具有改進溶解度的自由流動顆粒洗滌劑組合物的製備方法
2023-04-24 16:39:56 1
專利名稱：具有改進溶解度的自由流動顆粒洗滌劑組合物的製備方法
技術領域：
本發明涉及具有改進溶解度的顆粒洗滌劑組合物的製備方法。更具體地說，該方法包括將液體形式的非離子表面活性劑噴到相對熱的噴霧乾燥的顆粒上，將這些顆粒冷卻並混和。
背景技術：
多年以來，洗滌劑製造商一直把主要的注意力放在提供在各種洗滌水條件下都具有良好溶解度的洗滌劑組合物上。近來，隨著這一領域高密度「緻密」洗滌劑，即堆密度為600g/l或更高的洗滌劑組合物的增多，這種關注變得更為突出。洗滌劑組合物的不良溶解性可能導致例如洗滌劑結塊，它表現為存在於洗衣機內和/或被洗衣物上的白色固體塊。具體地說，這些結塊能在冷水洗滌條件下和/或當添加到洗衣機中的順序為首先是洗衣洗滌劑，其次是衣物，最後是水時發生。
洗滌劑製造商為改進洗滌劑組合物的溶解度所採取的各種手段包括(a)在低壓(20～200psi)下使噴霧乾燥的顆粒緻密並將所得的緻密材料造粒；(b)將至少兩種多組分成份合併，其一為噴霧乾燥並含有較慢溶解速度的洗滌劑表面活性劑，另一種是附聚的且含有較快溶解速度的洗滌劑表面活性劑；和(c)將摻和的憎水性無定形矽酸鹽材料摻入含碳酸鈉的洗滌劑、漂白劑或添加劑組合物中。
現有技術公開了將非離子表面活性劑噴撒至噴霧乾燥的洗滌劑空心基料顆粒表面上，但沒有公開在顆粒比較熱時將非離子表面活性劑摻入該噴霧乾燥顆粒，並加上冷卻和混合步驟這一組合的滿意度和/或實用性。希望得到的洗滌劑顆粒應具有改進的溶解度，而且要比上述現有技術顆粒更鬆脆和自由流動性更好。
因此，儘管在該領域已有上述公開的技術，仍需要能生產出具有改進溶解度的洗滌劑組合物的方法。同時還要求該方法能生產出更為鬆脆、自由流動性更好的具有改進流動性能的洗滌劑組合物。
背景技術：
下述參考文獻涉及洗滌劑顆粒、其溶解度和/或這些顆粒的流動性能U.S.專利4,715,979(Moore等人)；U.S.專利5,009,804(Clayton等人)；WO 93 14182(Morgan等人)；U.S.3,838,072(Smith等人)；U.S.專利3,849,327(Disalvo等人)；U.S.專利4,006,110(Kenny等人)；U.S.專利5,149,455(Jacobs等人)；和U.S.專利4,637,891(Delwel等人)。U.S.專利5,366,652(Capeci等人)涉及洗滌劑附聚物的製造。
發明概述通過提供可生產出具有改善溶解度及改進的流動性能的洗滌劑組合物的方法，本發明滿足了上述需要。這種改善的溶解度可通過在洗滌溶液中表面活性劑溶解度的增加和/或留在被洗衣物上的洗滌劑殘留物量的減少得以證明。已經發現，在噴霧乾燥洗滌劑顆粒冷卻之前和當這些顆粒相對較熱時，將非離子表面活性劑摻至上述顆粒之上和/或之中，然後再將這些顆粒冷卻和混合，可以改善這些顆粒的溶解性和流動性能。除非另有說明，本發明中使用的均為重量百分比、重量比和重量份。本發明所引用的包括專利和出版物在內的所有文獻均在此引入作為參考。
本發明一方面提供了具有改善溶解度的自由流動顆粒洗滌劑組合物的生產方法。該方法包括下述步驟A)將含有陰離子表面活性劑和洗滌助洗劑的水性料漿噴霧乾燥，製成約80℃～約120℃的噴霧乾燥顆粒；B)當所述噴霧乾燥的顆料在所述溫度範圍內時，將基本為液體形式的非離子表面活性劑噴撒至該噴霧乾燥的顆粒上；C)將噴霧乾燥的顆粒冷卻至約40℃～約70℃的溫度；和D)將所述噴霧乾燥的顆料混合以改善其流動性，並由此製成所述的洗滌劑組合物。
另一方面，本發明還提供了具有改善溶解度的自由流動顆粒洗滌劑組合物的另一種製備方法。該方法包括下述步驟A)將含有陰離子表面活性劑和洗滌助洗劑的水性料漿噴霧乾燥，製得約80℃～約120℃的噴霧乾燥顆粒；B)當所述噴霧乾燥顆料在所述溫度範圍內時，將基本為液體形式的非離子表面活性劑噴撒至該噴霧乾燥的顆粒上；C)將噴霧乾燥顆粒冷卻至約40℃～約70℃的溫度；和D)將所述噴霧乾燥的顆粒研碎使其平均粒度為約300微米至約600微米，由此製得所述的洗滌劑組合物。
