專利名稱：從含有不含水的粘結(jié)劑的表面活性劑漿料制備高密度洗滌組合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性涉及一種制備高密度洗滌組合物的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及的是在制備高密度洗滌附聚物中的一種連續(xù)方法，該洗滌附聚物通過向兩個連續(xù)放置的混合器/增稠器中加入含有不含水的粘結(jié)劑的表面活性劑漿料和附屬干燥的起始洗滌原料來制備。該方法制備了具有令人意想不到地改善了流動性的高密度洗滌組合物，該組合物能作為低劑量或“濃縮”洗滌組合物出售。
背景技術(shù)：
最近，人們對“濃縮”的因此有低劑量體積的洗衣用洗滌劑的洗滌劑工業(yè)已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)呐d趣。為了促進這些所謂的低劑量洗滌劑的生產(chǎn)，人們已經(jīng)做了許多努力以制備高體積密度的洗滌劑，例如，密度為650g/l或更高。目前，低劑量洗滌劑的需求量很大，因為它們保存資源并且能以對顧客更方便的小包裝出售。
通常有兩種原始類型的方法能用來制備洗滌劑顆?；蚍勰?。第一種類型的方法包括在噴霧干燥塔中噴霧干燥一種含水洗滌劑漿液，以制備高度多孔的洗滌劑顆粒。在第二種類型的方法中，各種洗滌成分在與例如一種非離子或陰離子表面活性劑的粘結(jié)劑附聚后干燥地混合。在這兩種方法中，最重要的、控制得到的洗滌劑顆粒密度的因素是密度、多孔性、各種起始原料和它們各自的化學(xué)組合物的表面積。然而，這些參數(shù)僅能在有限的范圍內(nèi)變化。因此，基本的體積密度的增加僅能通過導(dǎo)致洗滌劑顆粒稠化的附加操作步驟獲得。
為提供增加洗滌劑顆?；蚍勰┟芏鹊姆椒?，在本領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)作了許多嘗試。對經(jīng)后處理塔的噴霧干燥的顆粒的稠化已經(jīng)給予特別的關(guān)注。例如，有種嘗試涉及一種分批方法，在該方法中，含三聚磷酸鈉和硫酸鈉的噴霧干燥的或顆?；南礈靹┓勰┰贛arumerizer中被稠化和團成球狀。這種儀器包括一個放置在基本垂直且壁光滑的圓筒內(nèi)的、并以此為底的、基本平行、粗糙、旋轉(zhuǎn)的臺面。然而，這種方法必須是分批的方法，因此不太適用于洗滌劑粉末的大規(guī)模生產(chǎn)。較近期，人們已經(jīng)作了其它嘗試以提供一種增加“后處理塔”或噴霧干燥的洗滌劑顆粒的密度的連續(xù)方法。典型地，這樣的方法需要第一個儀器將顆粒磨成粉狀或研碎，第二個儀器通過附聚作用增加已磨成粉狀的顆粒的密度。這些方法僅通過處理或稠化“后處理塔”或噴霧干燥的顆粒就能獲得所需的密度的增加。
然而，上述所有的方法主要都是針對稠化或要么是針對加工噴霧干燥的顆粒而進行的。目前，在洗滌劑顆粒的生產(chǎn)中，經(jīng)受噴霧干燥方法的材料的相對數(shù)量和類型已受到限制。例如，在得到的洗滌組合物中要獲得高水平的表面活性劑，和要獲得促進低劑量洗滌劑生產(chǎn)的特點很難。因此，不必受常規(guī)的噴霧干燥技術(shù)所帶來的限制就能生產(chǎn)洗滌劑組合物，這樣的方法是很理想的。
結(jié)果，本領(lǐng)域有非常多的進行附聚洗滌組合物的公開方法。例如，對于通過在混合器中混合沸石和/或多相硅酸鹽使洗滌助劑附聚從而生成自由流動的附聚物，人們已經(jīng)作了許多嘗試。這樣的嘗試意味著他們的方法能用于制備洗滌附聚物，但是不能提供以漿料、液體和干燥材料的形式存在的起始洗滌原料能被有效地附聚成松脆的、自由流動的、具有高密度的洗滌附聚物的機理。在這方面進一步地說，根據(jù)制備的附聚物的流動性，上述的附聚方法有重要的地方需要改善。包括自由流動性、松脆、狹窄的顆粒尺寸分布及類似性質(zhì)的流動性，對現(xiàn)代低劑量、濃縮的洗滌劑產(chǎn)品是必需的。此外，上述的附聚方法沒有充分地說明對該方法產(chǎn)生的過小或過大的附聚物再循環(huán)的需要減到最低程度，或集中在此方面。
因此，本領(lǐng)域仍需要一種直接從起始洗滌成分連續(xù)制備高密度洗滌組合物的方法。也需要一種制備具有改善了的流動性的高密度洗滌組合物和使再循環(huán)的需要減到最低程度的方法。最后，仍需要能更有效和經(jīng)濟地促進低劑量或濃縮洗滌劑的大規(guī)模生產(chǎn)的方法。
背景技術(shù)：
下列文獻是針對稠化噴霧干燥的顆粒的Appel等人的美國專利No.5,133,924(Lever)；Bortolotti等人的美國專利No.5,160,657(Lever)；Johnson等人的英國專利No.1,517,713(Unilever)；和Curtis的歐洲專利申請451,894。下列文獻是針對通過附聚作用制備洗滌劑的Beerse等人的美國專利No.5,108,646(Procter &Gamble)；Capeci等人的美國專利No.5,366,652(Procter & Gamble)；Hollingsworth等人的歐洲專利申請351,937(Unilever)；和Swatling等人的美國專利No.5,205,958。
