СПОСОБ СУШКИ РАСПЫЛЕНИЕМ
SPRAY DRYING METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу сушки распылением.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сушка распылением является стандартным способом производства порошкообразной моющей основы стиральных средств. Типично, ингредиенты моющего средства смешивают с образованием водной суспензии моющего средства в смесителе, таком как смеситель с вертикальным перемешиванием. Эту суспензию затем перемещают по трубопроводу через первый насос низкого давления и затем через второй насос высокого давления к распылительному соплу, разбрызгивают в башенной распылительной сушилке и подвергают сушке распылением для получения порошка, высушенного методом распылительной сушки.
Насос низкого давления должен быть установлен как можно ближе к смесителю, такому как смеситель с вертикальным перемешиванием. Это делается во избежание срыва подачи насоса низкого давления и для обеспечения стабильной подачи в насос низкого давления. Однако желательно также ограничить длину участка трубопровода, необходимого для работы под давлением на выходе насоса высокого давления, из-за стоимости и сложности трубопровода, способного выдерживать высокое давление. Другими словами, насос высокого давления желательно установить как можно ближе к распылительному соплу. Это означает, что типично существует необходимость в создании значительного расстояния между насосом низкого давления и насосом высокого давления. Однако такое значительное расстояние приводит к значительному перепаду давлений по длине трубопровода между двумя насосами. Это создает проблемы, так как насос высокого давления имеет определенное минимальное давление подачи на входе во избежание срыва подачи в насос высокого давления, ограничивая возможное расстояние (т.е. длину соединительного трубопровода) между этими двумя насосами. Это, в свою очередь, приводит к противоречивости технологических требований.
Авторы изобретения решили эту проблему путем введения потока ингредиента моющего средства, особенно повышающих вязкость ингредиентов моющего средства, таких как алкилбензолсульфоновая кислота, в трубопровод между насосом низкого давления и насосом высокого давления, и тщательного регулирования его объемной скорости и точки введения для контроля перепада давлений между двумя насосами. Это минимизирует перепад давлений между двумя насосами, позволяя размещать два насоса на большем расстоянии друг от друга (т.е. позволяя увеличивать длину соединительного трубопровода между двумя насосами) при сохранении эффективности работы насосов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения высушенного распылением порошка моющего средства
5
5
5
5
5
5
6
Способ типично включает стадии: (a) приготовления водной суспензии моющего средства в смесителе; (b) перемещения водной суспензии моющего средства из смесителя в трубопровод, проходящий через первый насос и затем через второй насос к распылительному соплу; (c) введения в контакт ингредиента моющего средства с водной суспензией моющего средства в трубопроводе после первого насоса и перед вторым насосом с образованием смеси; (d) разбрызгивания смеси через распылительное сопло в башенной распылительной сушилке; и (e) сушки распылением смеси с образованием порошка, высушенного методом распылительной сушки, где перепад давлений между (i) давлением в трубопроводе на выходе первого насоса и (ii) давлением в трубопроводе на входе второго насоса составляет менее 8×10 Па, предпочтительно, менее 6×10 Па, или менее 5×10 Па, или менее 4×10 Па, или менее 3×10 Па, или менее 2×10 Па, или даже, предпочтительно, менее 1×10 Па. Давление в трубопроводе типично измеряют стандартными манометрами, установленными в стенке трубопровода в соответствующем положении (т.е., на выходе первого насоса и на входе второго насоса).
Стадия (а): водная суспензия моющего средства может быть приготовлена путем смешения в любой пригодной емкости, такой как смеситель, стандартными методами. Пригодные смесители включают смесители с вертикальной мешалкой, смесители для суспензии, мешалки резервуарного типа, смесители с вертикальным перемешиванием и т.п.
5
6
6
7
Стадия (b): водную суспензию моющего средства перемещают из смесителя через по меньшей мере один насос к распылительному соплу. Типично, водную суспензию моющего средства перемещают по трубопроводу. Водная суспензия типично проходит через емкость промежуточного хранения, такую как подъемная ванна, например, когда способ является полунепрерывным. Альтернативно, способ может быть непрерывным способом, и в этом случае емкость промежуточного хранения не требуется. Водную суспензию моющего средства перемещают через по меньшей мере один насос, предпочтительно, по меньшей мере два, или даже по меньшей мере три или больше насосов, хотя один или два, предпочтительно, два насоса, могут быть предпочтительными. Типично, при использовании двух или больше насосов, первый насос представляет собой насос низкого давления, такой как насос, способный создавать давление от 3×10 до 1×10 Па, и второй насос представляет собой насос высокого давления, такой как насос, способный создавать давление от 2×10 до 1×10 Па. Необязательно, водную суспензию моющего средства пропускают через дезинтегратор, такой как дезинтеграторы, поставляемые фирмой Hosakawa Micron. Дезинтегратор может быть расположен перед насосом или после насоса. Если используется два или больше насосов, то дезинтегратор также может быть установлен между насосами. Типично, насосы, дезинтеграторы, емкости промежуточного хранения, в случае их использования, все расположены последовательно. Однако некоторые виды оборудования могут быть установлены с параллельной конфигурацией. Пригодным распылительным соплом является сопло Spray Systems Т4.
