СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛ МОЮЩЕГО СРЕДСТВА Российский патент 2007 года по МПК C11D11/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу получения моющих композиций с использованием процесса гранулирования, в котором твердые вещества и жидкие связующие смешивают в механическом грануляторе, а затем еще одно жидкое связующее впрыскивают в гранулятор с низким сдвиговым усилием, такой как гранулятор с псевдоожиженным слоем.

Предпосылки изобретения

Традиционно порошки моющих средств получают распылительной сушкой. Однако процесс распылительной сушки является и дорогостоящим, и энергоемким, а получаемые продукты занимают довольно большой объем, поскольку имеют относительно маленькую объемную плотность.

Стремление получать порошки с большей объемной плотностью привело к разработке способов, в которых в основном применяют смешение без использования распылительной сушки. Эти методы смешения обеспечивают большую гибкость при проведении процессов получения на одном предприятии порошков различных составов за счет последующего дозирования различных компонентов после проведения первичной стадии грануляции. Полученные в итоге порошки имеют относительно большую объемную плотность, которая желательна для некоторых форм конечного продукта. Однако многие из этих не использующих распыление методов сушки не подходят для получения порошков с широким диапазоном объемных плотностей и, в частности, для получения порошков с низкой объемной плотностью.

Один из типов процессов, в которых не применяется распылительная сушка и при использовании которых могут быть получены значения объемных плотностей, являющиеся промежуточными между теми, которые получают для порошков методом распылительной сушки и без использования распылительной сушки, предусматривает применение гранулятора с низкой скоростью сдвига, обычно устройства с псевдоожиженным слоем. Несмотря на то что процесс гранулирования в псевдоожиженном слое сам по себе позволяет осуществить хороший контроль над величиной объемной плотности, остаются проблемы, связанные с плохой диспергируемостью полученного продукта.

В европейской заявке EP-A-360330 приводится способ, в котором основной порошок, полученный распылительной сушкой, распыляют вместе со связующим, содержащим жирную кислоту и неионогенное поверхностно-активное вещество (ПАВ), в смесителе с низкой скоростью сдвига с целью улучшения диспергируемости конечного продукта.

Тем не менее, заявитель обнаружил, что для гранулированных порошков подобное покрытие не позволяет добиться удовлетворительной способности к диспергированию.

Для повышения качества порошка в целом важно найти правильный баланс между быстрой диспергируемостью и достаточно быстрой растворимостью. Методы, которые применяют для улучшения диспергируемости, не должны ухудшать растворимость ниже допустимых пределов. В то же время улучшение диспергируемости порошка должно быть устойчивым, в частности, устойчивым в процессе переработки и транспортирования продукта, когда возможно разрушение частиц.

Авторы обнаружили, что способность к диспергированию материалов, полученных без применения распылительной сушки, значительно улучшается при использовании способа гранулирования, в котором твердые вещества проходят двухступенчатый процесс гранулирования, при этом вторую стадию проводят в грануляторе с низкой скоростью сдвига, таком как гранулятор с псевдоожиженным слоем, а жидкое связующее применяют на обеих стадиях гранулирования.

Сущность изобретения

В настоящем изобретении заявляется способ получения гранул моющего средства, который включает:

(i) первую стадии смешения в механическом грануляторе (тип которого указан далее) твердого компонента и первого жидкого связующего, с получением порошка; и

(ii) вторую стадию смешения в грануляторе с низкой скоростью сдвига порошка, полученного на стадии (i), и второго жидкого связующего, с получением указанных гранул моющего средства;

при этом состав указанного второго жидкого связующего отличается от состава указанного первого связующего, а массовое отношение первого жидкого связующего ко второму жидкому связующему составляет от 15:1 до 1:1, предпочтительно от 10:1 до 1:1, еще более предпочтительно от 5:1 до 1:1 и наиболее предпочтительно от 3:1 до 2:1.

Подробное описание изобретения

Способ по настоящему изобретению может осуществляться, в зависимости от необходимости, как в периодическом, так и в непрерывном режиме.

Жидкие связующие

Термин «жидкое связующее» относится к материалу или материалам, которые являются жидкостями или по крайней мере могут подаваться насосом при температуре, при которой они загружаются в механический гранулятор на стадии (i) или в гранулятор с низкой скоростью сдвига на стадии (ii) соответственно. Для стадии (i) указанная температура предпочтительно составляет по крайней мере 80°С и еще более предпочтительно составляет не более 120°С. Для стадии (ii) указанная температура предпочтительно составляет от 40°С до 120°С и еще более предпочтительно от 60°С до 100°С.

Первое жидкое связующее преимущественно содержит анионактивное ПАВ, которое может быть в нейтрализованной форме и/или в форме кислоты, которую необходимо нейтрализовать щелочным нейтрализующим агентом, составляющим по крайней мере часть твердого компонента. Количество анионактивного ПАВ в первом связующем преимущественно составляет от 25% до 75% от массы первого связующего.

Неионогенное ПАВ и мыло и/или жирная кислота предпочтительно включаются в состав первого или второго связующего, наиболее предпочтительно в состав и первого, и второго связующего.

