一種高密度洗衣粉及其制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種高密度洗衣粉及其制造方法。其特征在于，在普通混合設備中，將粉末狀堿性無機物、硫酸鹽混合物和烷基苯磺酸在一定比例下直接中和得到含有陰離子表面活性劑的粉狀中和產物，加入一定比例的高塔噴霧生產的洗衣粉進行混合，噴入非離子表面活性劑，攪拌均勻后加入硅鋁酸鹽(即4A沸石)進行流動性和堆積密度調節，4A沸石的添加量取決于非離子表面活性劑的加入量和最終要達到的堆積密度。本發明生產工藝簡便，能在普通混合設備中完成，節省設備和能源投資，使用該生產工藝制造洗衣粉的配方結構可以靈活調節，產品的堆積密度在700g/L以上。
【專利說明】一種高密度洗衣粉及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種操作簡便，設備要求低，配方靈活可調的高密度洗衣粉的制造方法，及可用于該方法生產的高密度洗衣粉的配方組成及生產設備。
技術背景
[0002]高密度洗滌劑發展至今已經形成較為成熟的制備工藝和技術體系，然而用于制備高密度洗滌劑的工藝仍或多或少的存在一定的局限性，或專用設備過高，或制造成本難以控制，或產品結構固定不能靈活調控，或成品顆粒度合格率偏低等。
[0003]專利CN00814267.X中公開的制備方法，包括了在高速混合器/造粒機中直接中和烷基苯磺酸的方法，然后向中和產物中加入硅鋁酸鈉調節流動性、再加入非離子表面活性劑做粘合劑，得到顆粒狀洗滌劑組合物的方法。該發明中需要采用設備是帶有夾套冷卻設備或可以吹氣冷卻的造粒混合設備，這類設備價格昂貴并需要吹氣冷卻，能耗高，不利于推廣。
[0004]專利CN00814267.X中公開的制備方法，直接向中和產物中加入硅鋁酸鹽會妨礙之后加入非離子表面活性劑，具體的表現是:由于中和粉表面被硅鋁酸鹽包裹，再向含有硅鋁酸鹽的中和粉中加入非離子表面活性劑時，非離子非常容易形成團塊，非離子加量受到限制，不能加入高含量的非離子表面活性劑，該發明中給出的實例配方中非離子表面活性劑的加量均低于3%以下、陰離子表面活性劑含量高于10%以上的產品，該發明的洗衣粉配方中的陰、非表面活性比例不能靈活調節，產品所能包含的非離子表面活性劑的量有限，而且這樣生產出的成品大顆粒多，合格成品得率低。
[0005]專利CN200910008577.6中公開的制備方法，向粉末狀烷基苯磺酸中和產物中加入60%以上烷基硫酸鹽水溶液的方法來改善中和粉的流動性和減少大顆粒產生。但該發明中所用的60%以上烷基硫酸鹽水溶液需要在高溫下進行噴霧加入，需要有保溫設施，且60%以上烷基硫酸鹽水溶液原料不易得到，存在操作困難的問題。
[0006]此外，如果完全以噴霧干燥洗衣粉作為基粉來制造高密度洗衣粉，需要較高加量的噴霧干燥基粉，生產能耗高、溶解性差，而且堆積密度很難達到700g/L以上。
[0007]本發明是采用簡單的設備和生產方法生產出高密度、溶解性好、流動性好、去污力高的高密度洗衣粉，此外，由于本發明所述方法能在較大的選擇范圍內，按需靈活的適用于各種不同比例的陰/非表面活性劑洗衣粉配方，因此，可用于制造不同性能的高密度洗衣粉系列。
【發明內容】