本發明還提供了根據上述方法製備的自由流動顆粒洗滌劑組合物。
因而本發明的目的是提供具有改善溶解性的洗滌劑組合物的方法。本發明的另一目的是提供一種方法，該方法提供一種具有改進流動性能，即更為鬆脆和具有更好自由流動性的洗滌劑組合物。對於本領域的技術人員而言，通過閱讀下述優選實施方案的詳細描述及所附權利要求書可清楚看到本發明這些及其他目的，特徵及隨之而來的優越性。優選實施方案的詳細描述本發明洗滌劑組合物的製備方法通常包括將含有陰離子表面活性劑和助洗劑的含水料漿噴霧乾燥製成噴霧乾燥的顆粒，再將非離子表面活性劑噴撒至該噴霧乾燥的顆粒上，然後將這些顆粒冷卻和混合。在該方法中使用的各種必要的及附加的洗滌劑組分和裝置在下文中進行詳細的描述。方法在本發明方法步驟A中形成的噴霧乾燥顆粒是根據噴霧乾燥含水混合物的已知方法製備的。這些方法包括噴霧乾燥常規的洗滌劑組分，如洗滌劑表面活性劑和去汙助洗劑，以形成噴霧乾燥顆粒，該方法一般是在比較高的噴霧乾燥塔中進行的。該方法的噴霧乾燥步驟優選包括在高壓下，將含水料漿或混合物通過噴嘴在一噴霧乾燥塔中向下分散，在該塔中有熱的氣體逆流向塔的上部吹掃。該工藝步驟可在如上述塔的常規噴霧乾燥裝置中進行，也可在其它噴霧乾燥設備中進行。
在該噴霧乾燥設備中製得的噴霧乾燥顆粒優選為約80℃～約120℃，更優選約80℃～約105℃。不希望受到理論的束縛，人們認為在噴霧乾燥顆粒中的陰離子表面活性劑與冷卻後顆粒中的陰離子表面活性劑相比處於更為「液體」的結晶狀態，而後者則處於更為「結構化」的結晶狀態。該「液體」結晶陰離子表面活性劑狀態與冷卻後噴霧乾燥顆粒中的「結構化」結晶陰離子表面活性劑狀態相比，前者能使非離子表面活性劑更好地滲入噴霧乾燥顆粒中。噴霧乾燥顆料自身較高的溫度也能大大促進非離子表面活性劑的滲透。這種滲透和當這些顆粒相對較熱時，被非離子表面活性劑完全包覆，結果使得組合物在洗滌溶液中的溶解度得以改善。
用於製備在該方法步驟A中形成的噴霧乾燥顆粒的水性料漿優選含有陰離子表面活性劑、助洗劑和不超過約0.1wt％，優選0wt％的非離子表面活性劑。該水性料漿中非離子表面活性劑的量是基於對環境和安全的有關限制(煙流不透明度，自氧化)及在噴霧乾燥工藝步驟，即步驟A中所用料漿的物理性質的限制而定的。
在本發明方法的第二步驟，步驟B中，將基本上處於液態的非離子表面活性劑通過噴霧摻入噴霧乾燥的洗滌劑顆粒中。為了利於達到這一目的，非離子表面活性劑優選熔點為約25℃～約60℃，並優選加熱至約25℃～約105℃，更優選加熱至60℃～95℃。當噴霧乾燥顆粒離開噴霧乾燥塔時，顆粒中的陰離子表面活性劑基本處於液體結晶態，這使得非離子表面活性劑能更好地滲入顆粒。而當噴霧乾燥顆粒冷卻後，陰離子表面活性劑處於更為「結構化」的結晶狀態，這就使得其自身不能象處於液體結晶態那樣利於非離子表面活性劑的滲透。冷卻後洗滌劑顆粒的物理性質也限制了顆粒冷卻後可摻入的非離子表面活性劑的量，例如冷卻後顆粒的流動性明顯降低。在或靠近噴霧乾燥塔的出口處，將非離子表面活性劑噴至顆粒上。非離子表面活性劑的量為洗滌劑組合物總重量的約5％～約20％，優選約1％～約5％，和最優選約1％～約2％。
在步驟B中可使用常規的方法和裝置來將非離子表面活性劑噴撒至顆粒上，只要它們可以提供充分的液-固顆粒接觸，能把非離子表面活性劑充分摻入噴霧乾燥顆粒中即可。這些方法包括在有擋板或無擋板混合鼓中水平或垂直裝置一個或兩個流體噴嘴臂，噴至水平輸送帶上的、噴入鬥式提升機裝置中的、噴入重力自流進料產品斜槽中的、或噴至螺杆式輸送器上的一個或兩個流體噴嘴裝置和任何其它可提供液體噴霧和優選有攪拌作用的合適裝置的設備。只要能完成該主要的工藝步驟，可將這些設備設計成或使其適合於連續或間歇式操作。優選用在該步驟中的攪拌裝置的實例包括Ldige KM混合機、V-摻合器、斜式轉鼓，或bel；或者是螺杆式輸送器。