Любую жирную кислоту необходимо нейтрализовать щелочным нейтрализующим агентом, который составляет по крайней мере часть других материалов, используемых в способе. Нейтрализующий агент преимущественно, по крайней мере частично, входит в состав порошка, получаемого на стадии (i).

Первое и второе жидкие связующие должны иметь разный состав. Массовое отношение синтетического немыльного анионактивного ПАВ к неионогенному ПАВ в первом жидком связующем предпочтительно превышает 1:4, более предпочтительно составляет от 1:2 до 3:1 и еще более предпочтительно составляет от 1:1 до 2:1. Массовое отношение синтетического немыльного анионактивного ПАВ к неионогенному ПАВ во втором жидком связующем предпочтительно составляет от 0:1 до 1:4.

Большинство, предпочтительно - практически все первые жидкие связующие содержат мыло и/или жирную кислоту, а также неионогенное ПАВ. И вновь, любая жирная кислота предпочтительно должна быть нейтрализована in situ в процессе гранулирования.

В том случае, когда неионогенное ПАВ и жирную кислоту и/или мыло используют как в первом, так и во втором жидком связующем, компонент, содержащий эти вещества, может быть одинаковым в обоих связующих (т.е. в обоих случаях они могут быть одними и теми же веществами с теми же массовыми отношениями). Массовое отношение неионогенного ПАВ к жирной кислоте и/или мылу преимущественно такое же или больше, что и отношение указанных компонентов во втором связующем.

Для получения правильного баланса между высокой способностью к диспергированию и растворимостью важно соблюдать правильный баланс между первым и вторым используемым связующим. Если берут слишком малое количество второго связующего, то гранулы лишь частично гранулируются вторым связующим, что может привести к получению меньшего, чем оптимальное, улучшению способности к диспергированию, особенно в том случае, когда в процессе переработки возможно разрушение частиц. С другой стороны, слишком большое количество второго связующего приведет к неприемлемому ухудшению способности к растворению. По этой причине массовое отношение первого жидкого связующего ко второму жидкому связующему предпочтительно составляет от 15:1 до 1:1, предпочтительно от 10:1 до 1:1, еще более предпочтительно от 5:1 до 1:1 и еще более предпочтительно от 3:1 до 2:1. В качестве альтернативы второе жидкое связующее может составлять от 10 до 50 мас.%, более предпочтительно от 15 до 30 мас.% от общего количества первого жидкого связующего и второго жидкого связующего. Предпочтительно также, чтобы массовое отношение жидкого неионогенного ПАВ к мылу или жирной кислоте во вторых жидких связующих составляло по крайней мере 1:1, предпочтительно по крайней мере 2:1 и предпочтительно не более 5:1.

Как уже указывалось, анионактивное ПАВ вещество может быть получено in situ в соответствующем грануляторе (грануляторах) путем реакции между кислотным предшественником анионактивного ПАВ и нейтрализующим агентом, таким как щелочной металл, преимущественно натрий, щелочью, такой как карбонат, бикарбонат или гидроксид или их смесь. Однако предпочтительно анионактивное ПАВ вводят предварительно нейтрализованным, наиболее предпочтительно - в виде смеси с другими компонентами жидкого связующего.

Далее, как уже указывалось, любое мыло в составе жидкого связующего предпочтительно получают in situ нейтрализацией жирной кислоты щелочным агентом, таким как карбонат или гидроксид щелочного металла. Однако оно может быть добавлено в виде мыла как такового в смеси с другими компонентами жидкого связующего.

Типичная длина цепи в молекуле подходящих жирных кислот и мыла составляет от 10 до 22 атомов углерода.

Общее содержание воды во всех компонентах, используемых на стадии (i) плюс стадии (ii), предпочтительно не превышает 25 мас.% от общего количества жидкого связующего, а еще более предпочтительно - не более 10 мас.%. Если содержание воды превышает 10%, то предпочтительно проводят сушку на стадии (i) или на следующей стадии, например, с помощью нагретого воздуха. Вода может добавляться в количестве от 0,5 до 10% от массы конечной композиции моющего средства. Тем не менее, наиболее предпочтителен вариант, когда содержание воды во всех веществах, которые добавляются на стадиях (i) и (ii), составляет менее 10% от общей массы этих веществ.

Твердый компонент

По крайней мере, некоторые из твердых компонентов предпочтительно должны быть получены без использования метода распылительной сушки. Более предпочтителен вариант, когда более 50% от массы компонентов, а еще более предпочтительно 75% от массы компонентов получено без использования распылительной сушки.

Твердый компонент преимущественно содержит один или несколько моющих компонентов и/или растворимых в воде солей, например, растворимых в воде неорганических солей. К ним относятся щелочные реагенты по выбору, которые могут быть использованы для нейтрализации жирных кислот in situ, как описано ранее.

На стадии (i) массовое отношение жидкого связующего к твердому компоненту должно преимущественно составлять от 1:9 до 2:5, еще более предпочтительно от 1:7 до 1:3.