[0008] 現有技術中，采用陰離子表面活性劑酸液體和純堿干法中和粉，非常容易粘接成大顆粒無法進一步使用。目前專利報道大多采用造粒中和設備解決這個問題，但需要高昂的設備投資，生產能耗增加。用該中和粉繼續生產濃縮洗衣粉時，由于中和粉是粘結的粉狀物，不能加入高含量的非離子表面活性劑，使配方不能靈活調節。[0009]本發明是通過篩選合適的“陰離子表面活性劑酸/純堿比例”，以降低中和粉粘結成大顆粒的問題；采用合適的陰離子表面活性劑酸的加料速度和控制加料時間也有助于降低中和粉的粘結。在剛中和好的中和粉中加入一定量的噴霧干燥的顆粒狀洗衣粉，提高非離子表面活性劑的吸附能力并使濃縮洗衣粉呈顆粒狀外觀和較好的流動性。
[0010]采用本發明所述制造方法，無需使用昂貴復雜的造粒設備，用現有的普通混合設備即可生產出顆粒好的高密度洗衣粉。通過對高塔噴霧的洗衣粉加入量和配方的調整，可以生產出不同堆積密度和不同陰、非離子表面活性劑比例的洗衣粉，可以滿足不同類型配方的需要。且顆粒度成品合格率在97%及以上。
[0011]本發明所述的高密度洗衣粉的生產過程在常規粉體混合器中完成，具體表現如下:
[0012]1，陰離子表面活性劑中和粉的制備:按一定比例把陰離子表面活性劑酸性液體在一定時間內加入到固體堿性混合物中，在攪拌下反應完全。一般是通過控制時間來控制反應的終點。此步驟中固體堿性原料的加量要遠高于中和陰離子表面活性劑酸性液體所需的理論加量的2倍及以上。
[0013]該步驟中用到的陰離子表面活性劑酸性物質在室溫下或通過加熱成液體狀態，該陰離子表面活性劑的酸可以為烷基苯磺酸、烷基硫酸、烯基醚硫酸、烯基硫酸、α-烯烴磺酸、烷烴磺酸、脂肪酸、烷基羧酸、烯基醚羧酸、烷基磷酸、烯基磷酸、烷基磷酸酯、烯基磷酸酯、α-磺基脂肪酸、α-磺基脂肪酸甲酯和聚氧乙烯烷基醚硫酸中的一種或者幾種陰離子表面活性劑的混合使用。在此步驟中的陰離子表面活性劑的酸優選為非皂基陰離子表面活性劑酸性液體。
[0014]該陰離子表面活性劑酸的加量可根據最終洗衣粉組分的要求調節，但最高加入量不宜超過目標高密度洗衣粉成品重量的12%。在該步驟中陰離子表面活性劑酸的加量占目標高密度成品粉的重量百分比是1-12%，更優選的6-10%，進一步優選的是6-8%之間。在此步驟中優選的陰離子表面活性劑酸的加量恰好可以自發進行中和反應，中和后粉體又不聚集的濃度。
[0015]該步驟中用到的粉末狀無機堿為水溶性的，包括碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、偏硅酸鈉、層狀硅酸鈉、三聚磷酸鈉，優選的是輕質碳酸鈉。從改善顆粒狀態方面考慮，可以加入部分顆粒狀重質碳酸鈉。
[0016]在此步驟中還可以加入除碳酸鈉外的其它選擇性固體成分，包括硫酸鹽、偏硅酸鹽和三聚磷酸鈉，對于這些選擇性固體成分的顆粒沒有固定要求。值得一提的是，如果加入三聚磷酸鈉和含結晶水的偏硅酸鈉，優選的是顆粒度在0.45mm-0.2mm的顆粒，以便使中和后的粉體有較好的顆粒狀外觀 。
[0017]在此步驟中陰離子表面活性劑酸液的加入時間要求有一定的要求。一般在1-10分鐘內加完，優選的是在5分鐘內加完。由于氣候溫度的不同，烷基苯磺酸的粘度會發生變化，使加料時間發生變化。為消除這個影響，需要對烷基苯磺酸進行保溫或通過調節磺酸加料噴嘴的孔徑來進行加料時間調節。通過實驗發現，快速加入烷基苯磺酸到粉狀，既有利于減少中和后粉體的粘結，也有利于形成符合要求的均勻顆粒狀粉體。