Стадия (с): ингредиент моющего средства вводится в контакт с водной суспензией моющего средства в трубопроводе после первого насоса и перед вторым насосом с образованием смеси. Пригодные ингредиенты моющего средства для использования на стадии (с) описаны более подробно далее в описании. Предпочтительно, смесь, приготовленная на стадии (с), содержит от 20% мас. до 35% мас. воды. Перепад давлений между первым и вторым насосами может контролироваться путем регулирования скорости потока ингредиента моющего средства в трубопроводе и вязкости ингредиента моющего средства и/или полученной смеси, приготовленной на стадии (с). Перепад давлений между первым и вторым насосами может контролироваться путем регулирования точки введения ингредиента моющего средства между двумя насосами. Предпочтительно, ингредиент моющего средства вводится в контакт с водной суспензией моющего средства в точке трубопровода, расположенной ближе ко второму насосу, чем к первому насосу. Может даже быть предпочтительным введение ингредиента моющего средства в контакт с водной суспензией моющего средства в трубопроводе непосредственно перед входом во второй насос.
-1
Скорость потока водной суспензии моющего средства в трубопроводе между первым и вторым насосом перед стадией (c) типично имеет значение в интервале от 800 кг/час до 2000 кг/час, и скорость потока ингредиента моющего средства в трубопроводе на стадии (c) типично имеет значение в интервале от 100 кг/час до 400 кг/час. Отношение (i) скорости потока водной суспензии моющего средства в трубопроводе между первым и вторым насосом перед стадией (c) к (ii) скорости потока ингредиента моющего средства в трубопроводе на стадии (c) типично имеет значение в интервале от 3:1 до 30:1, предпочтительно, от 3:1 до 20:1, или даже от 4:1 до 10:1. Смесь, приготовленная на стадии (c), типично имеет вязкость от 0,8 Па·с до 8 Па·с, предпочтительно, от 1 Па·с до 5 Па·с. Вязкость типично измеряют с помощью реометра при скорости сдвига 100 с и температуре 70°C.
6
7
Стадия (d): смесь, приготовленную на стадии (c), разбрызгивают через распылительное сопло в башенной распылительной сушилке. Предпочтительно, смесь находится при температуре от 60°C до 130°C при разбрызгивании через распылительное сопло в башенной распылительной сушилке. Пригодными башенными распылительными сушилками являются прямоточные или противоточные башенные распылительные сушилки. Смесь типично разбрызгивают при давлении от 6×10 Па до 1×10 Па.
Стадия (e): смесь высушивают распылением с образованием порошка, высушенного методом распылительной сушки. Предпочтительно, температура отработанного воздуха имеет значение в интервале от 60°C до 100°C.
Водная суспензия моющего средства
Водная суспензия моющего средства типично включает ингредиенты моющего средства, такие как источник щелочности, полимер, компонент, усиливающий моющее действие, обладающее моющим действием поверхностно-активное вещество, солевые наполнители и их смеси. Однако, может быть особенно предпочтительным, чтобы водная суспензия моющего средства содержала небольшие количества обладающего моющим действием поверхностно-активного вещества, или даже не содержала его. Также может быть особенно предпочтительным, чтобы водная суспензия моющего средства содержала небольшие количества компонента, усиливающего моющее действие, или даже не содержала его. Предпочтительно, водная суспензия моющего средства содержит от 0% мас. до 5% мас., или до 4% мас., или до 3% мас., или до 2% мас., или до 1% мас. обладающего моющим действием поверхностно-активного вещества. Может даже быть предпочтительным, чтобы водная суспензия моющего средства по существу не содержала обладающего моющим действием поверхностно-активного вещества. "По существу не содержащий" в данном описании типично означает "не содержащий целенаправленно добавленного".
Может быть в высшей степени предпочтительным, чтобы водная суспензия моющего средства содержала небольшие количества обладающих моющим действием поверхностно-активных веществ, с трудом поддающихся переработке в форме суспензии, или даже совершенно не содержала их, и подвергалась переработке на протяжении периода обработки и в условиях проведения технологического процесса, типично используемых для водной суспензии моющего средства в процессе обычного способа сушки распылением. Такие обладающие моющим действием поверхностно-активные вещества включают разветвленные обладающие моющим действием поверхностно-активные вещества со средней длиной цепи, особенно, анионные разветвленные обладающие моющим действием поверхностно-активные вещества со средней длиной цепи, и/или алкоксилированные обладающие моющим действием поверхностно-активные вещества, особенно, алкоксилированные анионные обладающие моющим действием поверхностно-активные вещества. Предпочтительно, водная суспензия моющего средства, приготовленная на стадии (a), содержит от 0% мас. до 2% мас., предпочтительно, до 1% мас., разветвленного обладающего моющим действием поверхностно-активного вещества со средней длиной цепи. Предпочтительно, водная суспензия моющего средства, приготовленная на стадии (a), по существу не содержит разветвленного обладающего моющим действием поверхностно-активного вещества со средней длиной цепи. "По существу не содержащий" в данном описании типично означает "не содержащий целенаправленно добавленного". Предпочтительно, водная суспензия моющего средства, приготовленная на стадии (а), содержит от 0% мас. до 2% мас., предпочтительно, до 1% мас., алкоксилированного обладающего моющим действием поверхностно-активного вещества. Предпочтительно, водная суспензия моющего средства, приготовленная на стадии (a), по существу не содержит алкоксилированного обладающего моющим действием поверхностно-активного вещества. "По существу не содержащий" в данном описании типично означает "не содержащий целенаправленно добавленного".