在用非離子表面活性劑向噴霧乾燥顆粒進行噴霧完成之後，在步驟C中將這些顆粒冷卻至約15℃～約40℃，優選約20℃～約35℃，更優選約25℃～約30℃。該冷卻步驟優選在氣升設備中進行，該設備可提供約0.1～1分鐘的停留時間，更優選約0.8～約0.9分鐘的停留時間。不希望受理論的束縛，人們認為需要停留時間以使施加的非離子表面活性劑儘早滲入洗滌劑顆粒和使顆粒冷卻，並形成較為結構化的結晶顆粒。可以使用具有足夠致冷能力以冷卻洗滌劑顆粒的其它常規設備和方法。這類設備包括流化床冷卻器、通風轉鼓、通風帶式運輸機或通風斜槽裝置。在這些設備中的停留時間將會改變，例如，使用流化床冷卻器冷卻這些顆粒，停留時間約為5分鐘～約20分鐘。
該方法的下一步包括混合被冷卻的顆粒以增加含有這些顆粒的組合物的流動性。該混合步驟優選包括研磨這些顆粒的步驟，使這些顆粒的平均粒度降至約300～約600微米，更優選地降至約400～約500微米。此處使用的「研磨」包括能降低被冷卻顆粒的平均粒度，以便生成基本上為球形的均勻顆粒的任何方法。對於本領域專業技術人員而言，顆粒成分的研磨方法是眾所周知的。該工藝步驟使粗顆粒減少，使不規則形狀的顆粒變圓並使細小顆粒緻密。
該混合和/或研磨設備可被設計成或使其適用於連續式或間歇式操作。這種設備的實例被記載在如U.S.專利5,149,455(Jacobs等人)；U.S.專利5,133,924(Appel等人)；和EP專利351,937(Hollingsworth等人)這些專利中，這些專利均被引入作為參考，包括Ldige CB混合機/密化器，立式附聚器/混合機(優選連續式Schugi Flexomix或BepexTurboflex)，其它附聚器(如Zig-Zag附聚器、盤式附聚器、雙錐附聚器等)，轉鼓和任何市售研磨機或粒度降低器。
在本發明的一個優選實施方案中，將佔洗滌劑組合物總重量約75％～約90％的非離子表面活性劑摻入按上述工藝步驟製得的噴霧乾燥顆粒中。還可選擇在本發明方法的混合步驟中摻入該非離子表面活性劑的一部分。
一旦按照本發明的方法製得了噴霧乾燥顆粒，即可將這些顆粒本身用做洗滌劑組合物，或者也可選擇性摻入其它洗滌劑成分形成組合物。此外，可供採用的任選工藝步驟包括，如向噴霧乾燥顆粒中加入塗布劑以便進一步增加組合物的流動性。該步驟優選在該方法的冷卻步驟後的任何階段完成。優選的塗布劑選自矽鋁酸鹽、碳酸鹽及其混合物。其它可供選擇的工藝步驟包括通過篩選進行粒度分級，液體香料、液體染料或其它洗滌劑成分的噴加，其中包括加入更多的非離子表面活性劑。使這些基本顆粒與其它乾燥洗滌劑成分和後續的成分混合。洗滌劑表面活性劑本發明方法製得的洗滌劑組合物優選含有以組合物重量計約5％～約40％，更優選約10％～約35％，最優選約15％～約30％的洗滌劑表面活性劑。該洗滌劑表面活性劑可選自陰離子、非離子、兩性離子、兩性、陽離子表面活性劑及其混合物。優選的組合物包含選自陰離子、非離子表面活性劑及其混合物的洗滌劑表面活性劑。更具體地說，本發明的洗滌劑組合物含有約5％～約35％，優選約10％～約30％，最優選約15％～約30％的陰離子表面活性劑。
高級脂肪酸的水溶鹽，即「皂類」是本發明組合物中有用的陰離子表面活性劑。其中包括鹼金屬皂如含有約8～約24，優選約12～約18個碳原子的高級脂肪酸的鈉、鉀、銨和醇銨鹽。可通過脂肪和油的直接皂化，或是通過游離脂肪酸的中和製備皂。特別有用的是源自椰子油和牛油的脂肪酸混合物的鈉和鉀鹽，即牛脂鈉皂或鉀皂和椰油鈉皂或鉀皂。
有用的陰離子表面活性劑還包括在分子結構中具有含有約10-約20個碳原子的烷基基團和磺酸或硫酸酯基團的有機硫酸化反應產物的水溶性鹽，優選鹼金屬、銨和醇銨鹽。(在術語「烷基」中包括醯基基團的烷基部分)。合成表面活性劑的實例是烷基硫酸鈉和鉀，尤其是通過硫酸化高級醇(C12-C18碳原子)得到的那些表面活性劑，這些高級醇例如通過還原牛油或椰子油的甘油酯得到的；和烷基苯磺酸鈉和鉀，其中烷基基團含有約10-約16個碳原子，為直鏈或支鏈構型，例如參見US2220099和2477383。尤其有價值的是直鏈烷基苯磺酸鹽，其中烷基基團的平均碳原子數為約11-14，縮寫為C11-C14LAS。