發(fā)明概述本發(fā)明滿足了本領(lǐng)域中的上述需要提供了一種直接從表面活性劑漿料和附屬干燥的起始洗滌成分制備以附聚物形式存在的高密度洗滌組合物的方法。該表面活性劑漿料有相對低的水含量，但是卻通過包含足夠量的不含水的粘結(jié)劑而保留了它的可運輸性和可加工性，具有令人意想不到的改善了的流動性的附聚物的生成就歸功于該粘結(jié)劑。由于這些改善了的流動性，從本發(fā)明方法中排出的附聚物不太粘，并且不需要將過大的附聚物顆粒再循環(huán)到該方法至上述方法所需的限度。通過更經(jīng)濟的研磨方法，能使過大的附聚物顆粒成為合適的尺寸，然后再用于本發(fā)明方法。
本文所用的術(shù)語“附聚物”涉及的是通過附聚更多孔的起始洗滌成分(顆粒)而生成的顆粒，該洗滌成分典型地具有比生成的附聚物小一些的中等顆粒尺寸。除非另外指出，否則本文使用的所有的百分比和比率都用重量百分比表示(無水基礎(chǔ))。所有的文獻納入本文作為參考文獻。本文所用的所有粘度是在70℃(±5℃)的溫度和約10到100sec-1的剪切速率下測定的。
從本發(fā)明的一個方面來看，本發(fā)明提供了一種制備松脆的、自由流動的、高密度洗滌組合物的方法。該方法包括下列步驟(a)在高速混合器/增稠器中連續(xù)混合洗滌表面活性劑漿料和干燥的起始洗滌原料，以獲得洗滌附聚物，其中表面活性劑漿料包括按所述表面活性劑漿料重量計算，不含水的粘結(jié)劑從約0.1％到約50％、洗滌表面活性劑從約30％到約95％，余量為水，；(b)在中速混合器/增稠器中混合洗滌附聚物，以進一步稠化和附聚洗滌附聚物；和(c)干燥洗滌附聚物以生成高密度洗滌組合物。
在本發(fā)明特別優(yōu)選的實施方案中，該方法包括下列步驟(a)在高速混合器/增稠器中連續(xù)混合洗滌表面活性劑漿料和干燥的起始洗滌原料，該洗滌原料包括選自下列物質(zhì)的一種助洗劑硅鋁酸鹽、晶型多層硅酸鹽、碳酸鈉、Na2Ca(CO3)2、K2Ca(CO3)2、Na2Ca2(CO3)3、NaKCa(CO3)2、NaKCa2(CO3)3、K2Ca2(CO3)3和它們的混合物，從而獲得洗滌附聚物，其中所述的表面活性劑漿料包括按所述表面活性劑漿料重量計算，不含水的粘結(jié)劑從約0.1％到50％、洗滌表面活性劑從約30％到約95％，余量為水，表面活性劑漿料對干燥的洗滌原料的比率為從約1∶10到約10∶1；(b)在中速混合器/增稠器中混合洗滌附聚物，以進一步稠化和附聚洗滌附聚物；(c)干燥洗滌附聚物；和(d)加入涂層劑以獲得具有密度至少為650g/l的高密度洗滌組合物。
本發(fā)明也提供了一種用本發(fā)明方法和它的各種實施方案中的方法制備的高密度洗滌組合物。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種直接從表面活性劑漿料和附屬干燥的起始洗滌成分連續(xù)制備高密度洗滌組合物的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供制備具有改善了的流動性的組合物的方法。本發(fā)明還有一個目的是提供更有效和經(jīng)濟的用于大規(guī)模操作的方法。通過閱讀下列附圖、優(yōu)選實施方案的詳細說明和附后的權(quán)利要求書，本發(fā)明的這些目的和其它目的、特點及伴隨的優(yōu)點對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是很顯然的。
附圖的簡要說明

圖1是說明一種優(yōu)選方法的流程圖，該圖中兩個附聚混合器/增稠器、流化床干燥器、流化床冷卻器和篩選器都根據(jù)本發(fā)明連續(xù)地放置。
優(yōu)選實施方案的詳細說明本發(fā)明方法用于直接從起始洗滌成分而不是從常規(guī)“后處理塔”洗滌顆粒制備低劑量洗滌附聚物的制備中?！昂筇幚硭毕礈祛w粒的意思是已經(jīng)通過常規(guī)噴霧干燥塔或相似的設(shè)備加工過的那些洗滌顆粒。本發(fā)明方法在環(huán)境保護意識方面允許低劑量洗滌劑的生產(chǎn)，因為沒有使用典型地從塔或煙囪向大氣排放污染物的噴霧干燥技術(shù)和類似的技術(shù)。本發(fā)明方法的這個特點在對向大氣排放污染物特別敏感的地理范圍內(nèi)非常理想。
方法現(xiàn)在所述的內(nèi)容是關(guān)于圖1，該圖是說明了本發(fā)明方法和它的各種實施方案的流程圖。在該方法的第一步驟中，本發(fā)明需要在高速混合器/增稠器10中連續(xù)混合幾種起始洗滌成分的液流，該液流包括表面活性劑漿料液流12和干燥的起始洗滌原料液流14。表面活性劑漿料12優(yōu)選包括從約30％到約95％，優(yōu)選地從約60％到約85％和最優(yōu)選從約70％到約75％(重量)的以漿料形式存在的洗滌表面活性劑。