Предпочтительно, водная суспензия моющего средства содержит от 0% мас. до 10% мас., или до 9% мас., или до 8% мас., или до 7% мас., или до 6% мас., или до 5% мас., или до 4% мас., или до 3% мас., или до 2% мас., или до 1% мас. цеолитного компонента, усиливающего моющее действие. Предпочтительно, водная суспензия моющего средства по существу не содержит цеолитного компонента, усиливающего моющее действие.
Предпочтительно, водная суспензия моющего средства содержит от 0% мас. до 10% мас., или до 9% мас., или до 8% мас., или до 7% мас., или до 6% мас., или до 5% мас., или до 4% мас., или до 3% мас., или до 2% мас., или до 1% мас. фосфатного компонента, усиливающего моющее действие. Предпочтительно, водная суспензия моющего средства по существу не содержит фосфатного компонента, усиливающего моющее действие.
Предпочтительно, водная суспензия моющего средства является щелочной. Предпочтительно, водная суспензия моющего средства имеет pH выше 7,0, предпочтительно, выше 7,7, или выше 8,1, или даже выше 8,5, или выше 9,0, или выше 9,5, или выше 10,0, или даже выше 10,5, предпочтительно, до 14, или до 13, или до 12.
-1
Предпочтительно, водная суспензия моющего средства имеет вязкость от 0,1 Па·с до 0,5 Па·с. Вязкость типично измеряют с помощью реометра при скорости сдвига 100 с и температуре 70°C.
Высушенный распылением порошок моющего средства
Высушенный распылением порошок моющего средства типично включает: (i) обладающее моющим действием поверхностно-активное вещество; и (ii) другие ингредиенты моющего средства. В высшей степени предпочтительно, высушенный распылением порошок моющего средства содержит: (a) от 0% мас. до 10% мас. цеолитного компонента, усиливающего моющего действие; (b) от 0% мас. до 10% мас. фосфатного компонента, усиливающего моющее действие; и (c) необязательно, от 0% мас. до 15% мас. силикатной соли.
Высушенный распылением порошок моющего средства пригоден для любого использования в качестве моющего средства, например: при стирке, включая стирку в автоматических стиральных машинах и ручную стирку, а также в отбеливающих добавках и добавках для стирки; для очистки твердых поверхностей; для мытья посуды, особенно, мытья посуды в посудомоечных машинах; для очистки и освежения ковров. Однако, в высшей степени предпочтительно, высушенный распылением порошок моющего средства представляет собой высушенный распылением порошок стирального моющего средства.
Высушенный распылением порошок моющего средства может быть моющим средством полного рецептурного состава, таким как моющее средство для стирки, имеющее полный рецептурный состав, или он может быть скомбинирован с другими частицами с образованием моющего средства полного рецептурного состава, такого как моющее средство для стирки, имеющее полный рецептурный состав. Высушенные распылением частицы стирального моющего средства могут быть скомбинированы с другими частицами, такими как: частицы фермента; частицы ароматизатора, включая агломераты или экструдаты микрокапсул ароматизатора, и инкапсулированные частицы ароматизатора, такие как инкапсулированные крахмалом частицы аккорда ароматизатора; частицы поверхностно-активного вещества, такие как частицы обладающего моющим действием неионного поверхностно-активного вещества, включая агломераты или экструдаты, частицы обладающего моющим действием анионного поверхностно-активного вещества, включая агломераты и экструдаты, и частицы обладающего моющим действием катионного поверхностно-активного вещества, включая агломераты и экструдаты; полимерные частицы, включая частицы грязеотталкивающего полимера, частицы целлюлозного полимера; частицы наполнителя, включая частицы сульфатной соли, особенно частицы сульфата натрия; частицы буфера, включая частицы карбонатной соли и/или силикатной соли, предпочтительно, частицы, содержащие карбонатную соль и силикатную соль, такие как частицы, состоящие из карбоната натрия и силиката натрия, и частицы и бикарбонат натрия; другие высушенные распылением частицы; флуоресцентные отбеливающие частицы; частицы для придания эстетических характеристик, такие как окрашенные частицы лентовидной или игольчатой или чешуйчатой формы; отбеливающие частицы, такие как перкарбонатные частицы, особенно перкарбонатные частицы с покрытием, включая перкарбонат с карбонатным и/или сульфатным покрытием, перкарбонат с силикатным покрытием, перкарбонат с боросиликатным покрытием, перкарбонат с покрытием из пербората натрия; частицы катализатора отбеливания, такие как частицы катализатора отбеливания на основе переходного металла, и частицы иминового усилителя отбеливания; частицы предварительно подготовленных (performed) перкислот; частицы оттеночного красителя; и любые их смеси.