特別優選C11-16(優選C11-13)直鏈烷基苯磺酸鹽和C12-18(優選C14-16)烷基硫酸鹽的混合物。其中烷基苯磺酸鹽∶烷基硫酸鹽的優選重量比為4∶1～1∶4，優選約3∶1～1∶3。優選這些鹽中的鈉鹽。
本發明的其它陰離子表面活性劑是烷基甘油醚磺酸鈉，尤其是由牛油和椰子油得到的高級醇的醚磺酸鈉；單椰子油脂肪酸甘油酯磺酸鈉和硫酸鈉；每分子含有約1-約10個環氧乙烷單元的烷基苯酚環氧乙烷醚硫酸鈉或鉀鹽，其中烷基基團含有約8-約12個碳原子；和每分子含有約1-約10個環氧乙烷單元的烷基環氧乙烷醚硫酸鈉或鉀鹽，其中烷基基團含有約10-約20個碳原子。
本發明其它有用的陰離子表面活性劑包括在脂肪酸基團中含有約6至20個碳原子和在酯基團中含有約1-10個碳原子的α-磺化脂肪酸酯的水溶性鹽；在醯基部分中含有約2-9個碳原子和在烷烴部分中含有約9-約23個碳原子的2-醯氧基-烷烴-1-磺酸的水溶性鹽；含有約12-20個碳原子的烯烴和鏈烷烴磺酸的水溶性鹽；和在烷基基團中含有約1-3個碳原子和在烷烴部分中含有約8-20個碳原子的β-烷氧基烷烴磺酸鹽。
如前所述，本發明的洗滌劑組合物還可含有非離子表面活性劑。取決於非離子表面活性劑，可將其做為完整的噴霧乾燥的顆粒部分和/或經本發明方法的噴霧步驟摻入洗滌劑組合物中。也可在混合和/或研磨顆粒後摻入部分非離子表面活性劑。優選至少在這些步驟中的每一步摻入一部分非離子表面活性劑。
通常在本發明洗滌劑組合物中水溶性非離子表面活性劑是有用的。這類非離子表面活性劑材料包括通過烯化氧基團(親水性)與性質上是脂族或烷基芳族的有機憎水化合物的縮合製備的化合物。與任何特定的憎水基團縮合的聚氧化烯基團的長度可容易地調節以得到具有所需親水和疏水部分平衡度的水溶性化合物。
合適的非離子表面活性劑包括烷基苯酚的聚環氧乙烷縮合物，例如具有含約6-15個碳原子的直鏈或支鏈構型的烷基基團的烷基苯酚與每摩爾烷基苯酚約3-80摩爾環氧乙烷的縮合產物。
這些化合物包括具有直鏈或支鏈構型，含有8～22個碳原子的每摩爾脂族醇與3～12摩爾環氧乙烷的水溶性和水分散性的縮合產物。
半極性非離子表面活性劑包括含有一個約10-18個碳原子的烷基部分和兩個選自含有約1-約3個碳原子的烷基和羥基烷基部分的基團的水溶性氧化胺；含有一個約10-18個碳原子的烷基部分和兩個選自含有約1-3個碳原子的烷基和羥基烷基基團的部分的水溶性氧化膦；和含有一個約10-18個碳原子的烷基部分和一個選自含有約1-3個碳原子的烷基和羥基烷基部分的基團的水溶性亞碸。
優選式R1(OC2H4)OH的非離子表面活性劑，式中R1是C10-C16烷基基團或C8-C12烷基苯基基團，和n是3～約80。
特別優選C12-C15醇與對應於每摩爾醇約5～約20摩爾環氧乙烷的縮合產物，如C12-C13醇與對應於每摩爾醇約6.5摩爾環氧乙烷的縮合產物。
在一個優選的實施方案中，非離子表面活性劑是源自含有約8～約20個碳原子(不包括環碳原子)的一元醇或烷基苯酚與對應於每摩爾醇或烷基苯酚平均約6～約15摩爾環氧乙烷反應所得的乙氧基化表面活性劑。
轉別優選的乙氧基化非離子表面活性劑是由直鏈脂肪酸與對應於每摩爾脂肪醇平均約6～約15摩爾，優選約7～約12摩爾，最優選約7～約9摩爾環氧乙烷縮合得到的，其中所述脂肪醇含有約16～約20個碳原子(C16-C20醇)，優選C18醇。由此製得的優選乙氧基化非離子表面活性劑相對於平均值而言，具有相容的乙氧基化物分布。
乙氧基化非離子表面活性劑任選地可含有佔表面活性劑重量的多至約15％的環氧丙烷並仍保持下文所述的優點。本發明的優選表面活性劑可按照引入本發明作為參考文獻，於1980年9月16日授權的Builloty的U.S.專利4,223,163中所述的方法製備。
最優選的組合物含有乙氧基化的一元醇或烷基苯酚，並且還可含有聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合物；乙氧基化一元醇或烷基苯酚非離子表面活性劑佔表面活性劑組合物總重量的約20％～約80％，優選約30％～約70％。