Введение алюмосиликатов может также улучшить сыпучие свойства гранул, хотя может негативно сказаться на их поведении при диспергировании. Поэтому следует избегать использования улучшающих сыпучесть добавок или же их содержание должно быть минимальным, в частности составлять менее 2% от массы гранул. Тем не менее это не препятствует использованию в структуре гранул большего количества алюмосиликата (улучшающая сыпучесть добавка применяется в основном для создания покрытия на внешней поверхности гранул).

Хорошо известен, например, описан в «Surfactants in Consumer Products», Springer Verlag, 1987, pp.411-413, принцип добавления «формирующего слой агента» (обычно алюмосиликата) на конечной стадии процесса механического гранулирования моющих средств в способе без использования распылительной сушки

Присутствие алюмосиликатов, как кристаллических, так и/или аморфных, приемлемо в конечных гранулах в количестве от 10 до 60 мас.%, предпочтительно в количестве от 15 до 50% от массы полученного гранулированного моющего средства. По выбору до 90%, а более предпочтительно до 70% указанных алюмосиликатов могут быть замещены одним или несколькими другими порошковыми адсорбентами, например, выбранными из глины, кварца, кальцита, нерастворимых силикатных солей, таких как силикат магния. Цеолитом, который применяют в большинстве промышленных композиций порошковых моющих средств, является цеолит А. Однако предпочтительно может использоваться цеолит P (цеолит MAP), который описан и заявлен в европейской заявке EP-A-384070. Цеолит MAP представляет собой алюмосиликат щелочного металла Р-типа, в котором отношение кремния к алюминию не превышает 1,33, преимущественно не превышает 1,5 и еще более предпочтительно не превышает 1,07.

В общем случае любая растворимая в воде соль, которая целиком составляет твердый компонент или является частью твердого компонента, может включать одну или более растворимых в воде неорганических и/или органических солей. Указанные соли могут быть выбраны из растворимых в воде неорганических солей в качестве неорганических щелочных агентов, например, выбраны из гидроксидов или силикатов щелочного металла, связующих на основе фосфата щелочного металла, таких как триполифосфаты, а также углекислых реагентов, которые обычно выбирают из одного или нескольких веществ, таких как карбонаты, гидрокарбонаты и бикарбонаты щелочного металла, преимущественно из указанных солей натрия, а также из буркеита. В качестве альтернативы или дополнительно могут быть использованы растворимые в воде органические соли, такие как соли щелочных металлов органических кислот, например, карбоновых, дикарбоновых и высших карбоновых кислоты, например, уксусной кислоты, лимонной кислоты, глютаровой кислоты и янтарной кислоты. Опять же, предпочтительны соли натрия.

Подходящие не щелочные неорганические соли могут быть выбраны из сульфатов и хлоридов щелочного металла.

Предпочтительными солями щелочного металла являются соли натрия или калия.

Преимущественно на стадии гранулирования (i) вводится не более 9% растворимых в воде солей от массы гранул моющего средства, более предпочтительно не более 7 мас.%, а еще более предпочтительно 0 мас.%.

Общее содержание подобных солей в гранулах, полученных по окончании стадии (ii), составляет от 7% до 30%, более предпочтительно от 10 до 25 от массы указанных гранул.

Средний размер частиц d_3,2 растворимых в воде солей преимущественно не превышает 90 мкм, предпочтительно не превышает 80 мкм, более предпочтительно составляет не более 70 мкм, еще более предпочтительно составляет не более 60 мкм, наконец, еще более предпочтительно составляет не более 50 мкм и наиболее предпочтительно составляет не более 40 мкм. Минимальный средний размер частиц d_3,2 твердых углекислых нейтрализующих агентов составляет 1 мкм, более предпочтительно 4 мкм и наиболее предпочтительно 10 мкм.

Под «средним размером d_3,2» понимают усредненный по площади средний диаметр, который определяется уравнением:

где n_i обозначает количество частиц размерного класса i

D_i обозначает величину среднего диаметра размерного класса i

M обозначает количество размерных классов.

Естественно, указанный средний размер частиц d_3,2 может быть изначально у исходного продукта или же может быть получен путем перемалывания образца. Его можно также получить путем смешения двух или большего количества исходных материалов с разной морфологией.

Устройство для гранулирования

На стадии (i) изобретение требует использования механического гранулятора. Преимущественно он должен представлять собой тип гранулятора, в котором применяются движущиеся лопасти. Однако в описании настоящего изобретения термин "механический" гранулятор обозначает любой гранулятор, которые не состоит исключительно из колонны для распылительной сушки, а включает также гранулятор с низкой или высокой скоростью сдвига, в котором смешиваются материалы, например гранулятор, в котором используются лопасти, или поворотные барабаны, или используется метод газификации. Он может представлять собой комбинацию указанных агрегатов. Последующая стадия (i) не препятствует использованию некоторых или всех твердых компонентов, которые содержат материалы, полученные распылительной сушкой.