В высшей степени предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения, высушенный распылением порошок моющего средства включает: (a) от 15% мас. до 30% мас. обладающего моющим действием поверхностно-активного вещества; (b) от 0% мас. до 4% мас. цеолитного компонента, усиливающего моющее действие; (c) от 0% мас. до 4% мас. фосфатного компонента, усиливающего моющее действие; и (d) необязательно, от 0% мас. до 15% мас. силикатной соли.
Порошок, высушенный методом распылительной сушки, типично содержит от 0% мас. до 7% мас., предпочтительно, от 1% мас. до 5% мас., и предпочтительно, от 2% мас. до 3% мас. воды.
Высушенные распылением частицы типично являются сыпучими, типично, имеют прочность уплотненного материала от 0 Н до 20 Н, предпочтительно, от 0 Н до 15 Н, более предпочтительно, от 0 Н до 10 Н, наиболее предпочтительно, от 0 Н до 5 Н. Способ определения прочности уплотненного материала описан более подробно в другом разделе описания.
Способ измерения прочности уплотненного материала
Гладкостенный пластиковый цилиндр с внутренним диаметром 6,35 см и длиной 15,9 см устанавливают на пригодном основании. Высверливают в цилиндре отверстие 0,65 см так, чтобы центр отверстия находился на расстоянии 9,2 см от конца, противоположного основанию.
Вставляют в отверстие металлический штырь и гладкостенную пластиковую втулку с внутренним диаметром 6,35 см и длиной 15.25 см, надевают на внутренний цилиндр так, чтобы втулка могла свободно двигаться вверх и вниз по цилиндру и упираться в металлический штырь. Затем пространство внутри втулки заполняют (без постукивания или чрезмерной вибрации) порошком, высушенным методом распылительной сушки, так чтобы порошок, высушенный методом распылительной сушки, заполнял ее вровень с верхним краем втулки. На втулку сверху накладывают крышку и на крышку помещают груз весом 5 кг. После этого штырь вытягивают и порошок, высушенный методом распылительной сушки, подвергают уплотнению в течение 2 минут. Через 2 минуты груз удаляют и втулку опускают, высвобождая уплотненный порошок с оставшейся поверх порошка крышкой.
Затем опускают металлический зонд со скоростью 54 см/мин так, чтобы он упирался в центр крышки и раздавливал уплотненный слой. Регистрируют максимальную силу, необходимую для разрушения уплотненного слоя, которая и является результатом испытаний. Прочность уплотненного материала, равная 0 Н, соответствует случаю, когда уплотненный слой не образуется.
Ингредиент моющего средства, пригодный для введения в контакт с водной суспензией моющего средства на стадии (c)
Любой ингредиент моющего средства может быть использован для введения в контакт с водной суспензией моющего средства на стадии (c). Однако, наиболее предпочтительные ингредиенты моющего средства выбирают из: алкилбензолсульфоновой кислоты или ее солей; полимеров; обладающих моющим действием алкоксилированных поверхностно-активных веществ; гидроксида натрия; разветвленных обладающих моющим действием поверхностно-активных веществ со средней длиной цепи; обладающих моющим действием катионных поверхностно-активных веществ; и их смесей.
Предпочтительно, на стадии (c) ингредиент моющего средства включает алкилбензолсульфоновую кислоту или ее соли. Предпочтительно, на стадии (c) ингредиент моющего средства включает полимер. Предпочтительно, на стадии (c) ингредиент моющего средства включает обладающее моющим действием алкоксилированное поверхностно-активное вещество. Предпочтительно, на стадии (c) ингредиент моющего средства включает гидроксид натрия. Предпочтительно, на стадии (c) ингредиент моющего средства включает разветвленное обладающее моющим действием поверхностно-активное вещество со средней длиной цепи. Предпочтительно, на стадии (c) ингредиент моющего средства включает обладающее моющим действием катионное поверхностно-активное вещество.
Обладающее моющим действием поверхностно-активное вещество
Пригодные обладающие моющим действием поверхностно-активные вещества включают обладающие моющим действием анионные поверхностно-активные вещества, обладающее моющим действием неионное поверхностно-активное вещество, обладающие моющим действием катионные поверхностно-активные вещества, обладающие моющим действием цвиттерионные поверхностно-активные вещества и обладающие моющим действием амфотерные поверхностно-активные вещества.
Предпочтительные обладающие моющим действием анионные поверхностно-активные вещества включают обладающие моющим действием сульфатные и сульфонатные поверхностно-активные вещества.