滿足前述要求的合適的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物包括基於乙二醇、丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷和乙二胺作為引發劑活潑氫化合物的那些聚合物。由引發劑化合物與單一活潑氫原子如C12-C18脂族醇順序乙氧基化和丙氧基化製得的聚合物不能給本發明洗滌劑組合物提供令人滿意的泡沫控制作用。BASF-Wyandotte公司(Wyandotte，Michigan)的名稱為PLURONIC和TETRONIC的某些嵌段聚合物表面活性劑化合物適用於本發明的表面活性劑組合物中。
一個特別優選的實施方案包含約40％～約70％聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚合物摻合體，該摻合體含有佔其重量約75％的具有17摩爾環氧乙烷和44摩爾環氧丙烷的聚氧乙烯和聚氧丙烯反嵌段共聚物；和佔摻合體重量約25％的聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段共聚物，其是用三羥甲基丙烷引發的，其對應於每摩爾三羥甲基丙烷含有99摩爾環氧丙烷和24摩爾環氧乙烷。
由於相對較高的聚氧丙烷含量，如為本發明的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物的高達約90％，及特別是在聚氧丙烯鏈處於末端位置時，這類化合物適用於本發明的表面活性劑組合物中，且具有相對較低的濁點。1％水溶液的濁點一般低於約32℃，優選約15℃～約30℃以便在水溫和水硬度整個範圍內對泡沫有最佳的抑制作用。
在本發明洗滌劑組合物中，除了需要使用陰離子和非離子表面活性劑外，本發明洗滌劑組合物還可含有選自兩性、兩性離子、陽離子表面活性劑及其混合物的表面活性劑。
兩性表面活性劑包括源自雜環仲和叔胺的脂族衍生物或脂族衍生物的衍生物，其中的脂族部分可以是直鏈或支鏈的，且其中脂族取代基之一含有約8～18個碳原子，至少一個脂族取代基含有陰離子水增溶性基團。
兩性離子表面活性劑包括脂族季銨、鏻和鋶化合物的衍生物，其中的脂族取代基之一含有約8～18個碳原子。
本發明洗滌劑顆粒還可含有陽離子表面活性劑。陽離子表面活性劑包括多種化合物，其特徵為陽離子部分有一個或多個有機憎水基團且一般地特徵在於與酸基團相連的季氨原子。五價氮環化合物也可被視為季氮化合物。滷化物、甲基硫酸鹽和氫氧化物是適用的。叔胺在洗滌溶液pH值小於約8.5時，具有與陽離子表面活性劑類似的特徵。這些陽離子表面活性劑和其它可用於本發明的陽離子表面活性劑比較完整地公開在1980年10月14日授權的Cambre的U.S.專利4,228,044中，該專利引入本發明作為參考。
在洗滌劑組合物中，常常使用陽離子表面活性劑以提供織物柔軟和/或抗靜電益處。可提供某種柔軟益處且優選用於本發明的抗靜電劑是記載在1976年2月3日授權的Baskerville Jr.等人的U.S.專利3,936,537中的季銨鹽，該專利被引入本發明作為參考。
有用的陽離子表面活性劑還包括記載在1980年9月16日授權的Cockrell的U.S.專利4,222,905和1980年12月16日授權的Murphy的U.S.專利4,239,659中的那些表面活性劑，上述兩篇專利均引入本發明作為參考。洗滌助洗劑助洗劑一般用來螯合硬度離子和幫助調節洗滌液的pH值。以本發明所得組合物總重量計，使用這類助洗劑的最高濃度為約85％(重量)，優選約5％～約50％(重量)，更優選約10％～約30％(重量)，以便提供其助洗劑和pH控制功能。本發明的助洗劑包括任何常規的無機和有機水溶性助洗劑鹽。
這類助洗劑可以是，例如水溶性磷酸鹽，包括三聚磷酸鹽、焦磷酸鹽、正磷酸鹽、高聚磷酸鹽；其它碳酸鹽，矽酸鹽和有機多羧酸鹽。無機磷酸鹽助洗劑的具體實例包括三聚磷酸和焦磷酸的鈉和鉀鹽。