Подходящие механические грануляторы включают высокоскоростные миксеры/грануляторы, такие как установка Lodige^R CB, или миксеры с умеренной скоростью, такие как установка Lodige^R KM. Другое подходящее оборудование включает серию установок Drais^R T160, которые изготавливает компания Drais Werke GmbH, Германия; миксер Littleford с внутренними режущими пластинами ударного типа и мелющий миксер турбинного типа, у которого на одной оси находится несколько режущих пластин. В смесительном грануляторе с низкой или высокой скоростью сдвига часто функции перемешивания и/или режущего действия могут выполняться независимо друг от друга. Предпочтительными типами смесительных грануляторов с низкой или высокой скоростью сдвига являются смесители серии Fukae^R FS-G; серии Diosna^R V, которые выпускаются компанией Dierks & Sohne, Германия; Pharma Matrix^R, выпускаемые T.K.Fielder Ltd, Великобритания. Другими смесителями, которые приемлемы для использования в способе по настоящему изобретению, являются смесители серии Fuji^R VG-C, которые выпускаются компанией Fuji Sangyo Co., Япония; смесители Roto^R, выпускаемые компанией Zanchetta & Co. srl, Италия; и гранулятор Schugi^R, выпускаемый компанией Flexomix.

Еще одним подходящим смесителем является смеситель периодического действия Lodige (Торговый знак) серии FM (смесители с плужными лемехами), выпускаемый компанией Morton Machine Col Ltd., Шотландия.

Стадия (ii) способа по настоящему изобретению требует использования гранулятора с низкой скоростью сдвига.

Предпочтительным гранулятором с низкой скоростью сдвига является тип гранулятора с газовым псевдоожиженным слоем, имеющий псевдоожиженную зону, в которой жидкое связующее впрыскивается внутрь или на поверхность твердого нейтрализующего агента. Однако может использоваться смеситель/гранулятор барабанного типа с низкой скоростью сдвига. В том случае, если гранулятор с низкой скоростью сдвига представляет собой тип гранулятора с газовым псевдоожиженным слоем, то иногда предпочтительно использовать оборудование, оснащенное вибрирующим псевдоожиженным слоем.

Если гранулятор с низкой скоростью сдвига представляет собой тип гранулятора с газовым псевдоожиженным слоем, то жидкое связующее может распыляться сверху и/или снизу и/или в середину псевдоожиженного слоя вещества, содержащего твердый нейтрализующий агент.

Если в качестве гранулятора с низкой скоростью сдвига используют гранулятор с газовым псевдоожиженным слоем, то он преимущественно работает при скорости воздуха вдоль поверхности, составляющей около 0,1-2,0 мс^-1, как при положительном, так и отрицательном относительном давлении, и с температурой поступающего воздуха в интервале от -10°С или 5°С до 80°С, а в некоторых случаях и до 200°С. Типичная рабочая температура внутри псевдоожиженного слоя составляет от комнатной до 60°С. В зависимости от способа целесообразно варьировать температуру (повышать и/или понижать в течение по крайней мере части процесса).

Гранулятор с низкой скоростью сдвига, который используют в способе по настоящему изобретению, может быть приспособлен для того, чтобы рециклировать «мелочь», т.е. порошкообразный или частично гранулированный материал с очень маленьким размером частиц, с тем чтобы он возвращался на вход гранулятора с низкой скоростью сдвига и/или на вход любого предварительного смесителя/гранулятора. Преимущественно мельчайшие частицы представляют собой вымытый из гранулятора материал, который находится в составе воздуха, выходящего из камеры псевдоожижения.

Гранулятор с псевдоожиженным слоем предпочтительно должен работать таким образом, чтобы твердое вещество контактировало бы с аэрозолем жидких компонентов, с тем чтобы выполнялось требование, заключающееся в том, что по отношению к массовому или объемному потоку аэрозоля (q_mliq или q_νliq) должна быть установлена такая избыточная скорость (U_е) газа, используемого для получения псевдоожиженного слоя, которую измеряют при нормированном расстоянии от сопла к псевдоожиженному слою (D₀), при которой потоковое число (FN_m или FN_ν), определяемое по формулам

или

(где ρ_p обозначает плотность частиц), имеет критическое значение, равное по крайней мере 2, в течение по крайней мере 30% времени протекания процесса.

Предпочтительно также, чтобы средний диаметр d_3,2 капель жидкого связующего, которое дозируют на стадии (ii), не превышал более чем в десять раз средний диаметр d_3,2 частиц фракции твердых веществ, в которых диаметр d_3,2 частиц составляет от 20 мкм до 200 мкм, при условии, что если более 90 мас.% твердого исходного вещества имеет средний диаметр частиц d_3,2 меньше 20 мкм, то средний диаметр d_3,2 всех исходных твердых веществ должен быть принят равным 20 мкм. Если более 90 мас.% твердого исходного вещества имеет средний диаметр частиц d_3,2 больше 200 мкм, то средний диаметр d_3,2 всего исходного твердого вещества должен быть принят равным 200 мкм.