10-13

Предпочтительные обладающие моющим действием сульфонатные поверхностно-активные вещества включают алкилбензолсульфонат, предпочтительно, C алкилбензолсульфонат. Пригодный алкилбензолсульфонат (LAS) может быть получен, предпочтительно, получают, путем сульфирования коммерчески доступных линейных алкилбензолов (LAB); пригодные LAB включают LAB с пониженным содержанием 2-фенильного изомера, такие как поставляемые фирмой Sasol под торговой маркой Isochem или поставляемые фирмой Petresa под торговой маркой Petrelab, другие пригодные LAB включают LAB с повышенным содержанием 2-фенильного изомера, такие как поставляемые фирмой Sasol под торговой маркой Hyblene. Пригодным обладающим моющим действием анионным поверхностно-активным веществом является алкилбензолсульфонат, полученный с использованием каталитического процесса DETAL, хотя другие пути синтеза, такие как процесс HF, также могут быть пригодными.
8-18
12
Предпочтительные обладающие моющим действием сульфатные поверхностно-активные вещества включают алкилсульфаты, предпочтительно, C алкилсульфат, или преимущественно C алкилсульфат.
8-18
8-18
8-18
Другим предпочтительным обладающим моющим действием сульфатным поверхностно-активным веществом является алкоксилированный алкилсульфат, предпочтительно, этоксилированный алкилсульфат, предпочтительно, C алкоксилированный алкилсульфат, предпочтительно, C этоксилированный алкилсульфат, причем, предпочтительно, алкоксилированный алкилсульфат имеет среднюю степень алкоксилирования от 0,5 до 20, предпочтительно, от 0,5 до 10, предпочтительно, алкоксилированный алкилсульфат представляет собой С этоксилированный алкилсульфат, имеющий среднюю степень этоксилирования от 0,5 до 10, предпочтительно, от 0,5 до 7, более предпочтительно, от 0,5 до 5, и наиболее предпочтительно, от 0,5 до 3.
Алкилсульфат, алкоксилированный алкилсульфат и алкилбензолсульфонаты могут быть линейными или разветвленными, замещенными или незамещенными.
8-18
6
12
12
18
6
12
14
22
14
22

Пригодные обладающие моющим действием неионные поверхностно-активные вещества выбирают из группы, состоящей из: С алкилэтоксилатов, таких как неионные поверхностно-активные вещества NEODOL фирмы Shell; C-C алкилфенолалкоксилатов, в которых, предпочтительно, алкоксилатные звенья представляют собой этиленокси-звенья, пропиленокси-звенья или их смесь; продуктов конденсации C-C спирта и C-C алкилфенола с этиленоксидными/пропиленоксидными блоксополимерами, такими как Pluronic фирмы BASF; разветвленных C-C спиртов со средней длиной цепи; разветвленных C-C алкилалкоксилатов со средней длиной цепи, предпочтительно, имеющих среднюю степень алкоксилирования от 1 до 30; алкилполисахаридов, предпочтительно, алкилполигликозидов; амидов жирных полиоксикислот; поверхностно-активных веществ на основе поли(оксиалкилированного) спирта с концевыми простыми эфирными группами; и их смесей.
Предпочтительными обладающими моющим действием неионными поверхностно-активными веществами являются алкилполиглюкозид и/или алкилалкоксилированный спирт.
8-18
8-18
8-18
Предпочтительные обладающие моющим действием неионные поверхностно-активные вещества включают алкилалкоксилированные спирты, предпочтительно, C алкилалкоксилированный спирт, предпочтительно, C алкилэтоксилированный спирт, предпочтительно, алкилалкоксилированный спирт имеет среднюю степень алкоксилирования от 1 до 50, предпочтительно, от 1 до 30, или от 1 до 20, или от 1 до 10, предпочтительно, алкилалкоксилированный спирт представляет собой C алкилэтоксилированный спирт, имеющий среднюю степень этоксилирования от 1 до 10, предпочтительно, от 1 до 7, более предпочтительно, от 1 до 5, и наиболее предпочтительно, от 3 до 7. Алкилалкоксилированный спирт может быть линейным или разветвленным, и замещенным или незамещенным.
Пригодные обладающие моющим действием катионные поверхностно-активные вещества включают алкилпиридиниевые соединения, четвертичные алкиламмониевые соединения, четвертичные алкилфосфониевые соединения, третичные алкилсульфониевые соединения, и их смеси.
Предпочтительными обладающими моющим действием катионными поверхностно-активными веществами являются четвертичные аммониевые соединения, имеющие общую формулу:
1
2
3
+
(R)(R)(R)(R)NX
6-18
1
2
3
6-18
8-10
10-12
10
где R обозначает линейный или разветвленный, замещенный или незамещенный C алкильный или алкенильный фрагмент, R и R независимо выбирают из метильных или этильных фрагментов, R обозначает гидроксил, гидроксиметильный или гидроксиэтильный фрагмент, X обозначает анион, обеспечивающий нейтральный заряд, причем предпочтительные анионы включают: галогениды, предпочтительно, хлорид; сульфат; и сульфонат. Предпочтительными обладающими моющим действием катионными поверхностно-активными веществами являются четвертичные моно-C-алкилмоногидроксиэтилдиметиламмоний хлориды. В высшей степени предпочтительными обладающими моющим действием катионными поверхностно-активными веществами являются четвертичный моно-C-алкилмоногидроксиэтилдиметиламмоний хлорид, четвертичный моно-C-алкилмоногидроксиэтилдиметиламмоний хлорид и четвертичный моно-C-алкилмоногидроксиэтилдиметиламмоний хлорид.