本發明也可選用含非磷材料作為助洗劑。非磷無機洗滌劑助洗劑成分的具體例子包括水溶性碳酸氫鹽和矽酸鹽。鹼金屬，如鈉和鉀的碳酸氫鹽及矽酸鹽在本發明中特別有用。
在本發明實踐中有用的矽鋁酸鹽離子交換材料是商業可購買的。本發明中有用的矽鋁酸鹽可以是結晶或無定形結構，且可以是天然存在的矽鋁酸鹽或合成得到的。在引入本發明作為參考的1976年10月12日授權的krummel等人的U.S.專利3,985,669中討論了矽鋁酸鹽離子交換材料的製備方法。本發明優選的合成結晶矽鋁酸鹽離子交換材料可以以名稱沸石A、沸石B和沸石X購得。在一個特別優選的實施方案中，沸石A中的結晶矽鋁酸鹽離子交換材料有下述化學式Na12((A)O2)12·(SiO2)12]·xH2O其中x是約20～約30，特別是約27。
本發明也可採用水溶性有機助洗劑。例如在本發明組合物中使用鹼金屬多羧酸鹽。多羧酸鹽助洗劑的具體實例有乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、氧聯二琥珀酸、苯六甲酸、苯多羧酸、聚丙烯酸和聚馬來酸的鈉和鉀鹽。
其它合乎需要的多羧酸鹽助洗劑列於Diehl的U.S.專利3,308,067中，該專利引入本發明作為參考。這些材料的實例包括脂族羧酸如馬來酸、衣康酸、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。
其它合適的聚合多羧酸鹽是記載在被引入本發明作為參考的1979年3月13日授權給Crutchfield等人的U.S.專利4,144,226，和1979年3月27日授權給Crutchfield等人的U.S.專利4,246,495中。這些聚縮醛羧酸鹽是通過在聚合條件下，將二羥乙酸酯和聚合引發劑放在一起被製得的。然後將該所得的聚縮醛羧酸酯接上化學穩定的末端基團以穩定聚縮醛羧酸酯，防止其在鹼性溶液中的快速解聚，然後將其轉化成相應的鹽，再加至表面活性劑中。
本發明組合物優選幾乎不含(如少於10％(重量)，優選少於5％(重量))或不含磷酸鹽助洗劑。高濃度三聚磷酸鹽的存在改進了組合物的溶解性，直到憎水無定形矽酸鹽只提供了很小或者沒有提供改進。但是，焦磷酸鈉降低了溶解度，從而在含焦磷酸鹽的顆粒組合物中憎水無定形矽酸鹽提供的益處更大。其它組分可用於本發明的漂白劑和活化劑描述在下述專利中1983年11月1日授權的Chung等人的U.S.專利4,412,934；1984年11月20日授權的Hartman的U.S.專利4,483,781；1987年1月6日授權的Burns等人的U.S.專利4,634,551和1990年3月20日授權的Sadlowski等人的U.S.專利4,909,953，上述這些專利均引入本發明作為參考。螯合劑也描述在引入本發明作為參考的Bush等人的U.S.專利4,663,071第17欄第54行至第18欄第68行中。泡沫調節劑也是可供選擇的成份，並描述在引入本發明作為參考的1976年1月20日授權給Bartoletta等人的U.S.專利3,933,672和1979年1月23日授權給Gault等人的U.S.專利4,136,045中。
適用於本發明的綠土粘土描述在1988年8月9日授權的Tucker等人的U.S.專利4,762,645第6欄第3行至第7欄第24行中，該專利引入本發明作為參考。其它適用於本發明的洗滌助洗劑列舉在引入本發明作為參考的下述專利中Baskerville的專利，第13欄第54行至第16欄第16行，和Bush等人的1987年5月5日授權的U.S.專利4,663,071中。
適於包含在粒狀洗衣用洗滌劑組合物中的其它成分也可被加至本發明的組合物中。這其中包括漂白劑、漂白活化劑、泡沫促進劑或抑泡劑、防晦暗劑和防腐劑、汙垢懸浮劑、去汙劑、殺菌劑、pH調節劑、非助洗劑鹼性源、螯合劑、綠土粘土、酶、酶穩定劑和香料。這些成分被描述在引入本發明作為參考的1976年2月3日授權給Baskerville，Jr等人的U.S.專利3,936,537中。