優(yōu)選地，表面活性劑漿料12包括一種不含水的粘結(jié)劑，以促進具有改善了的流動性的高密度洗滌附聚物的制備。已發(fā)現(xiàn)，在表面活性劑漿料12中包含至少部分地替代漿料中的水的不含水的粘結(jié)劑，令人吃驚地導(dǎo)致具有基本改善了的流動性的附聚物的生成。漿料中的不含水的粘結(jié)劑不僅最終改善了用本發(fā)明方法生成的附聚物，而且還保留了漿料的可加工性和可運輸性，因為為完成這樣的任務(wù)漿料的粘度維持足夠低。雖然未打算受理論束縛，但是相信漿料中用不含水的粘結(jié)劑部分地替代水有助于使附聚物在更高的溫度下發(fā)生，并且更可控地生成更松脆的、自由流動的附聚物。
因此，該表面活性劑漿料也包括從約0.1％到約50％，更優(yōu)選從約1％到約15％，最優(yōu)選從約2％到約8％(重量)的不含水的粘結(jié)劑、余量水和任選的其它常規(guī)洗滌成分。在該方法中，粘結(jié)劑通過為洗滌成分提供一種“粘結(jié)”或“有粘性”的試劑增強了附聚作用。特殊的粘結(jié)劑僅需要具有不含水的性質(zhì)，而且它優(yōu)選具有的粘度為從約100cps到約100,000cps，最優(yōu)選從約1000cps到約25,000cps。而且，粘結(jié)劑優(yōu)選具有的熔點為從約35℃到約70℃，最優(yōu)選從約40℃到約60℃，因此在本發(fā)明方法中能最有效地進行操作。粘結(jié)劑優(yōu)選地選自下列物質(zhì)陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、檸檬酸和它們的混合物。最優(yōu)選的粘結(jié)劑是聚乙二醇。包括列在本文中的其它合適的粘結(jié)劑材料描述在Beerse等人的美國專利No.5,108,646(Procter & Gamble有限公司)中，該專利公開的內(nèi)容納入本文作為參考文獻。
優(yōu)選地，干燥的起始洗滌原料14包括一種硅鋁酸鹽或沸石助洗劑從約20％到約50％，優(yōu)選從約25％到約45％及最優(yōu)選從約30％到約40％，碳酸鈉從約10％到約40％，優(yōu)選從約15％到約30％，最優(yōu)選從約15％到25％。最優(yōu)選地，助洗劑選自下列物質(zhì)硅鋁酸鹽、晶型多層硅酸鹽、碳酸鈉、Na2Ca(CO3)2、K2Ca(CO3)2、Na2Ca2(CO3)3、NaKCa(CO3)2、NaKCa2(CO3)3、K2Ca2(CO3)3和它們的混合物。能夠理解，不脫離本發(fā)明范圍，在高速混合器/增稠器10中可以混合額外的起始洗滌成分，其中幾種描述在本文的后面。
優(yōu)選地，表面活性劑漿料12對干燥的起始洗滌原料14的比率為從約1∶10到約10∶1，更優(yōu)選從約1∶4到約4∶1，最優(yōu)選從約2∶1到約2∶3。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在本文描述的加工參數(shù)下，在高速混合器/增稠器10中，其中優(yōu)選為Ldige CB混合器或類型相似的混合器，第一加工步驟能成功地完成。這些混合器必需包括一個水平的、中空的靜止圓筒，該圓筒有一個放置在中心的旋轉(zhuǎn)柱，在該柱的周圍附有幾個窄式刮刀形狀的刀鋒。優(yōu)選地，該旋轉(zhuǎn)柱轉(zhuǎn)速從約100rpm到約2500rpm，更優(yōu)選從約300rpm到約1600rpm。優(yōu)選地，洗滌成分在高速混合器/增稠器10中的平均停留時間優(yōu)選的范圍從約2秒到約45秒，最優(yōu)選從約5秒到約15秒。
然后將在高速混合器/增稠器10中生成的洗滌附聚物填入低的或中等速度的混合器/增稠器16中，在該階段，進一步的附聚作用和稠化作用繼續(xù)進行。在本發(fā)明方法中使用的該特殊中速混合器/增稠器16應(yīng)該包括液體分散和附聚的工具，以使這兩種技術(shù)能同時繼續(xù)進行。中速混合器/增稠器16優(yōu)選是，例如，Ldige KM(犁鏵)混合器、DraisK-T 160混合器或類型相似的混合器。在中速混合器/增稠器16中的停留時間優(yōu)選為從約0.5分鐘到約15分鐘，最優(yōu)選的停留時間是約1到約10分鐘。液體分散用切削刀來完成，該切削刀通常比旋轉(zhuǎn)柱小，并優(yōu)選在約3600rpm下操作。
根據(jù)本發(fā)明方法，高速混合器/增稠器10和與之組合的中速混合器/增稠器16優(yōu)選地給予必需的能量以生成所需的附聚物。更具體地說，中速混合器/增稠器在速率從約3×108erg/kg-sec到約3×109erg/kg-sec下給予從約5×1010erg/kg到約2×1012erg/kg的能量，以生成自由流動的高密度洗滌附聚物。輸入的能量和輸入的速率可通過計算確定，該計算通過從有或沒有顆粒的中速混合器/增稠器的能量讀數(shù)、混合器/增稠器中顆粒的停留時間和混合器/增稠器中顆粒的質(zhì)量來進行。這樣的計算在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍內(nèi)是很清楚的。