Полимер
Полимер может быть любым пригодным полимером.
Одним из пригодных полимеров является амфифильный привитой сополимер (AGP). Пригодные AGP могут быть получены привитой сополимеризацией полиалкиленоксида со среднечисловым молекулярным весом от примерно 2000 до примерно 100000 с винилацетатом, который может быть частично омылен, при весовом соотношении полиалкиленоксида к винилацетату, равном от примерно 1:0,2 до примерно 1:10. Степень омыления винилацетата может составлять, например, до 15%. Полиалкиленоксид может содержать этиленоксидные, пропиленоксидные и/или бутиленоксидные звенья. Выбранные варианты исполнения включают этиленоксид.
В некоторых вариантах исполнения полиалкиленоксид имеет среднечисловой молекулярный вес от примерно 4000 до примерно 50000, и весовое соотношение полиалкиленоксида к винилацетату составляет от примерно 1:0,5 до примерно 1:6. Материал, подпадающий под это определение, на основе полиэтиленоксида с молекулярным весом 6000 (эквивалентно 136 этиленоксидным звеньям), содержащий приблизительно 3 весовые части винилацетатных звеньев на 1 весовую часть полиэтиленоксида, и имеющий собственный молекулярный вес примерно 24000, коммерчески доступен от фирмы BASF как Sokalan HP22.
Пригодные AGP могут присутствовать в композиции моющего средства в количестве от примерно 0 до примерно 5% мас., предпочтительно, от более чем примерно 0% до примерно 4% мас., или от примерно 0,5% до примерно 2% мас. В некоторых вариантах исполнения, AGP присутствует в количестве более примерно 1,5% мас. Обнаружено, что AGP обеспечивают прекрасное суспендирование гидрофобных загрязнений даже в присутствии катионных полимеров, образующих коацерваты.
Предпочтительные AGP основаны на водорастворимых полиалкиленоксидах в качестве основы для привитой полимеризации и боковых цепях, образуемых путем полимеризации компонента сложного винилового эфира. Эти полимеры имеют в среднем одну или меньше точку прививки на 50 алкиленоксидных звеньев и средние молярные массы (Mw) от примерно 3000 до примерно 100000.
Другим пригодным полимером является полиэтиленоксид, предпочтительно, замещенный или незамещенный.
Другим пригодным полимером является целлюлозный полимер, предпочтительно, выбранный из алкилцеллюлозы, алкилалкоксиалкилцеллюлозы, карбоксиалкилцеллюлозы, алкилкарбоксиалкилцеллюлозы (alkyl carboxyalkyl), более предпочтительно, выбранный из карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), включая блок-КМЦ, метилцеллюлозу, метилгидроксиэтилцеллюлозу, метилкарбоксиметилцеллюлозу, и их смеси.
Другими пригодными полимерами являются грязеотталкивающие полимеры. Пригодные полимеры включают полиэфирные грязеотталкивающие полимеры. Другие пригодные полимеры включают терефталатные полимеры, полиуретаны, и их смеси. Грязеотталкивающие полимеры, такие как терефталатные и полиуретановые полимеры, могут быть гидрофобно модифицированы, например, для обеспечения дополнительных полезных эффектов, таких как вспенивание.
Другие пригодные полимеры включают полиамины, предпочтительно, полиэтилениминовые полимеры, предпочтительно, содержащие функционализированные этиленоксидные и/или пропиленоксидные блоки.
Другие пригодные полимеры включают синтетические аминосодержащие амфотерные и/или цвиттерионные полимеры, такие как производные гексаметилендиамина.
Другим пригодным полимером является полимер, который может образовывать совместные мицеллы с поверхностно-активными веществами, такой как AGP, описанный более подробно выше.
Другие пригодные полимеры включают карбоксилатые полимеры, такие как полиакрилаты, и акрилат/малеиновые сополимеры и другие функционализированные полимеры, такие как стиролакрилаты.
Другие пригодные полимеры включают силикон, включая аминофункционализированный силикон.
Другие пригодные полимеры включают полисахаридные полимеры, такие как целлюлозы, крахмалы, лигнины, гемицеллюлозу, и их смеси.
Другие пригодные полимеры включают катионные полимеры, такие как полимеры, способствующие отложению, например, катионно модифицированная целлюлоза, такая как катионная гидроксиэтиленцеллюлоза, катионная гуаровая камедь, катионный крахмал, катионные акриламиды и их смеси.
В данном изобретении могут быть использованы смеси любых из вышеописанных полимеров.