下述非限定性實施例舉例說明了本發明的方法並有助於對其理解。如下述實施例中所用的「LAS」是C14-C15烷基苯磺酸鹽表面活性劑，「AE(0.35)S」是C14-15烷基乙氧基化硫酸鹽(EO＝0.35)表面活性劑，「PEG」是聚乙二醇，和「非離子表面活性劑」是C12-13烷基乙氧基化物(EO＝6.5)。實施例1下述實例舉例說明了本發明的方法及由其製得的洗滌劑組合物。
基本顆粒組成 wt％65％/35％LAS/AE(0.35)S16.55矽鋁酸鹽 26.30碳酸納11.27矽酸鈉(1.6r) 0.60聚丙烯酸鹽3.24增白劑0.20PEG(MW＝4000) 1.74硫酸鹽8.85水份 9.26微量組分 0.3378.34塔後噴霧的非離子表面活性劑2.00成品碳酸鈉16.16過硼酸鈉 1.00香料 0.40混合後噴霧的非離子表面活性劑 1.00酶1.10100.00將上述基本顆粒在任何一種市售的被加熱的洗滌劑攪合機中製成水性漿料混合物，並在逆流噴霧乾燥塔中噴霧乾燥。乾燥空氣的入口溫度為約310℃，出口溫度為約90～105℃。噴霧乾燥顆粒產品在約100℃離開噴霧乾燥塔並經過斜槽落至一個移動的橫向傳送帶上。傳送帶上的產物料流為約15～25cm寬，3～6cm深。當噴霧乾燥的基料顆粒在傳送帶上時，使用四個噴嘴沿傳送帶長度方向，將處於液態的約140℃的2.00wt％ C12-13烷基乙氧基化物(EO＝6.5)非離子表面活性劑噴至顆粒上，並且所述四個噴嘴在距塔末端的傳送帶的前50％長度內等距設置。這樣放置利用了傳送帶上的塔末端處的產品的高溫。噴嘴是雙流體的，即使用並行空氣流以有助於液體非離子表面活性劑均勻分散在傳送帶上的產品上。噴嘴位於產品上方20～30cm處，噴嘴噴出一個方形軌跡，這使得噴至傳送帶邊緣或噴入傳送帶罩內的可能性降至最小，也使得對保養的需要降至最少，使得該方法的可靠性最高，和使液體非離子表面活性劑對基本顆粒的計量精確度最高。
為了增加液體向產物料流中的混合，在傳送帶長度的後50％處設置了兩條鏈條。這些連接鏈直接放置在傳送帶上，起到使產品翻轉並滾動的作用，籍此使載液的頂層與未塗布的下層混合。此時非離子表面活性劑滲入到基本顆粒中，使得非離子表面活性劑與基本顆粒的陰離子表面活性劑混合。由於此時陰離子表面活性劑仍處於液相，還沒有冷卻和結晶，因而該非離子表面活性劑能夠實際上與陰離子表面活性劑分散。表面活性劑的混合是產品溶解度改善的一個因素。
在傳送帶的出口端，產品被放入氣動提升機中，由此全部產物料物質被一股空氣流吹起，並被垂直送至氣動提升機的頂部。基本顆粒物流在約50℃的溫度下離開氣動提升機頂部的粒度分級機。從位於噴霧塔底部的非離子施用處至氣動提升機頂部的出口斜槽的總停留時間是20～60秒。
此後，將這些基本顆粒直接進料至一個運轉速度為約300rpm的Ldige CB-100混合機中。流速依噴霧塔的速率而定。該CB-100混合機將大的基本顆粒打碎，由此使內表面暴露出來並增加了產品的總表面積，同時還能使未摻入基本顆粒的任何液體非離子表面活性劑從一個基本顆粒的表面混入另一個基本顆粒所暴露出來的內表面。該混合步驟增加了液體非離子表面活性劑向陰離子表面活性劑中的滲透，進而改善了產品的溶解性及洗滌劑組合物的流動性。該CB-100混合機還可以使產物的平均粒度降低約100微米，因而也起到了研磨機的作用。降低的粒度，或者是增加的表面積也改善了洗滌劑組合物的溶解度和流動性。在離開Ldige CB-100之後，將基本顆粒與上述配方中的其它洗滌劑組分混合。