Первое жидкое связующее преимущественно составляет от 30% до 90%, более предпочтительно от 60% до 80% от общей массы суммы первого жидкого связующего и второго жидкого связующего. Мельчайшие частицы, которые вымываются из псевдоожиженного слоя (стадия ii), могут быть возвращены в процесс с помощью известных методов рециркулирования. Мельчайшие частицы вещества можно рециркулировать на стадию (i) или стадию (ii). Материал предпочтительно рециркулируют на стадию (ii) (с тем, чтобы предотвратить образование большого количества солей на стадии (i)).

Признаки композиции

Изобретение также охватывает как гранулы, так и моющие композиции, которые могут быть получены в соответствии со способом по настоящему изобретению.

Гранулы, полученные способом по изобретению, могут содержать один или более дополнительных компонентов, помимо происходящих из способа получения жидкого связующего и твердого компонента.

Кроме того, гранулы, полученные в соответствии со способом по настоящему изобретению, могут включаться в композицию моющего средства, которая включает один или несколько веществ, которые вносятся позднее. Твердые вещества, которые вносятся в композицию позднее, включают порошки, другие гранулы (независимо от того, получены они или нет в соответствии со способом по настоящему изобретению) и их смеси. Гранулы, полученные в соответствии со способом по настоящему изобретению, и твердые вещества, которые вносятся в композицию позднее, можно просто смешать или же подвергнуть дальнейшей грануляции с использованием подходящего способа. Жидкости, которые вносятся в композицию позднее, обычно распыляют на сами гранулы и/или (если они присутствуют) на твердые вещества, которые вносятся в композицию позднее.

Другие необязательные компоненты, которые дозированно вносятся на стадии (i), предпочтительно составляют менее 5%, более предпочтительно менее 2% от общего количества веществ, которые дозированно вносятся на стадии (i). Любые необязательные компоненты, которые дозированно вносятся на стадии (ii), предпочтительно составляют менее 2%, более предпочтительно менее 1% от общего количества веществ, которые дозированно вносятся на стадии (ii), в том числе порошка со стадии (i).

Как уже разъяснялось, первое и второе жидкое связующие преимущественно представляют собой анионактивное ПАВ, а также в основном неионогенное ПАВ и мыло. Массовое отношение всех анионактивных ПАВ к неионогенным ПАВ обычно должно составлять от 20:1 до 1:20. Однако это отношение анионактивных ПАВ к неионогенным ПАВ может составлять, например, 15:1 или менее, 10:1 или менее, или 5:1 или менее. С другой стороны, неионогенное ПАВ может быть основным компонентом, и тогда отношение анионактивных ПАВ к неионогенным ПАВ может составлять 1:5 или более, 1:10 или более или 1:15 или более. Возможны также отношения анионактивных ПАВ к неионогенным ПАВ в интервале от 5:1 до 1:5.

Анионактивное ПАВ может на самом деле состоять из одного или нескольких различных анионактивных ПАВ. Наиболее предпочтительными из них являются алкилбензосульфокислоты, например, имеющие в своей алкильной цепочке в среднем от 10 до 14 атомов углерода. Другие подходящие анионактивные ПАВ представляют собой алкилсульфаты и алкилолефинсульфонаты, а также аклкилсульфаты. Во всех случаях в алифатическом звене всех этих материалов в среднем содержится от 10 до 18 атомов углерода.

Предпочтительными неионогенными ПАВ являются этоксилированные спирты, например, имеющие алкильную цепочку, содержащую от 8 до 12 атомов углерода и содержащие в среднем от 3 до 9 групп оксида этилена.

Вместе с исходными веществами на стадии (i) не обязательно может вноситься улучшающая сыпучесть добавка. Однако с целью получения порошков с улучшенными свойствами, улучшающая сыпучесть добавка предпочтительно должна вноситься после начала стадии (ii). Подходящие улучшающие сыпучесть добавки включают кристаллические или аморфные силикаты щелочного металла, дикамол, кальцит, диатомовую землю, оксид кремния, например, осажденный оксид кремния, хлориды, такие как хлорид натрия, сульфаты, такие как сульфат магния и натрия, карбонаты, такие как карбонат кальция и фосфаты, такие как триполифосфат натрия. Если необходимо, то можно использовать смеси указанных веществ. В тексте настоящего описания термин "улучшающая сыпучесть добавка" применительно к материалам, добавляемым на стадии (ii), специально не включает алюмосиликаты, такие как цеолиты.

Дополнительно в нужное время могут быть добавлены катионактивные, цвиттерионные, амфотерные или семиполярные ПАВ или их смеси. В общем случае, подходящие ПАВ включают поверхностно-активные вещества, описанные в «Surface active agents and detergents» Vol.I by Schwartz and Perry. Если необходимо, может также присутствовать мыло, приготовленное из насыщенных или ненасыщенных жирных кислот, содержащих, например, от 10 до 18 атомов углерода.

Общее количество активного моющего компонента в гранулах моющего средства, получаемых на стадии (ii), преимущественно составляет от 5 до 70 мас.%, предпочтительно от 10 до 50% от массы полученного конечного гранулированного моющего средства.