從中速混合器/增稠器16中排出的所得到的洗滌附聚物的密度至少為650g/l，更優(yōu)選從約700g/l到約875g/l。其后，洗滌附聚物在流化床干燥器18或相似的儀器中干燥，以獲得高密度的顆粒洗滌組合物，該組合物在該階段準備以低劑量、濃縮洗滌產(chǎn)品包裝出售。通過該方法制備的洗滌附聚物優(yōu)選地具有表面活性劑的水平從約25％到約55％，更優(yōu)選從約35％到約55％，和最優(yōu)選從約45％到約55％。得到的洗滌附聚物的組合物的顆粒多孔性優(yōu)選的范圍從約5％到約20％，更優(yōu)選為約10％。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易知道的那樣，低多孔性洗滌附聚物提供了本發(fā)明方法最初指出的密度大或低劑量的洗滌產(chǎn)品。
此外，密度大或稠化的洗滌附聚物的特性是相對的顆粒尺寸。本發(fā)明方法典型地提供了具有中等顆粒尺寸的附聚物，該顆粒尺寸從約400微米到約700微米，更優(yōu)選從約400微米到約500微米。本文所用的詞組“中等顆粒尺寸”涉及的是個別附聚物和非個別的顆?；蛳礈祛w粒。上文提到的多孔性和顆粒尺寸的組合物導(dǎo)致了具有密度值為650g/l或更高的附聚物的生成。這樣的特點在低劑量洗衣用洗滌劑和其它顆粒組合物如洗碗用組合物的制備中尤其有用。
任選方法步驟在本發(fā)明方法的任選步驟中，將從流化床干燥器18排出的洗滌附聚物通過在本領(lǐng)域公知的流化床冷卻器20或相似的設(shè)備中冷卻附聚物來進行進一步調(diào)整。另外的任選方法步驟包括加入一種涂層劑以改善流動性和/或在本發(fā)明方法的下述地方的一處或多處中，使洗滌組合物的附聚作用最小化(1)在流化床冷卻器20后能直接加入涂層劑，如涂層劑液流22所示(優(yōu)選)；(2)涂層劑可以在流化床干燥器18和流化床冷卻器20之間加入，如涂層劑液流24所示；(3)涂層劑可以在流化床干燥器18和中速混合器/增稠器16之間加入，如液流26所示；和/或(4)涂層劑可以直接加入中速混合器/增稠器16和流化床干燥器18中，如液流28所示。應(yīng)該可以理解，涂層劑能以如圖1所示的液流22、24、26和28中的任何一個或它們的組合物的形式加入。在本發(fā)明方法中，涂層劑液流22是最優(yōu)選的。涂層劑優(yōu)選選自下列物質(zhì)硅鋁酸鹽、硅酸鹽、碳酸鹽和它們的混合物。涂層劑不僅增強了得到的洗滌組合物的自由流動性，由于這樣流動性可使洗滌劑在使用中很容易舀出因此對消費者是很理想的，而且通過阻止附聚作用或使之減到最小來控制附聚作用，尤其是當(dāng)涂層劑直接加入中速混合器/增稠器16中的時候。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員都知道的那樣，過度附聚能導(dǎo)致最終洗滌產(chǎn)品的流動性和美觀非常不理想。
本發(fā)明方法設(shè)想的其它任選步驟包括在篩選器30中篩選尺寸過大的洗滌附聚物，該篩選器30可用各種形式，并非限制地包括常規(guī)的適于篩選最終洗滌產(chǎn)品所需顆粒尺寸的篩網(wǎng)。其它任選步驟包括通過將附聚物進行額外的干燥來調(diào)整洗滌附聚物。該方法可以任選地包括在混合器/增稠器10和16之一或兩者中噴入額外的粘結(jié)劑的步驟。該粘結(jié)劑可包括與用在前文所述的表面活性劑漿料中的不含水的粘結(jié)劑材料相同的粘結(jié)劑。
本發(fā)明方法的另一個任選步驟需要通過各種方法精整得到的洗滌附聚物，這樣的各種方法包括噴入或摻入其它常規(guī)的洗滌成分，總地參考圖1中的精整步驟32。例如，精整步驟包括向最終附聚物中噴入香料、增白劑和酶，以提供更完整的洗滌組合物。這樣的技術(shù)和成分在本領(lǐng)域是公知的。
洗滌表面活性劑漿料正如前文簡述的那樣，用在本發(fā)明方法中的洗滌表面活性劑漿料優(yōu)選是不含水的粘性漿料的形式。這種所謂的粘性表面活性劑漿料具有的粘度從約5,000cps到約100,000cps，更優(yōu)選從約10,000cps到約80,000cps。粘度在溫度為70℃和剪切速率為約10到100sec-1下測量。
在粘性表面活性劑漿料中的表面活性劑本身優(yōu)選選自陰離子、非離子、兩性離子、兩性和陽離子類及它們相容的混合物。本發(fā)明很有用的洗滌表面活性劑描述在Norris的、公開于1972年5月23日的美國專利3,664,961和Laughlin等人的、公開于1975年12月30日的美國專利3,919,678中，兩個專利都納入本文作為參考文獻。有用的陽離子表面活性劑也包括描述于下列專利中的那些陽離子表面活性劑美國專利4,222,905，Cockrell，公開于1980年9月16日，美國專利4,239,659，Murphy，公開于1980年12月16日，兩個專利也都納入本文作為參考文獻。表面活性劑中，優(yōu)選是陰離子類和非離子類，最優(yōu)選是陰離子類。