Цеолитный компонент, усиливающий моющее действие
Пригодный цеолитный компонент, усиливающий моющее действие, включает цеолит А, цеолит Р и цеолит MAP. Особенно пригодным является цеолит 4А.
Фосфатный компонент, усиливающий моющее действие
Типичным фосфатным компонентом, усиливающим моющее действие, является триполифосфат натрия.
Силикатная соль
Пригодной силикатной солью является силикат натрия, предпочтительно, силикат натрия 1.6R и/или 2.0R.
Другие ингредиенты моющего средства
Композиция типично включает другие ингредиенты моющего средства. Пригодные ингредиенты моющего средства включают: катализаторы на основе переходных металлов; иминовые усилители отбеливания; ферменты, такие как амилазы, карбогидразы, целлюлазы, лакказы, липазы, отбеливающие ферменты, такие как оксидазы и пероксидазы, протеазы, пектатлиазы и маннаназы; источник перекисного кислорода, такой как перкарбонатные соли и/или перборатные соли, предпочтительным является перкарбонат натрия, причем источник перекисного кислорода, предпочтительно, по меньшей мере частично имеет покрытие, предпочтительно, является полностью покрытым покровным ингредиентом, таким как карбонатная соль, сульфатная соль, силикатная соль, боросиликат, или их смеси, включая смешанные соли; активатор отбеливания, такой как тетраацетилэтилендиамин, оксибензолсульфонатные активаторы отбеливания, такие как нонаноилоксибензолсульфонат, капролактамовые активаторы отбеливания, имидные активаторы отбеливания, такие как N-нонаноил-N-метилацетамид, предварительно подготовленные перкислоты, такие как N,N-фталоиламинопероксикапроновая кислота, нониламидопероксиадипиновая кислота или дибензоилпероксид; системы пеногасителей, такие как пеногасители на основе силикона; оптические осветлители; подцвечивающие агенты; фотоотбеливатель; агенты-мягчители тканей, такие как глина, силикон и/или четвертичные аммониевые соединения; флокулянты, такие как полиэтиленоксид; ингибиторы переноса красителей, такие как поливинилпирролидон, поли-4-винилпиридин-N-оксид и/или сополимер винилпирролидона и винилимидазола; компоненты, обеспечивающие целостность ткани, такие как олигомеры, полученные путем конденсации имидазола и эпихлоргидрина; диспергенты загрязнений и средства, препятствующие повторному отложению загрязнений, такие как алкоксилированные полиамины и этоксилированные этилениминовые полимеры; компоненты, предотвращающие повторное отложение, такие как полиэфирные и/или терефталатные полимеры, полиэтиленгликоль, включая полиэтиленгликоль, замещенный виниловым спиртом и/или винилацетатными боковыми группами; ароматизаторы, такие как микрокапсулы ароматизатора, системы доставки ароматизатора на полимерной основе, включая комплексы шиффового основания ароматизатора/полимера, инкапсулированные крахмалом аккорды ароматизаторов; мыльные кольца (soap rings); частицы для придания эстетических характеристик, включая окрашенные лентовидные и/или игольчатые частицы; красители; наполнители, такие как сульфат натрия, хотя может быть предпочтительным, чтобы композиция по существу не содержала наполнителей; карбонатную соль, включая карбонат натрия и/или бикарбонат натрия; силикатную соль, такую как силикат натрия, включая силикат натрия 1.6R и 2.0R, или метасиликат натрия; сополиэфиры дикарбоновых кислот и диолов; целлюлозные полимеры, такие как метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтоксицеллюлоза, или другая алкил- или алкилалкоксицеллюлоза, и гидрофобно модифицированная целлюлоза; карбоновую кислоту и/или ее соли, включая лимонную кислоту и/или цитрат натрия; и любые их комбинации.
ПРИМЕРЫ
Пример 1. Высушенный распылением порошок стирального моющего средства и способ его получения
Состав водной щелочной суспензии
Компонент
Водная суспензия (частей)
Силикат натрия
8,5
Акрилат/малеатный сополимер
3,2
Гидроксиэтанди(метиленфосфоновая кислота)
0,6
Карбонат натрия
8,8
Сульфат натрия
42,9
Вода
19,7
Разное, такое как сульфат магния, и один или больше стабилизаторов
1,7
Водная щелочная суспензия, частей
85,4
Приготовление высушенного распылением порошка стирального моющего средства
5
5
5
6
8
24
Щелочную водную суспензию, имеющую указанный выше состав, готовят в емкости для приготовления суспензии (мешалка с вертикальным перемешиванием). Влагосодержание вышеуказанной суспензии составляет 23,1%. Любой ингредиент, прибавляемый выше в жидком виде, нагревают до 70°C, так чтобы температура водной суспензии никогда не опускалась ниже 70°C. Насыщенный пар с давлением 6,0×10 Па подают в мешалку с вертикальным пермешиванием для подъема температуры до 90°C. Суспензию затем перекачивают в трубопровод низкого давления (имеющий давление на выходе первого насоса 9,0×10 Па). Отдельно, в трубопровод низкого давления подают насосом 11,4 части C-C алкилбензолсульфоновой кислоты (HLAS) и 3,2 части 50% мас./мас. водного раствора гидроксида натрия. Вязкость полученной смеси увеличивается. Полученную смесь затем перекачивают насосом высокого давления в трубопровод высокого давления (давление в трубопроводе на входе второго насоса составляет 4×10 Па, а давление на выходе - 8,0×10 Па).