Конечная моющая композиция часто содержит моющий компонент. Основным моющим компонентом в гранулах, получаемых в соответствии со способом по настоящему изобретению, является алюмосиликат. Подобный моющий компонент или его предшественник может вводиться вместе с нейтрализующим агентом, который применяют для нейтрализации жирной кислоты и/или кислотного предшественника анионактивного ПАВ. Дополнительно или в качестве альтернативы моющий компонент может представлять собой отдельный компонент, который не применяется для осуществления нейтрализации. Тем не менее, как уже пояснялось, некоторые неорганические соли щелочного металла сами по себе или в присутствии совместно действующего агента могут играть роль моющего компонента. Типичным примером является карбонат натрия. По этой причине подобные материалы, как уже было указано ранее, могут рассматриваться как неорганические соли.

В общем случае общее количество моющего компонента в гранулах моющего средства, полученных на стадии (ii), преимущественно составляет от 10 до 80 мас.%, предпочтительно от 15 до 65 мас.% и более предпочтительно от 15 до 50 мас.%.

Могут также присутствовать неорганические фосфатные моющие компоненты, например, ортофосфат натрия, пирофосфат натрия и триполифосфат натрия.

Органические моющие компоненты, которые могут присутствовать в композиции, включают поликарбоксилатные полимеры, такие как полиакрилаты, акрил/малеиновые сополимеры и акрилфосфинаты; мономерные поликарбоксилаты, такие как цитраты, глюконаты, оксидисукцинаты, моно-, ди- и трисукцинаты глицерина, карбоксиметилоксисукцинаты, карбоксиметилоксималонаты, дипиколинаты, гидроксиэтилиминодиацетаты, алкил- и алкенилмалонаты и сукцинаты; и соли сульфонированых жирных кислот. Наиболее предпочтителен сополимер малеиновой кислоты, акриловой кислоты и винилацетата, поскольку он является биоразлагаемым, а потому более привлекателен с точки зрения защиты окружающей среды. Приведенный список соединений не следует рассматривать как исчерпывающий.

Особенно предпочтительными органическими моющими компонентами являются цитраты, которые обычно используют в количестве от 5 до 30 мас.%, преимущественно от 10 до 25 мас.% и акриловые полимеры, предпочтительно акрил/малеиновые сополимеры, которые обычно используют в количестве от 0,5 до 15 мас.%, предпочтительно от 1 до 10 мас.%. Цитраты могут также использоваться в небольших количествах (например, от 0,1 до 5 мас.%) для других целей. Моющий компонент преимущественно присутствует в композиции в виде соли щелочного металла, в частности, в виде натриевой соли.

Моющая композиция по настоящему изобретению обычно может также включать отбеливающую систему. Заводские моющие композиции могут при необходимости содержать отбеливающие вещества на основе пероксидов, например, неорганические персоли или органические надкислоты, способные выделять пероксид водорода в водном растворе.

Гранулы, получаемые в соответствии со способом по настоящему изобретению, обычно имеют низкую объемную плотность в диапазоне от 400 до 900 г/л или от 500 до 800 г/л, например, в районе 650 г/л.

Порошки, получаемые по окончании стадии (i), предпочтительно должны иметь средний размер частиц d50 в диапазоне от 150 мкм до 450 мкм.

В процесс гранулирования при формирования конечных гранул происходит увеличение размера частиц исходного твердого вещества. Таким образом, гранулы, полученные на стадии (ii), предпочтительно должны иметь средний размер частиц d50, который по крайней мере в 1,5 раза превышает средний размер частиц d50 порошка, полученного на стадии (i).

В тексте настоящего описания термин средний размер (или диаметр) d50 частиц обозначает величину, в которой 50 мас.% частиц имеет размер, превышающий указанный, а 50 мас.% частиц имеет размер, меньший, чем указанный.

Композиция может также содержать вводимый позднее наполнитель, который обычно представляет собой неорганическую соль, например, сульфат натрия и хлорид натрия. Наполнитель может содержаться в количестве от 5 до 60% от массы композиции.

Полностью составленная моющая композиция, включающая гранулы, полученные в соответствии со способом по настоящему изобретению, может, например, включать активный компонент и моющий компонент и по выбору одну или несколько улучшающих сыпучесть добавок, наполнителей и других содержащихся в небольшом количестве добавок, таких как краситель, отдушка, люминофор, отбеливатель и фермент.

Изобретение далее поясняется следующими примерами, которые не являются ограничительными.

ПРИМЕРЫ:

Описание испытания на диспергируемость

В настоящем изобретении диспергируемость исследуют по стандартной методике, используя испытательное устройство, основу которого составляет основной промывной отсек выдвижной загрузочной панели стиральной машины Philips (торговый знак) AFG. Дизайн этой загрузочной панели позволяет провести наиболее строгие исследования диспергирующей способности, особенно в том случае, когда они проводятся при низкой температуре, низком давлении воды и низком уровне подачи воды.

Выдвижная панель обычно имеет форму куба и состоит из трех более крупных отсеков плюс небольшое отделение спереди и дополнительное отделение для размещения кондиционера для ткани.