在表面活性劑漿料中很有用的優(yōu)選陰離子表面活性劑的非限制實例包括常規(guī)的C11-C18烷基苯磺酸鹽(“LAS”)，一取代的支鏈和任意的C10-C20烷基硫酸鹽(“AS”)、不飽和硫酸鹽如油烯基硫酸鹽、C10-C18烷基烷氧基硫酸鹽(“AExS”；尤其是EO 1-7乙氧基硫酸鹽)和式為CH3(CH2)x(CHOSO3-M+)CH3和CH3(CH2)y(CHOSO3-M+)CH2CH3的C10-C18二取代(2，3)的烷基硫酸鹽、其中x和(y+1)是至少約為7的整數(shù)，優(yōu)選至少約為9的整數(shù)，M是一種水溶性的陽離子，尤其是鈉。
在本發(fā)明的漿料中很有用的其它表面活性劑實例任選地包括C10-C18烷基烷氧基羧酸鹽(尤其是EO 1-5乙氧基羧酸鹽)、C10-18甘油醚、C10-C18烷基聚糖苷和它們對應(yīng)的聚糖苷硫酸鹽，和C12-C18α-磺化脂肪酸酯。如果需要，常規(guī)的非離子和兩性表面活性劑也可被包括在全部的組合物中，該非離子和兩性表面活性劑例如，C12-C18烷基乙氧基化物(“AE”)，包括所謂的窄峰的烷基乙氧基化物和C6-C12烷基苯酚烷氧基化物(尤其是乙氧基化物和混合的乙氧基/丙氧基)、C12-C18甜菜堿和硫代甜菜堿(“sultaines”)、C10-C18氧化胺和類似物，。也可以使用C10-C18N-烷基聚羥基脂肪酸酰胺。典型的實例包括C12-C18N-甲基葡糖酰胺。參見世界專利WO 9,206,154。其它的從糖衍生的表面活性劑包括N-烷氧基聚羥基脂肪酸酰胺，例如，C10-C18N-(3-甲氧基丙基)葡糖酰胺。對低泡的表面活性劑，可用從N-丙基到N-己基的C12-C18葡糖酰胺。也可使用C10-C20的常規(guī)皂。如果需要高泡的表面活性劑，可使用支鏈的C10-C16的皂。陰離子和非離子表面活性劑的混合物尤其有用。其它常規(guī)的很有用的表面活性劑列在標準文獻中。
干燥的洗滌原料本發(fā)明方法的起始干燥的洗滌原料優(yōu)選包括一種洗滌硅鋁酸鹽助洗劑和碳酸鈉，該硅鋁酸鹽助洗劑作為硅鋁酸鹽離子交換材料使用。本文使用的作為洗滌助洗劑的硅鋁酸鹽離子交換材料優(yōu)選地具有高的鈣離子交換能力和高的交換速率。并不打算從理論上限制本文，可以相信，這樣高的鈣離子交換速率和能力是幾種相關(guān)因素的作用，這幾種相關(guān)因素源于硅鋁酸鹽離子交換材料的制備方法。在那方面，本發(fā)明使用的硅鋁酸鹽離子交換材料優(yōu)選根據(jù)Corkill等人的美國專利No.4,605,509(Procter & Gamble)來制備，該專利的公開內(nèi)容納入本文作為參考文獻。
優(yōu)選地，硅鋁酸鹽離子材料是“鈉”的形式，因為本發(fā)明的硅鋁酸鹽的鉀和氫的形式?jīng)]有顯示出如鈉形式所提供的那樣高的離子交換速率和能力。此外，該硅鋁酸鹽離子交換材料優(yōu)選是過度干燥的形式，以便能促進本文描述的松脆的洗滌附聚物的制備。本文使用的硅鋁酸鹽離子交換材料優(yōu)選具有顆粒尺寸的直徑，該尺寸直徑的硅鋁酸鹽離子交換材料作為洗滌助洗劑充分發(fā)揮了它們的功效。在本文使用的術(shù)語“顆粒尺寸的直徑”代表用常規(guī)分析技術(shù)如顯微測量和掃描電子顯微鏡(SEM)測量的特定的硅鋁酸鹽離子交換材料的平均顆粒尺寸。硅鋁酸鹽的優(yōu)選顆粒尺寸從約0.1微米到約10微米，更優(yōu)選從約0.5微米到約9微米。最優(yōu)選地，顆粒尺寸直徑從約1微米到約8微米。
優(yōu)選地，硅鋁酸鹽離子交換材料具有式Naz〔(AlO2)z·(SiO2)y〕xH2O其中z和y是至少為6的整數(shù)，z對y的摩爾比從約1到約5，且x從約10到約264。更優(yōu)選地，硅鋁酸鹽具有式Na12〔(AlO2)12·(SiO2)12〕xH2O其中x從約20到約30，優(yōu)選約27。這些優(yōu)選的硅鋁酸鹽是可以買到的，例如沸石A、沸石B和沸石X的牌號。另一種可選擇的方式，適于在本文使用的自然界存在的或合成的衍生硅鋁酸鹽離子交換材料能根據(jù)Krummel等人的美國專利No.3,985,669描述的方法來制備，該專利的公開內(nèi)容納入本文作為參考文獻。
本文使用的硅鋁酸鹽的進一步的特征在于它們的離子交換能力，該離子交換能力在無水基礎(chǔ)上計算至少為約200mg當(dāng)量的CaCO3硬度/克，優(yōu)選的范圍從約300到352mg當(dāng)量的CaCO3硬度/克。此外，本發(fā)明的硅鋁酸鹽離子交換材料的進一步的特征還在于它們的鈣離子交換速率，該速率至少為約2格令Ca++/加侖/分鐘/-克/加侖，更優(yōu)選的范圍從約2格令Ca++/加侖/分鐘/-克/加侖到約6格令Ca++/加侖/分鐘/-克/加侖。
另一個也能在前文描述的方法中作為涂層劑使用的非?？尚械闹磩┎牧习ň哂惺?Mx)iCay(CO3)z的材料，其中，x和i是從1到15的整數(shù)，y是從1到10的整數(shù)。z是從2到25的整數(shù)，Mi是陽離子，至少其中之一是水溶性的，并且該式滿足方程∑i＝1-5(xi乘以Mi的化合價)+2y＝2z，因此該式具有中性或“平衡”電荷?？梢约尤胨献饔玫乃蜿庪x子而不是碳酸鹽，條件是，全部的電荷是平衡的或中性的。這種陰離子的電荷或化合價的影響應(yīng)該加到上述方程式的右邊。