[0018]2，噴霧干燥洗衣粉在步驟I中和反應完全后1-5分鐘內加入，這樣可以防止中和粉顆粒粘結成團。加入噴霧干燥粉后攪拌時間沒有特殊規定，可攪拌1-2分鐘后加入其它固體組分，此時堿性硅鋁酸鹽不能加入。攪拌混合均勻，混合時間在1-5分鐘。
[0019]由于該噴霧干燥洗衣粉在此處的作用是吸附非離子表面活性劑及作為顆粒骨架使用，所以該洗衣粉的組成和生產條件有一定的要求。該噴霧干燥洗衣粉含有至少10%以上的堿性硅鋁酸鹽，最優選的是15-25%的堿性硅鋁酸，5-10%的水溶性硅酸鹽，堆積密度在350g/L-500g/L之間。含有一定的陰離子表面活性劑，該陰離子表面活性劑為烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸鹽、烯基醚硫酸鹽、烯基硫酸鹽、α -烯烴磺酸鹽、烷烴磺酸鹽、脂肪酸鹽、烷基羧酸鹽、烯基醚羧酸鹽、烷基磷酸鹽、烯基磷酸鹽、α-磺基脂肪酸鹽、α-磺基脂肪酸甲酯鹽和聚氧乙烯烷基醚硫酸鹽中的一種或者幾種陰離子表面活性劑的混合物。
[0020]該步驟中所述其它固體組分可以為公知的洗滌劑成分，可以為結晶性鋁硅酸鹽、正磷酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽等無機助劑，次氮基三乙酸鹽、乙二胺四乙酸鹽、檸檬酸鹽、異檸檬酸鹽等有機助劑，硅酸鹽、層狀硅酸鹽、碳酸鹽、倍半碳酸鹽等堿劑；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸鹽、丙烯酸-馬來酸共聚物或其鹽等抗污潰再沉積劑，還可以添加熒光增白劑、皂基消泡劑、香精、抗結塊劑等洗衣粉制備常用助洗劑。
[0021]本發明可以通過調配噴霧干燥洗衣粉的配方及該顆粒狀洗衣粉在目標高密度洗衣粉中的加量，來調整目標高密度洗衣粉的陰/非離子的比例。從而來實現不同功能要求的高密度洗衣粉的生產。
[0022]3，向步驟2混合均勻的固體混合物中噴入非離子表面活性劑和香精的混合物，對噴入非離子表面活性劑的裝置沒有特殊規定，優選的是可以把非離子霧化成微小液滴的裝置。所用非離子表面活性劑為聚氧化烯烷基醚、高級脂肪酸烷醇酰胺、或上述任意的氧化烯加成物、蔗糖脂肪酸酯、烷 基葡糖苷、脂肪酸甘油單酯、烷基氧化胺等，其中聚氧化烯烷基醚類非離子表面活性劑的碳鏈長度優選為C10-C20，環氧乙烷數分子數為6-10。采用邊攪拌邊加入非離子、香精的方式進行。
[0023]非離子、香精加入完畢攪拌均勻后，加入硅鋁酸鹽(即4Α型沸石)和其他助劑，繼續攪拌均勻，4Α沸石的添加量取決于非離子表面活性劑的加入量和最終要達到的堆積密度。一般加量在3-25%之間。
[0024]該步驟中所述其他助劑可以為公知的洗滌劑成分，可以為結晶性鋁硅酸鹽、正磷酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽等無機助劑，次氮基三乙酸鹽、乙二胺四乙酸鹽、檸檬酸鹽、異檸檬酸鹽等有機助劑，硅酸鹽、層狀硅酸鹽、碳酸鹽、倍半碳酸鹽等堿劑；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸鹽、丙烯酸-馬來酸共聚物或其鹽等抗污潰再沉積劑，還可以添加熒光增白劑、皂基消泡劑、香精、抗結塊劑、酶等洗衣粉制備常用助洗劑。