При проведении теста используют лишь средний (основной промывной) отсек, а остальные отделения не представляют важности для тестирования.

Пластину над выдвижной панелью срезают, не затрагивая отверстия форсунок, с тем чтобы можно было проводить визуальное наблюдение за процессом диспергирования.

При проведении теста дозу в 100 г порошка помещают в виде кучки в передней части основного отсека выдвижной панели и подают воду с температурой 10°С и расходом 5 л/мин. Вода поступает через отверстия диаметром 2 мм, которые располагаются в пластине над выдвижной панелью: часть воды поступает через переднее отделение, а потому не достигает порошка. Порошок и основная часть воды покидают выдвижную панель через заднюю часть, которая открыта.

За диспергированием порошка наблюдают визуально и фиксируют время, в течение которого происходит диспергирование порошка. По истечении максимального количества времени (в большинстве случаев оно составляет 1 минуту) подачу воды прекращают и любой оставшийся порошок затем собирают и сушат до постоянного веса при температуре 95°С. Сухой вес порошка, извлеченного из загрузочной выдвижной панели, выраженный в граммах, представляет собой массовый процент порошка, не диспергировавшегося в стиральной машине (остаток). Каждый результат получают как среднее из двух измерений. Общее время диспергирования устанавливают в пределах 60 сек.

Описание испытания на наличие нерастворимых остатков

В настоящем изобретении нерастворимые остатки определяют как меру качества растворения. Анализ на наличие нерастворимых остатков проводят с использованием следующей стандартной процедуры.

10 г образца порошка добавляют к 500 мл воды с температурой 20°С, которую перемешивают магнитной мешалкой в стакане емкостью 1 литр, так чтобы образовывалась вихревая воронка диаметром 4 см. Через 2 мин раствор выливают на заранее взвешенное сито с размером ячеек 125 мкм. Затем сито высушивают в течение 1 час в печи с температурой 100°С.Содержание нерастворимого вещества выражают в виде процента остатка:

Если:

m = масса пустого сита

m1 = масса высушенного сита плюс остаток

w = масса образца (10 г)

тогда:

Содержание нерастворимых веществ (%)=[(m1-m)×100]/w

Пример 1

Предварительную смесь в виде порошка следующего состава получают гранулированием в рециклизаторе фирмы Lodige:

NaLAS13,01Неионогенное ПАВ 7EO (Lutensol A07)10,42Мыло (нейтрализованный Pristerene 4916)1,73Цеолит А2446,98Легкая сода15,89Силикат натрия (Pyramid P70) 4,01Влага, не являющиеся поверхностно-активными органические вещества и т.п.7,95

NaLAS, неионогенное ПАВ и мыло добавляют в виде предварительно нейтрализованной структурированной смеси при температуре 80°С. 13,5 кг этого порошка помещают в колонну с псевдоожиженным слоев компании Vometec.

В первом эксперименте этот порошок гранулируют в псевдоожиженном слое вместе с 1,2 кг смеси неионогенного ПАВ и жирной кислоты (массовое отношение 3/1) и получают порошок 1. (Это составляет 25 мас.% от общего количества первого и второго связующего и 8% от массы полной композиции.)

Во втором эксперименте этот порошок гранулируют с 2,2 кг той же структурированной смеси, которую использовали для получения предварительной смеси (LAS/неионогенное ПАВ/мыло), и получают порошок А (сравнительный эксперимент).

В третьем эксперименте полученный аналогичным образом порошок А покрывают вторым связующим на основе смеси неионогенное ПАВ/жирная кислота (массовое отношение 3/1) и получают сравнительный порошок B. Массовое отношение второго связующего к первому связующему составляет 15,67:1 и, таким образом, выходит за границы, установленные в настоящем изобретении.

Затем порошки диспергируют и определяют содержание нерастворимых остатков, получая следующие результаты:

ПорошокСвязующее при гранулированииВремя диспергиро-ванияНерастворимый остаток [% масс.]Размер частиц (d50) [мкм]1 (по изобретению)Неионогенное ПАВ/жирная кислота (3/1)17 с6,7595A (сравнительный)NaLAS/неионогенное ПАВ/мыло49 с10,9810B (сравнительный)Неионогенное ПАВ/жирная кислота (3/1)27 с9,8820

Средний размер частиц d50 предварительной смеси, которая была использована для получения указанных порошков, составляет 343 мкм. Средний размер частиц d50 в примерах после гранулирования в псевдоожиженном слое составляет около 600-800 мкм, что явно свидетельствует о том, что происходит гранулирование, а не формирование покрытия (коэффициент увеличения размера частиц составляет от 1,7 до 2,4). Приведенные примеры показывают, что порошки, которые гранулируют вместе с неионогенным ПАВ и жирной кислотой, обладают наилучшей диспергируемостью (о гранулировании говорит увеличение размера частиц с 343 до 595 мкм). Имеющий покрытие продукт диспергируется лучше, чем не имеющий покрытия, но не так хорошо, как продукт, полученный в соответствии со способом по настоящему изобретению (об образовании покрытия говорит отсутствие увеличения размера частиц, от 810 до 820).