5
Путем регулирования точки введения ингредиентов моющего средства в водную суспензию между насосами низкого и высокого давления (т.е. в трубопроводе низкого давления) можно контролировать длину трубопровода между двумя насосами, перепад давлений между которыми составляет 5×10 Па. Например, если ингредиенты моющего средства вводятся в контакт с водной суспензией моющего средства непосредственно перед входом трубопровода во второй (высокого давления) насос, то длина трубопровода между двумя насосами в этом примере составляет 331 м, а если ингредиенты моющего средства вводятся в средней точке между двумя насосами, то длина трубопровода между насосами равна 61,2 м (и, только в качестве иллюстрации - если ингредиенты моющего средства вводятся в водную суспензию моющего средства перед первым насосом (что выходит за рамки настоящего изобретения), то длина трубопровода между двумя насосами равна 33,75 м).
6
Смесь затем разбрызгивают при расходе 1640 кг/час при давлении 8,0×10 Па и при температуре 90±2°C через распылительное сопло высокого давления в противоточной башенной распылительной сушилке с температурой входящего воздуха 300°C. Смесь атомизируют и атомизированная суспензия высыхает, образуя смесь твердых частиц, которую затем охлаждают и просеивают для удаления надситового материала (>1,8 мм), получая легкосыпучий порошок, высушенный методом распылительной сушки. Высокодисперсный материал (<0,15 мм) удаляется с отходящим отработанным воздухом башенной распылительной сушилки и собирается в расположенной после башни системе герметизации. Порошок, высушенный методом распылительной сушки, имеет влагосодержание 2,5% мас., насыпную плотность 510 г/л и такое распределение частиц по размерам, чтобы более 80% мас. порошка, высушенного методом распылительной сушки, имело размер частиц от 150 до 710 микрометров. Состав порошка, высушенного методом распылительной сушки, приведен ниже.
Состав высушенного распылением порошка стирального моющего средства
Компонент
% мас./мас. высушенного распылением порошка
Силикатная натриевая соль
10,0
C<sub>8</sub>-C<sub>24</sub> алкилбензолсульфонат
15,1
Акрилат/малеатный сополимер
4,0
Гидроксиэтанди(метиленфосфоновая кислота)
0,7
Карбонат натрия
11,9
Сульфат натрия
53,7
Вода
2,5
Разное, такое как сульфат магния, и один или больше стабилизаторов
2,1
Итого частей
100,00
Гранулированная композиция стирального моющего средства
Компонент
% мас./мас. композиции гранулированного стирального моющего средства
Порошок, высушенный методом распылительной сушки по примеру 1 (описанный выше)
59,38
91,6% мас. активного линейного алкилбензолсульфоната в форме чешуек, поставляемого фирмой Stepan под торговой маркой Nacconol 90G<sup></sup>
0,22
Лимонная кислота
5,00
Перкарбонат натрия (содержащий от 12 до 15% активного AvOx)
14,70
Частицы фотоотбеливателя
0,01
Липаза (11,00 мг активного вещества/г)
0,70
Амилаза (21,55 мг активного вещества/г)
0,33
Протеаза (56,00 мг активного вещества/г)
0,43
Тетраацетилэтилендиамин, агломерат (92% мас. активного вещества)
4,35
Пеногаситель, агломерат (11,5% мас. активного вещества)
0,87
Частицы акрилат/малеатного сополимера (95,7% мас. активного вещества)
0,29
Зеленые/синие поликарбонатные (carbonate) блестки
0,50
Сульфат натрия
9,59
Твердые частицы ароматизатора
0,63
Этоксилированный C<sub>12</sub>-C<sub>18</sub> спирт со средней степенью этоксилирования 7 (АЕ7)
3,00
Итого частей
100,00
Вышеуказанная композиция стирального моющего средства была приготовлена путем смешения всухую всех вышеуказанных частиц (всех, за исключением АЕ7) в стандартном смесителе периодического действия. АЕ7 в жидком виде разбрызгивают на частицы, находящиеся в стандартном смесителе периодического действия. Альтернативно, АЕ7 в жидком виде разбрызгивают на порошок, высушенный методом распылительной сушки по примеру 1. Полученный порошок затем смешивают со всеми другими частицами в стандартном смесителе периодического действия.
Размеры и значения величин, раскрытые в данном описании, не должны пониматься как строго ограниченные указанными точными числовыми значениями. Вместо этого, если не указано иное, каждый такой размер должен подразумевать как указанное значение, так и функционально эквивалентный интервал, окружающий данное значение. Например, размер, раскрытый как "40 мм", должен обозначать "примерно 40 мм".