優(yōu)選地，水溶性陽離子選自下列物質(zhì)氫、水溶性金屬、氫、硼、銨、硅和它們的混合物。更優(yōu)選地，選自鈉、鉀、氫、鋰、銨和它們的混合物，鈉和鉀是最優(yōu)選的。非碳酸鹽陰離子的非限制實例包括選自下列基團的那些物質(zhì)氯、硫酸鹽、氟、氧、氫氧化物、二氧化硅、鉻酸鹽、硝酸鹽、硼酸鹽和它們的混合物。在它們的最簡單形式中的這種類型的優(yōu)選助洗劑選自下列物質(zhì)Na2Ca(CO3)2、K2Ca(CO3)2、Na2Ca2(CO3)3、NaKCa(CO3)2、NaKCa2(CO3)3、K2Ca2(CO3)3和它們的組合物。本文描述的特別優(yōu)選的助洗劑材料是Na2Ca(CO3)2，它可以是它的任何結(jié)晶變形形式。
上述定義的類型的合適助洗劑通過包括下列礦物質(zhì)的任何一個或組合物的天然或合成形式來進一步說明阿鈣霞石、水鈉鈣鈾礦、鉀桿沸石Y、碳鉍鈣石、碳硼鎂鈣石、黃菱鍶鈰礦、水碳酸鉀鈣石、鈣霞石、石鈰鈉石、碳硅堿鈣石、鉀鈣霞石、碳釔鍶石Y、碳鉀鈣石、鐵碳硅鋁鉛石、弗鈣霞石、碳硼錳鈣石、單斜鈉鈣石、Girvasite、鈦鐵礦、硫碳鈣錳石、Kzmphaugite Y、氟碳酸鹽鉍鈣石、Khanneshite、LepersonniteGd、利鈣霞石、碳鋇釔礦Y、微堿鈣霞石、碳碲鈣石、尼炭鈉鈣石、尼碳鈉鈣石、RemonditeCe、薩鉀鈣霞石、板碳鈾礦、碳酸鈉鈣石、碳硅鋁鉛石、碳鈉鈣鋁石、硫硅鈣鉀石、銅泡石、硫酸鈣霞石和Zemkorite。優(yōu)選礦物形式包括尼碳鈉鈣石、碳鉀鈣石和碳酸鈉鈣石。
附屬洗滌成分本發(fā)明方法中的起始干燥的洗滌原料能包括額外的洗滌成分和/或，任何數(shù)目的額外洗滌成分在本發(fā)明方法以后的步驟中能摻入洗滌組合物中。這些附屬洗滌成分包括其它的洗滌助洗劑、漂白劑、漂白加速劑、增泡劑或消泡劑、抗消光劑和抗腐蝕劑、污垢懸浮劑、污垢隔離劑、殺菌劑、pH調(diào)節(jié)劑、非助洗劑的堿性源、螯合劑、酯狀粘土、酶、酶穩(wěn)定劑和香料。參見Baskerville、Jr.等人的美國專利3,936,537，公開于1976年2月3日，該專利納入本文作為參考文獻。
其它助洗劑通常可選自各種水溶性的堿金屬、磷酸銨或取代的磷酸銨、多磷酸鹽、膦酸鹽、多膦酸鹽、碳酸鹽、硼酸鹽、聚羥基硫酸鹽、聚乙酸鹽、羧酸鹽和聚羧酸鹽。優(yōu)選為堿金屬和上述的鹽，該堿金屬尤其是鈉。本文優(yōu)選使用的是磷酸鹽、碳酸鹽、C10-18脂肪酸、聚羧酸鹽和它們的混合物。更優(yōu)選的是三聚磷酸鈉、焦磷酸四鈉、檸檬酸鹽、酒石酸單-或雙-琥珀酸鹽和它們的混合物(參見下述)。
與非晶型硅酸鈉類相比，晶型多層硅酸鈉類顯示了明顯增加的鈣和鎂離子交換能力。此外，多層硅酸鈉類優(yōu)選交換鎂離子而不是鈣離子，有必要確定的一個特征是基本上所有的“硬度”從洗滌水中去除。然而，這些晶型多層硅酸鈉類通常比非晶形硅酸鹽和其它助洗劑價格貴。因此，為了提供經(jīng)濟和方便的洗衣用洗滌劑，所用的晶型多層硅酸鈉類的比例必須明智地確定。
適合本文使用的晶型多層硅酸鈉類優(yōu)選具有式NaMSixO2x+1·yH2O其中，M是鈉或氫，x從約1.9到約4，y從約0到約20。更優(yōu)選地，晶型多層硅酸鈉類具有式NaMSi2O5·yH2O其中，M是鈉或氫，y從約0到約20。這些和其它的晶型多層硅酸鈉類在Corkill等人的美國專利No.4,605,509中被討論，該專利在先已納入本文作為參考文獻。
無機磷酸鹽助洗劑的特殊實例是三聚磷酸鈉和鉀、焦磷酸鹽、聚合度從約6到21的聚合的偏磷酸鹽、正磷酸鹽。多膦酸鹽助洗劑的實例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。其它的磷助洗劑化合物公開在美國專利3,159,581；3,213,030；3,422,021；3,422,137；3,400,176和3,400,148中，所有這些專利納入本文作為參考文獻。
非磷無機助洗劑的實例是四硼酸鹽的十水合物和硅酸鹽，該硅酸鹽的SiO2對堿金屬氧化物的重量比率從約0.5到約4.0，優(yōu)選從約1.0到約2.4。在本文中很有用的水溶性的非磷有機助洗劑包括各種堿金屬、聚乙酸銨和取代的聚乙酸銨、羧酸鹽、聚羧酸鹽和聚羥基硫酸鹽。聚乙鹽和聚羧酸鹽助洗劑的實例是下列酸的鈉、鉀、鋰、銨和取代的銨的鹽亞乙基二胺四乙酸、次氮基三乙酸、氧基二琥珀酸、苯六甲酸、苯多甲酸和檸檬酸。
聚合的多羧酸鹽助洗劑描述在Diehl的、公開于1967年3月7日的美國專利3,308,067中，該專利的公開內(nèi)容納入本文作為參考文獻。這樣的材料包括脂族羧酸的均聚物或共聚物的水溶性鹽，這樣的脂族羧酸例如，馬來酸、衣康酸、中康酸、富馬酸、烏頭酸、檸康酸和亞甲基馬來酸。這些材料中的一部分作為本文后面描述的水溶性陰離子聚合物很有用，但是僅在與不是肥皂的陰離子表面活性劑緊密混合下有用。