Примеры 2-4

Аналогично тому, как был получен порошок 1, готовят дополнительные порошки с использованием на второй стадии гранулирования других отношений неионогенное ПАВ/жирная кислота. Во всех указанных случаях время диспергирования было очень малым.

ПорошокОтношение неионогенное ПАВ/жирная кислота, которое используют на второй стадииВремя диспергированияНерастворимый остаток [% масс.]Размер частиц (d50) [мкм]2 (по изобретению)1/115 с13,06683 (по изобретению)2/119 с5,96454 (по изобретению)3/114 с5,8579

Средний размер частиц d50 предварительной смеси составляет 343 мкм, что свидетельствует о том, что действительно происходит гранулирование, а не формирование покрытия (коэффициент увеличения размера частиц составляет от 1,7 до 1,9). Как видно из таблицы, для получения хорошей растворимости величина отношения неионогенное ПАВ/жирная кислота должно предпочтительно превышать 1.

Примеры 5 и 6

Предварительно гранулированием в рециклизаторе Lodige готовят порошкообразные смеси следующего состава:

Ингредиенты [% масс.]Предварительная смесь IПредварительная смесь IINaLAS16,2617,16Неионогенное ПАВ 7 EO12,987,77Мыло2,161,94Цеолит MAP (безводный)58,7045,20Легкий карбонат0,0015,33Силикат (промышленный продукт в виде порошка)0,013,86Влага, не являющиеся поверхностно-активными органические вещества, соли9,898,73

Предварительную смесь I вводят в псевдоожиженный слой вместе с карбонатом натрия (легким) и этот исходный материал гранулируют вместе со вторым жидким связующим, который состоит из неионогенного ПАВ 7 EO и жирной кислоты, взятых в массовом соотношении 3:1, получая порошок 5. Массовое отношение первого связующего ко второму связующему составляет 2,6:1.

Предварительную смесь II вводят в псевдоожиженный слой и гранулируют вместе со вторым жидким связующим, который состоит из неионогенного ПАВ 7 EO и жирной кислоты, взятых в массовом соотношении 3:1, получая порошок 6. Массовое отношение первого связующего ко второму связующему составляет 3:1.

Так получают следующие композиции:

Ингредиенты [% масс.]Порошок 5Порошок 6NaLAS11,8715,75Неионогенное ПАВ 7 EO16,0713,28Жирная кислота2,202,05Мыло1,581,78Цеолит A24 (безводный)42,8441,50Легкий карбонат14,5714,08Силикат (промышленный продукт в виде порошка)3,673,54Влага, не являющиеся поверхностно- активными органические вещества, соли7,228,00

Полученные порошки имеют следующие свойства, в том числе способность к диспергированию и содержание нерастворимого остатка:

ПорошокОбъемная плотность [г/л]Время диспергирования [с]Нерастворимый остаток [% масс.]Размер частиц (d50) [мкм]Порошок 5 (по изобретению)625105,2516Порошок 6 (по изобретению)646107,4585

Изобретение относится к способам получения моющих композиций с использованием процесса гранулирования. Способ получения гранул моющего средства, который включает: (i) первую стадию смешения в механическом грануляторе твердого компонента и первого жидкого связующего, включающего анионактивное поверхностно-активное вещество и, в случае необходимости, неионогенное поверхностно-активное вещество, и/или мыло, и/или жирную кислоту, с получением порошка; и (ii) вторую стадию смешения в грануляторе с низкой скоростью сдвига порошка, полученного на стадии (i), и второго жидкого связующего, включающего как жидкое неионогенное поверхностно-активное вещество, так и мыло и/или жирную кислоту, и, в случае необходимости, немыльное анионактивное поверхностно-активное вещество, с получением указанных гранул моющего средства. При этом указанное второе жидкое связующее имеет состав, отличный от состава первого жидкого связующего, а массовое отношение первого жидкого связующего ко второму жидкому связующему составляет от 15:1 до 1:1. Изобретение позволяет повысить качество порошка путем баланса между быстрой растворимостью и быстрой диспергируемостью. 18 з.п. ф-лы, 6 табл.

1. Способ получения гранул моющего средства, который включает:

(i) первую стадию смешения в механическом грануляторе твердого компонента и первого жидкого связующего, включающего анионактивное поверхностно-активное вещество и в случае необходимости неионогенное поверхностно-активное вещество, и/или мыло и/или жирную кислоту, с получением порошка; и

(ii) вторую стадию смешения в грануляторе с низкой скоростью сдвига порошка, полученного на стадии (i), в случае необходимости водорастворимой соли и второго жидкого связующего, включающего как жидкое неионогенное поверхностно-активное вещество, так и мыло и/или жирную кислоту и в случае необходимости немыльное анионактивное поверхностно-активное вещество, с получением указанных гранул моющего средства, причем указанное второе жидкое связующее отличается по составу от указанного первого жидкого связующего, а массовое отношение первого жидкого связующего ко второму жидкому связующему составляет от 15:1 до 1:1.