[0025]本發明所述的用于制造本發明所述的高密度洗衣粉的生產系統如下:
[0026]包含粉體混合器，陰離子表面活性劑酸加料泵及噴頭，通過調節陰離子表面活性劑酸加料速度，可以使中和粉的粒徑和粘合度有所不同，通過使用不同孔徑及數量的噴嘴及加料泵流量來調節陰離子表面活性劑酸液體加料速度。
[0027]其中噴嘴可以為一個也可以為幾個，按不同的加料速度和加料量來進行調整，噴嘴孔徑> 1.5mm。
[0028]其中常規粉體混合器可以為錐型混合器、V型混合器、臥式混合器、槽型混合器、多向運動型混合器等常規粉體混合設備。加料泵可以為齒輪泵、轉子泵。
[0029]通過用臥式混合設備和立式錐形雙螺旋式設備進行中和試驗發現，混合設備方式對中和粉的粘接有一定的影響。采用臥式混合設備生產中和粉更易粘結，采用立式錐形雙螺旋式混合設備，中和粉顆粒度好、流動性好，故該發明中更宜采用立式錐形雙螺旋式混合設備。
[0030]本發明所述的高密度洗衣粉組合物的組分如下(以下組分含量均為重量百分比含量):
[0031]陰離子表面活性劑酸液體:1_12，優選為6-8。
[0032]噴霧干燥的顆粒洗衣粉:5-30，優選為10-25。
[0033]非離子表面活性劑:1-15,優選為6-10。
[0034]硅鋁酸鹽:3-25，優選為5-15。
[0035]碳酸鹽:15-50。
[0036]硫酸鹽:20-50。
[0037]其他助劑:0-5。
[0038]所述陰離子表面活性劑酸液體為烷基苯磺酸、烷基硫酸、烯基醚硫酸、烯基硫酸、α -烯烴磺酸、烷烴磺酸、脂肪酸、烷基羧酸、烯基醚羧酸、烷基磷酸、烯基磷酸、烷基磷酸酯、烯基磷酸酯、α-磺基脂肪酸、α-磺基脂肪酸甲酯和聚氧乙烯烷基醚硫酸中的一種或者幾種陰離子表面活性劑的混 合物。
[0039]含有至少占噴霧干燥的顆粒洗衣粉總質量10%以上的硅鋁酸鹽吸附成分及8%以上的水溶性硅酸鹽的成型組分及20%以下表面活性劑。
[0040]所述非離子表面活性劑為聚氧化烯烷基醚/烯基醚、高級脂肪酸烷醇酰胺、或上述任意的氧化烯加成物、蔗糖脂肪酸酯、烷基葡糖苷、脂肪酸甘油單酯、烷基氧化胺等，其中，特別優選碳鏈長度為C10-C18，環氧乙烷加成數平均為7-10的聚氧化烯烷基醚類，該聚氧化烯烷基醚類非離子表面活性劑在高密度洗衣粉中所占的重量百分比含量為6-10。
[0041 ] 所述硅鋁酸鹽為4Α沸石。
[0042]所述其他助劑為公知的洗滌劑成分，可以為結晶性鋁硅酸鹽、正磷酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸氫鈉等無機助劑，次氮基三乙酸鹽、乙二胺四乙酸鹽、檸檬酸鹽、異檸檬酸鹽等有機助劑，硅酸鹽、層狀硅酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鈉、倍半碳酸鹽等堿劑；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸鹽、丙烯酸-馬來酸共聚物或其鹽等抗污潰再沉積劑，還可以添加熒光增白劑、皂基消泡劑、香精、抗結塊劑、酶等洗衣粉制備常用助洗劑。