用于本發(fā)明的其它合適的聚羧酸鹽是聚縮醛羧酸鹽，描述在Crutchfield等人的、公開于1979年3月13日的美國專利4,144,226和Crutchfield等人的、公開于1979年3月27日的美國專利4,246,495中，兩個專利都納入本文作為參考文獻。這些聚縮醛羧酸鹽能通過在聚合條件下將二羥乙酸的酯和聚合引發(fā)劑聚集在一起來制備。然后將得到的聚縮醛羧酸酯連接在化學(xué)穩(wěn)定的端基上，以使聚縮醛羧酸酯在堿性溶液中穩(wěn)定，避免迅速解聚，然后轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的鹽并加入洗滌組合物中。特別優(yōu)選的聚羧酸鹽助洗劑是醚羧酸鹽助洗劑組合物，該助洗劑組合物包括酒石酸單琥珀酸鹽和酒石酸二琥珀酸鹽的組合物，描述在Bush等人的、公開于1987年5月5日的美國專利4,663,071中，該專利的公開內(nèi)容納入本文作為參考文獻。
漂白劑和加速劑描述在Chung等人的、公開于1983年11月1日的美國專利4,412,934和Hartman的、公開于1984年11月20日的美國專利4,483,781中，兩個專利都納入本文作為參考文獻。螯合劑也描述在Buch等人的美國專利4,663,071中，從第17列54行到第18列68行，該專利納入本文作為參考文獻。污垢修飾劑也是任選成分，描述在Bartoletta等人的、公開于1976年1月20日的美國專利3,933,672和Gault等人的、公開于1979年1月23日的美國專利4,136,045中，兩個專利都納入本文作為參考文獻。
本發(fā)明使用的合適的酯狀粘土描述在Tucker等人的、公開于1988年8月9日的美國專利4,762,645中，從第6列3行到第7列24行，該專利納入本文作為參考文獻。本發(fā)明使用的合適的額外洗滌助劑列在Baskerville的專利中，從第13列54行到第16列16行，和Bush等人的、公開于1987年5月5日的美國專利4,663,071中，兩個專利都納入本文作為參考文獻。
為了使本發(fā)明更容易理解，參閱下列實施例，這些實施例僅僅是為了說明本發(fā)明而不是在范圍上限制本發(fā)明。
實施例1該實施例說明了本發(fā)明制備以附聚物形式存在的、自由流動的、松脆的、高密度洗滌組合物的方法。各種洗滌起始成分的兩個填料液流持續(xù)以1270kg/hr的速率加入Ldige CB-30混合器/增稠器中，其中一個液流包括含表面活性劑和不含水粘結(jié)劑的表面活性劑漿料、聚乙二醇，另一個液流包括含硅鋁酸鹽和碳酸鈉的起始干燥的洗滌原料。在Ldige CB-30混合器/增稠器中的柱子的旋轉(zhuǎn)速率約為1400rpm，平均停留時間約為10秒。從Ldige CB-30混合器/增稠器中出來的物質(zhì)持續(xù)加入到Ldige KM 600混合器/增稠器中，以在約6分鐘的平均停留時間過程中進一步附聚。然后將得到的洗滌附聚物加入流化床干燥器中，然后再加入到流化床冷卻器中，平均停留時間分別為約10分鐘和15分鐘。涂層劑硅鋁酸鹽約在中途加入到中速混合器/增稠器16中，以控制和防止過度附聚。然后將洗滌附聚物用常規(guī)篩選器篩選，得到均勻的顆粒尺寸分布。從流化床冷卻器排出的洗滌附聚物的組成列在下表I中。
表I成分占全部進料的重量百分比％C14-15烷基硫酸鹽 22.5C12.3線性烷基苯磺酸鹽2.5硅鋁酸鹽 35.2碳酸鈉 21.0聚乙二醇(MW 4000)1.5可混溶物(水等) 12.3100.0包括香料、酶和其它少量物質(zhì)的額外洗滌成分如在上述精整步驟中描述的那樣噴在附聚物上，得到與噴霧干燥的顆粒以60∶40的重量比(附聚物∶噴霧干燥的顆粒)混合的精整過的洗滌組合物。通過本發(fā)明方法制備的全部精整過的洗滌組合物的相對比例列在下表II中表II成分(％重量)C14-15烷基硫酸鹽/C12.3線性烷基苯磺酸鹽16.3Neodol 23-9.511.8聚丙烯酸鹽(MW＝4500) 3.2聚乙二醇(MW 4000) 1.7硫酸鈉5.7硅鋁酸鹽 26.3碳酸鈉33.1蛋白酶0.4淀粉酶0.1脂肪酶0.2纖維素酶 0.1少量物質(zhì)(水、香料等) 11.1100.01C12-13烷基乙氧基化物(EO＝9)從Shell油品公司購買。
得到的充分調(diào)整過的洗滌組合物的密度為561g/l，中等顆粒的尺寸為450微米。附聚物單獨的密度為810g/l。
實施例2該實施例說明的是本發(fā)明的另一個方法，該方法中，按照實施例1所述方法進行各步驟，所不同的是，涂層劑，即硅鋁酸鹽在流化床冷卻器之后加入，與在中速混合器/增稠器中加入相反。加入涂層劑后從流化床冷卻器中排出的洗滌附聚物的組成列在下表III中表III成分占全部進料的重量百分比％C14-15烷基硫酸鹽22.7C12-13線性烷基苯磺酸鹽 7.6
