的銨鹽。
聚合的聚羧酸鹽助劑記載在US3308067，Diehl，1967年3月7日獲權，其公開在此結合作為參考。這類物質包括脂肪羧酸，例如馬來酸、依康酸、中康酸、富馬酸、烏頭酸、檸康酸和亞甲基丙二酸的均聚物和共聚物的水溶性鹽。這些物質中的一些可有效地作為下面描述的水溶性陰離子聚合物，而且僅僅如果是在與非皂陰離子表面活性劑的密切摻合物中。
其它可用於本發明的合適的聚羧酸鹽是聚縮醛羧酸鹽，記載在US4144226，1979年3月13日，Crutchfield等和US4246495，1979年3月27日，Crutchfield等，它們二者均在此結合作為參考。這些聚縮醛羧酸鹽可以通過在聚合條件下將二羥乙酸的酯以及聚合反應引發劑放在一起來製備。接著將生成的聚縮醛羧酸酯連接上化學穩定的端基，以穩定聚縮醛羧酸鹽，使其不在鹼性溶液中快速解聚，轉變成相應的鹽，並加入到洗滌劑組合物中。特別優選的聚羧酸鹽助劑是醚羧酸鹽助劑組合物，它含有酒石酸一丁二酸鹽和酒石酸二丁二酸鹽的組合，記載在US4663071，Bush等，1987年5月5日獲權，其在此結合作為參考。
漂白劑和活性劑記載在US4412934，Chung等，1983年11月1日獲權和US4483781，Hartman，1984年11月20日獲權，它們均結合在此作為參考。螯合劑還記載在US4663071，Bush等，從17欄第54行到18欄第68行，其結合在此作為參考。泡沫改性劑也是可選擇的組份，並記載在US3933672，1976年1月20日，Bartoletta等和4136045，1979年1月23日，Gault等，它們均結合在此作為參考。
可用於本發明合適的綠粘土記載在US4762645，Tucker等，1988年8月9日，第6欄第3行到第7欄第24行，其結合在此作為參考。可用於本發明的合適的其它洗滌劑助劑記載在Baskerville的專利，第13欄第54行到第16欄第16行和US4663071，Bush等專利，1987年5月5日，它們均結合在此作為參考。
為了使本發明更容易理解，可參考下面的實施例，它們的目的僅是說明，而非限定。
實施例該實施例說明製備低密度附聚的洗滌劑組合物的方法。將粉末，即碳酸鈉(中等顆粒粒度為15微米)和中等顆粒粒度為25微米的三聚磷酸鈉(「STPP」)的混合物裝入Ldige CB 30高速混合機中。將烷基苯磺酸鈉表面活性劑(C12H25-C6H4-SO3-H或者下述「HLAS」)的液體酸前體和C10-18烷基乙氧化硫酸鹽表面活性劑(EO＝3，70％活性「AES」)含水糊狀物也加入到該Ldige CB 30混合機中，其中先加HLAS。將該混合機在1600rpm下運轉，碳酸鈉、STPP、HLAS和AES形成附聚物，在Ldige CB30高速混合機中停留約5秒之後，該附聚物的中等顆粒粒度約為110微米。再將附聚物加入到Schugi(型號#FX160)高速混合機中，該混合機在2800rpms下運行，平均停留時間約為2秒。將HLAS粘合劑在這個步驟中加入到Schugi(型號#FX160)高速混合機，生成中等顆粒粒度為約180微米的成長附聚物。之後，使該成長附聚物通過四區流化床乾燥器，其中兩個噴嘴位於該流化床乾燥器的第一區和第四區。該流化床在空氣進口溫度約為125℃下操作。以下面所說的量和顆粒粒度，微粒也可以被加入到Ldige CB 30混合機中。在流化床乾燥器的第一區和第四區，將矽酸鈉粘合劑溶液加入流化床乾燥器，從而使最終的洗滌劑附聚物的密度約為485g/l，中等顆粒粒度約為360微米。出乎意料地，最終的附聚物具有特別優良的物理性質，即它們可自由流動，如由它們優異的片強度等級所表示的。
附聚物的組成列在表I表I(％重量)
該附聚物具有約14％的上述微細粉(小於150微米)，它們被從流化床返回到Ldige CB 30中，促進通過本方法製備的附聚物的生成。
通過這樣詳細地說明本發明，對本領域技術人員來說，可進行各種變化而不超過本發明的範圍，並且本發明不受說明書的描述限制。
權利要求
1.一種製備低密度洗滌劑組合物的方法，其特徵在於包括下面的步驟(a)在第一個高速混合機中附聚洗滌劑表面活性劑糊狀物或者其前體和中等顆粒粒度在約5微米到約70微米範圍內的乾洗滌劑原料，以獲得中等顆粒粒度在約100微米到約250微米範圍內的洗滌劑附聚物；(b)在高速混合機中混合洗滌劑附聚物和第一種粘合劑，以獲得成長的附聚物，其中等顆粒粒度在約140微米到約350微米範圍內；和(c)將所說成長的附聚物和粘合劑加入到流化床乾燥器中，在其中成長附聚物與第二種粘合劑附聚，並被乾燥，生成洗滌劑附聚物，其中等顆粒粒度在約300微米到約700微米的範圍內，密度在約300g/l到約550g/l的範圍內。
2.權利要求1所說的方法，其中所說的第一種粘合劑是矽酸鈉。
3.權利要求1所說的方法，其中所說的第一種粘合劑和所說的第二種粘合劑是陰離子表面活性劑的液體酸前體。
4.權利要求1所說的方法，其中在所說的步驟(c)中所說的第二種粘合劑在所說流化床乾燥器的每一端加入。
5.權利要求1所說的方法，其中所說洗滌劑附聚物的顆粒內孔隙度為20％到40％。
6.權利要求1所說的方法，其中所說的第一種粘合劑和所說的第二種粘合劑是矽酸鈉。
7.權利要求1所說的方法，其中所說的步驟(a)包括附聚C11-18線性烷基苯磺酸鹽表面活性劑的液體酸前體和C10-18烷基乙氧基化的硫酸鹽表面活性劑。
8.權利要求1的方法，其中所說的步驟(c)包括保持所說流化床乾燥器的溫度在100～200℃的範圍內。
9.權利要求1所說方法，其中所說的幹原料包括選自鋁矽酸鹽、結晶層狀矽酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽和它們混合物的助劑。
10.按照權利要求1的方法製備的洗滌劑組合物。
全文摘要
本發明提供一種生產低密度洗滌劑組合物的方法。該方法包括:(a)在第一個高速混合機中附聚洗滌劑表面活性劑糊狀物或者其前體和中等顆粒粒度在約5微米到約70微米範圍內的乾洗滌劑原料,以獲得中等顆粒粒度在約100微米到約250微米範圍內的洗滌劑附聚物;(b)在第二個高速混合機中混合洗滌劑附聚物和粘合劑,以獲得成長的附聚物,其中等顆粒粒度在約140微米到約350微米範圍內;和(c)將該成長的附聚物加入到流化床乾燥器中,在其中成長附聚物與另一種粘合劑附聚,並被乾燥,生成洗滌劑附聚物,其中等顆粒粒度在約300微米到約700微米的範圍內,密度在約300g/l到約550g/l的範圍內。
文檔編號C11D11/02GK1269822SQ9880886
公開日2000年10月11日 申請日期1998年7月8日 優先權日1997年7月14日
發明者P·莫爾特三世, A·D·貝爾, R·J·瓊斯, M·沙利文 申請人:普羅格特-甘布爾公司