測定溶解度發現，該產品出乎意料地大大好於未經上述加工的相同產品。對物理流動性能測試表明，該洗滌劑組合物的結塊等級和穩定性有了出乎意料的明顯改善。按照本發明方法製得的洗滌劑組合物，其粘著性、粗粉性或結塊性都極低。同樣地，在標準的穩定性試驗中，即持續將洗滌劑組合物暴露於高溼度和高溫中一段長時間(如4周)，按照本發明方法製得的洗滌劑組合物出乎意料地顯示出大為改善的穩定性外觀，對增加的溼度有改進的抗性，改善的結塊等級及改善的可舀出性。可舀出性是一個重要的消費屬性，因為它表明用標準洗衣勺舀出時產品的抗舀取性。實施例II該實施例舉例說明了根據本發明的另一種方法及由其製得的組合物基本顆粒組成 wt％55％/45％LAS/AE(0.35)S 16.42矽鋁酸鹽26.50碳酸鈉 1.43矽酸鈉(1.6r)0.60聚丙烯酸鹽 2.57增白劑 0.20PEG(MW＝4000) 1.76硫酸鹽 37.56水分8.10微量組分0.4895.42塔後噴霧的非離子表面活性劑 1.25成品過硼酸鈉2.18香料0.17混合機後噴霧的非離子表明活性劑 0.25抑泡劑 0.10酶 0.63100.00按照上述實施例1所述的方法製備該上述洗滌劑組合物。該洗滌劑組合物顯示出了與實施例1所列舉的相同的出乎意料大大改善的流動性和溶解性。在此實施例中，組合物中大於80％(重量)的全部非離子表面活性劑是在氣動提升機或Ldige CB-100混合機步驟前加入的。此外，該產品具有明顯減少的摻合物，並仍顯示出改善的流動性。摻合物特別是象碳酸鈉、硫酸鈉和氯化鈉這樣的無機鹽摻合物可改善洗滌劑產品物理性能，這一點是公知的。該實施例所述的方法能使由大於95wt％基本顆粒組成的洗滌劑組合物具備類似的良好物理特性。該洗滌劑組合物還顯示出了出眾的流動性，這是衡量一種洗滌劑是否能很好地從紙盒或勺中倒出的一個重要的消費屬性。這一屬性對於那些摻合成份少，噴霧乾燥基本顆粒組合物含量高的洗滌組合物(如基本顆粒含量超過90％的那些組合物)尤為重要。
在這樣詳細描述本發明之後，本領域技術人員顯然可做出不偏離本發明範圍的各種改變，且本發明不能被視為僅僅局限於說明書中的描述。
權利要求
1.一種具有改善溶解性的自由流動顆粒洗滌劑組合物的製備方法。其特徵在於下列步驟A.將一種含有陰離子表面活性劑和洗滌助洗劑的水性料漿噴霧乾燥，製成80℃～120℃的噴霧乾燥顆粒；B.將基本為液體形式的非離子表面活性劑噴霧在具有所述溫度範圍的所述噴霧乾燥顆粒上；C.將噴霧乾燥顆粒冷卻至40℃～70℃；和D.混合所述噴霧乾燥顆粒以改善其流動性，並由此製得所述洗滌劑組合物。
2.權利要求1的方法，其中所述的噴霧步驟包括噴霧5％～20％(重量)的所述非離子表面活性劑。
3.權利要求1-2的方法，其中所述噴霧乾燥步驟形成溫度為80℃～105℃的噴霧乾燥顆粒。
4.權利要求1-3的方法，其中所述的混合步驟包括研磨所述的噴霧乾燥顆粒。
5.權利要求1-4的方法，其中所述的冷卻步驟是在氣動提升機中完成的。
6.權利要求5的方法，其中所述噴霧乾燥顆粒在所述氣動提升機設備中的停留時間為0.1分鐘～1分鐘。
7.權利要求1-6的方法，其中所述的噴霧乾燥步驟包括噴霧1％-5％(重量)的所述非離子表面活性劑。
8.權利要求1-7的方法，其中所述的噴霧乾燥步驟包括噴霧1％～2％(重量)的所述非離子表面活性劑。
9.權利要求1-8的方法，其中所述的冷卻步驟包括將所述噴霧乾燥顆粒冷卻至15℃～40℃。
10.一種具有改善溶解性的自由流動顆粒洗滌劑組合物的製備方法，其特徵在於下列步驟A.將一種含有陰離子表面活性劑和洗滌助洗劑的水性料漿噴霧乾燥，製成溫度為80℃～120℃的噴霧乾燥顆粒；B.將基本為液體形式的非離子表面活性劑噴霧在具有所述溫度範圍的所述噴霧乾燥顆粒上；C.將所述噴霧乾燥顆粒冷卻至40℃～70℃；和D.研磨所述噴霧乾燥顆粒，使所述噴霧乾燥顆粒具有300微米～600微米的平均粒度，由此製得所述的洗滌劑組合物。
全文摘要
本發明提供了生產具有改善溶解性及改進流動性的洗滌劑組合物的方法。這種改善的溶解性可通過洗滌溶液中表面活性劑溶解度的增加和/或留在被洗衣物上洗滌劑殘留物的減少得以證明。現已發現,在噴霧乾燥洗滌劑顆粒冷卻之前和當這些顆粒比較熱時,將非離子表面活性劑摻至上述顆粒之上和/或之中,然後再將這些顆粒冷卻和混合,可以改善這些顆粒的溶解性和流動性能。
文檔編號C11D11/02GK1192778SQ96196244
公開日1998年9月9日 申請日期1996年6月3日 優先權日1995年6月23日
發明者A·G·德爾雷科, A·M·魯 申請人:普羅格特-甘布爾公司