硅鋁酸鹽 34.5碳酸鈉 21.2聚乙二醇(MW 4000)1.5可混溶物(水、香料等) 12.5100.0包括香料、增白劑和酶的額外的洗滌成分噴射在描述于上述精整步驟中的附聚物上，以得到與噴霧干燥的顆粒以60∶40的重量比(附聚物∶噴霧干燥的顆粒)混合的精整過的洗滌組合物。通過本發(fā)明方法制備的全部精整過的洗滌組合物的相對比例列在下表IV中表IV成分 (％重量)C14-15烷基硫酸鹽/C12-13線性烷基苯磺酸鹽16.3Neodol 23-9.511.8聚丙烯酸鹽(MW＝4500) 3.2聚乙二醇(MW 4000) 1.7硫酸鈉 5.7硅鋁酸鹽 26.3碳酸鈉 33.1蛋白酶 0.4淀粉酶 0.1脂肪酶 0.2纖維素酶 0.1少量物質(zhì)(水、香料等) 11.1100.01C12-13烷基乙氧基化物(EO＝9)從Shell油品公司購買。
得到的洗滌組合物的密度為561g/l，中等顆粒的尺寸為450微米。附聚物單獨的密度為860g/l。
閱讀了本發(fā)明詳細描述的這些內(nèi)容，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很清楚地知道，不離開本發(fā)明的范圍就可以進行各種變化。本發(fā)明并不限制于本說明書描述的部分。
權(quán)利要求
1.連續(xù)制備高密度洗滌組合物的方法，其特征在于下列步驟(a)在高速混合器/增稠器中將洗滌表面活性劑漿料和干燥的起始洗滌原料連續(xù)混合，以獲得洗滌附聚物，其中所述的表面活性劑漿料包括按所述的表面活性劑漿料重量計算，從0.1％到50％的不含水的粘結(jié)劑、從30％到95％的洗滌用表面活性劑，余量為水；(b)在中速混合器/增稠器中混合所述的洗滌附聚物，以進一步稠化和附聚所述的洗滌附聚物；和(c)干燥所述的洗滌附聚物以生成所述的高密度洗滌組合物。
2.權(quán)利要求1中的方法，其中所述的干燥的起始原料的特征在于助洗劑，該助洗劑選自下列物質(zhì)硅鋁酸鹽、晶型多層硅酸鹽、碳酸鈉、Na2Ca(CO3)2、K2Ca(CO3)2、Na2Ca2(CO3)3、NaKCa(CO3)2、NaKCa2(CO3)3、K2Ca2(CO3)3和它們的混合物。
3.權(quán)利要求1-2中的方法，其中所述的粘結(jié)劑具有100cps和100,000cps的粘度。
4.權(quán)利要求1-3中的方法，其特征在于在所述的中速混合器/增稠器之后添加涂層劑的步驟，其中所述的涂層劑選自硅鋁酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽和它們的混合物。
5.權(quán)利要求1-4中的方法，其中所述的粘結(jié)劑選自下列物質(zhì)陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸鹽、檸檬酸和它們的混合物。
6.權(quán)利要求1-5中的方法，其中在所述的高速混合器/增稠器中的所述的洗滌附聚物的平均停留時間范圍為從2秒到45秒。
7.權(quán)利要求1-6中的方法，其中在所述的中速混合器/增稠器中的所述的洗滌附聚物的平均停留時間范圍為從0.5分鐘到15分鐘。
8.權(quán)利要求1-7中的方法，其中所述的粘結(jié)劑是聚乙二醇。
9.權(quán)利要求1-8中的方法，其中所述的粘結(jié)劑具有溫度從35℃到70℃的熔點。
10.連續(xù)制備高密度洗滌組合物的方法，其特征在于下列步驟(a)在高速混合器/增稠器中將洗滌表面活性劑漿料和干燥的起始洗滌原料連續(xù)混合，該干燥的起始洗滌原料的特征在于選自下列物質(zhì)的助洗劑硅鋁酸鹽、晶型多層硅酸鹽、碳酸鈉、Na2Ca(CO3)2、K2Ca(CO3)2、Na2Ca2(CO3)3、NaKCa(CO3)2、NaKCa2(CO3)3、K2Ca2(CO3)3和它們的混合物，以獲得洗滌附聚物，其中所述的表面活性劑漿料包括按所述的表面活性劑漿料的重量計，從0.1％到50％的不含水的粘結(jié)劑、從70％到95％的洗滌用表面活性劑，余量為水，所述的表面活性劑漿料對所述的干燥的洗滌原料的重量比率為從1∶10到10∶1；(b)在中速混合器/增稠器中混合所述的洗滌附聚物，以進一步稠化和附聚所述的洗滌附聚物；(c)干燥所述的洗滌附聚物；和(d)加入一種涂層劑以獲得所述的具有密度至少為650g/l的高密度洗滌組合物。
全文摘要
本文提供了一種制備具有密度至少為650g/l的高密度洗滌附聚物的方法。該方法包括下述步驟:(a)在高速混合器/增稠器中連續(xù)混合洗滌表面活性劑漿料和干燥的起始洗滌原料,以獲得洗滌附聚物,其中所述的表面活性劑漿料包括按所述的表面活性劑漿料重量計算,不含水的粘合劑從約0.1%到約50%、洗滌表面活性劑從約70%到約95%,余量為水,(b)在中速混合器/增稠器中混合洗滌附聚物,以進一步稠化和附聚洗滌附聚物;和(c)干燥上述的洗滌附聚物,以生成高密度洗滌組合物。該方法可以包括一種或多種附加操作步驟,例如在中速混合器/增稠器后加入涂層劑以促進和控制附聚作用。
文檔編號C11D3/37GK1202198SQ9619823
公開日1998年12月16日 申請日期1996年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月14日
發(fā)明者S·W·凱普奇, D·R·納斯安奧 申請人:普羅格特-甘布爾公司