[0043]堿劑可以為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、偏硅酸鈉、三聚磷酸鈉、層狀硅酸鈉，優選的是碳酸鈉、層狀硅酸鈉。
[0044]發明實施例
[0045]實例1:
[0046]在實驗室設備中制備高密度濃縮粉，每批總量為5kg，設備為錐形雙螺旋混合器，烷基苯磺酸為人工加入，通過人為控制流速來控制加料時間在5分鐘內。
[0047]步驟1:烷基苯橫酸的中和
[0048]加入輕質碳酸鈉800g、1602.5g無水硫酸鈉，攪拌均勻，然后在攪拌狀態下加入300g直鏈烷基苯磺酸(C10-C18，含量>=96%，游離硫酸含量<=1.5% )，加入磺酸的時間總共在4分鐘以內.繼續攪拌約1-2分鐘，使中和反應繼續進行。[0049]步驟2:加入高塔噴霧洗衣粉(其所含陰離子活性物為LAS-Na)和增白劑、CMC
[0050]向上述中和粉中加入1.20kg高塔噴霧的空心顆粒狀洗衣粉，該洗衣粉堆積密度在450-480g/L，高塔噴霧洗衣粉加入后或同時加入配方中所需的增白劑15g以及CMC50g，攪拌1-4分鐘，使中和粉和噴霧干燥粉混合均勻。
[0051]步驟3:加入非離子表面活性劑(AE09或AE07)
[0052]向步驟2中以噴霧形式加入非離子表面活性劑475g，邊噴霧邊攪拌，直到全部加完，攪拌I分鐘左右。
[0053]步驟4:非離子加完后加入4A沸石500g、蛋白酶20g、彩色粒子30g，香精7.5g攪拌均勻，過篩為成品。
[0054]以上方法生產的成品的堆積密度720g/L，配制出的成品，流動性好，可以直接過篩和放料。過10目(2.00mm)以上的大顆粒占1.5%，從目測外觀看，通過10目以下的可以作為成品粉包裝，即成品粉得率在98%以上。10目以上的大顆粒可通過粉碎機粉碎后回用。
[0055]該配方對洗衣粉國標GB/T13171.2-2009中按濃縮粉進行去污力測試，和國家標準洗衣粉去污力比值，洗滌條件完全按照GB/T13171.2-2009中要求，洗滌濃度為Ig洗衣粉/L
[0056]
【權利要求】
1.一種高密度洗衣粉的制造方法，其特征在于，生產過程在常規粉體混合器中完成，所述具體制造方法為: a，在常規的干法混合生產洗衣粉的粉體混合器中，將粉末狀堿性無機物和液體狀陰離子表面活性劑酸按比例中和得到粉末狀陰離子表面活性劑中和產物， b，在步驟a所得到的中和產物中，加入一定比例的噴霧干燥法生產的顆粒狀洗衣粉，攪拌均勻，然后，加入其它固體原料混合均勻得到混合固體， C，在步驟b所得到的混合固體中，邊攪拌邊噴入非離子表面活性劑和香精后，加入硅鋁酸鹽和洗滌助劑，攪拌均勻得到高密度洗衣粉。
2.如權利要求1所述的一種高密度洗衣粉的制造方法，其特征在于，所述常規粉體混合器可以為錐型混合器、V型混合器、臥式混合器、槽型混合器、多向運動型混合器等常規粉體混合設備，優選錐型雙螺旋立式混合器。
3.如權利要求1所述的一種高密度洗衣粉的制造方法，其特征在于，可向粉末狀堿性無機物中加入水或加入少量含有結晶水的堿性無機鹽來使中和反應快速進行。
4.如權利要求1所述的一種高密度洗衣粉的制造方法，其特征在于，所述噴霧干燥法生產的顆粒狀洗衣粉的組成、堆積密度、顆粒度分布和生產工藝及加入量可根據目標高密度洗衣粉所需要的堆積密度、成型情況自由調整。
5.如權利要求1所述的一種高密度洗衣粉的制造方法，其特征在于，所述硅鋁酸鹽的添加量可根據非離子表面活性劑的加入量及目標高密度濃縮洗衣粉所需要粉體的流動性自由調整。
6.一種高密度洗衣 粉的生產設備，包含常規粉體混合器，陰離子表面活性劑酸加料泵及噴頭，其特征在于，通過調節陰離子表面活性劑酸加料速度，可以使中和粉的粒徑和粘合度有所不同，通過使用不同孔徑及數量的噴嘴及加料泵流量來調節陰離子表面活性劑酸液體加料速度， 其中，常規粉體混合器可以為錐型混合器、V型混合器、臥式混合器、槽型混合器、多向運動型混合器等常規粉體混合設備，優選錐型雙螺旋立式混合器；加料泵為齒輪泵或轉子泵，泵的量程根據加料速度要求選定；噴頭為耐酸不銹鋼，自行設計制造，孔徑> 1.5mm。
7.一種高密度洗衣粉，其特征在于含有以下組分(以下組分含量均為重量百分比含量): 陰離子表面活性劑酸:1-12， 噴霧干燥的顆粒洗衣粉:5_30， 非離子表面活性劑: 1-15， 硅鋁酸鹽:3-25， 碳酸鹽: 15-50， 硫酸鹽: 20-50， 其他助洗劑:0_5， 其中，硅鋁酸鹽為4A沸石， 其他助劑為:結晶性鋁硅酸鹽、正磷酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽等無機助劑，次氮基三乙酸鹽、乙二胺四乙酸鹽、檸檬酸鹽、異檸檬酸鹽等有機助劑，硅酸鹽、層狀硅酸鹽、碳酸鹽、倍半碳酸鹽等堿劑；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸鹽、丙烯酸-馬來酸共聚物或其鹽等抗污潰再沉積劑，還可以添加熒光增白劑、皂基消泡劑、香精、抗結塊劑等洗衣粉制備常用助劑。
8.如權利要求7所述一種高密度洗衣粉，其特征在于，所述陰離子表面活性劑酸為烷基苯磺酸、烷基硫酸、烯基醚硫酸、α -烯烴磺酸、烷烴磺酸、脂肪酸、烷基羧酸、烯基醚羧酸、烷基磷酸、烯基磷酸、烷基磷酸酯、烯基磷酸酯、α-磺基脂肪酸、α-磺基脂肪酸甲酯和聚氧乙烯烷基醚硫酸中的一種或者幾種陰離子表面活性劑的混合物，其優選重量百分比含量為 6-8。
9.如權利要求7所述一種高密度洗衣粉，其特征在于，所述噴霧干燥的顆粒洗衣粉的質量百分比含量優選為10-25。
10.如權利要求7所述一種高密度洗衣粉，其特征在于，所述噴霧干燥的顆粒洗衣粉，含有至少占噴霧干燥的顆粒洗衣粉總質量10%以上的硅鋁酸鹽吸附成分及8%以上的水溶性硅酸鹽的成型組分及20%以下陰離子表面活性劑。
11.如權利要求7所述一種高密度洗衣粉，其特征在于，所述非離子表面活性劑為聚氧化烯烷基醚或烯基醚、高級脂肪酸烷醇酰胺、或上述任意的氧化烯加成物、蔗糖脂肪酸酯、烷基葡糖苷、脂肪酸甘油單酯、烷基氧化胺等，其中，特別優選碳鏈長度為C10-C18，環氧乙烷加成數平均為7-10的聚氧化烯烷基醚類，該聚氧化烯烷基醚類非離子表面活性劑在高密度洗衣粉中所占的重 量百分比含量為6-10。
【文檔編號】C11D11/00GK103468447SQ201210184669
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月6日 優先權日:2012年6月6日
【發明者】楊慶香, 朱杰, 張蕾 申請人:上海和黃白貓有限公司