CH630955A5 - Verfahren zur herstellung freifliessender buildersalzteilchen. - Google Patents

Verfahren zur herstellung freifliessender buildersalzteilchen. Download PDF

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CH630955A5
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David P Joshi
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Colgate Palmolive Co
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung freifliessender Buildersalzteilchen, die vorzugsweise verhältnismässig grosse Mengen verschiedener oberflächenaktiver Stoffe und anderer flüssiger oder halbfester Materiahen zu tragen vermögen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung freifliessender Buildersalzteilchen ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine erste Menge wasserfreies Phosphatbuildersalz in Gegenwart einer zweiten Menge Alkalimetallsilikat in eine hydratisierte wässrige Aufschlämmung überführt, eine dritte Menge wasserfreies Phosphatbuildersalz zu der hydratisierten Aufschlämmung gibt und die gebildete Vormischung zu einem teilchenförmigen Material sprühtrocknet, wobei das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur zweiten Menge 1,5 bis 5 und das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur dritten Menge 0,3 bis 0,7 beträgt.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen freifliessenden Buildersalzteilchen können zur Herstellung eines körnigen Waschmittels, enthaltend a) bis zu 90 Gew.-%, vorzugsweise 65 bis 90 Gew.-% Buildersalzteilchen und b) bis zu 35 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 35 Gew.-% nichtionischen polyäthoxylierten synthetischen organischen Waschaktivstoff,
c) wobei die Buildersalzteilchen eine poröse äussere Oberfläche und eine innere Skelettstruktur aufweisen,
d) die Buildersalzteilchen 45 bis 90 Gew.-% Phosphatbuildersalz, 5 bis 15 Gew.-% Alkalimetallsilikat und 5 bis 15 Gew.-% Wasser enthalten,
e) das Phosphatbuildersalz einen hydratisierten und einen wasserfreien Anteil aufweist, wobei das Gewichtsverhältnis hydratisierter Anteil zu wasserfreiem Anteil 0,3 bis 0,7 beträgt,
f) das körnige Waschmittel ein spezifisches Gewicht von 0,5 bis 0,7 hat,
g) die Fliessfähigkeit des körnigen Waschmittels mindestens 75 beträgt und h) die Teilchengrössenverteilung so ist, dass mindestens 90 Gew.-% ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,841 mm passieren und von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm zurückgehalten werden, verwendet werden.
Der verwendete Ausdruck «aufsprühen» umfasst alle Massnahmen zum Aufbringen einer flüssigen oder verflüssigbaren Substanz auf die sprühgetrockneten Teilchen aus Buildersalzen, natürlich auch das tatsächliche Aufsprühen der Flüssigkeit durch eine Düse in Form von feinen Tröpfchen.
Nichtionische synthetische Waschaktivstoffe mit den gewünschten Reinigungseigenschaften für die Einarbeitung in handelsübliche granulierte Waschmittel, wie Waschpulver, stellen üblicherweise dicke viskose klebrige Flüssigkeiten oder halbfeste oder wachsartige Materialien dar. Die Gegenwart dieser Materialien in einer Waschmittelaufschlämmung
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vor dem Sprühtrocknen in Mengen von mehr als etwa 2 bis 3 Gew.-% ist unpraktisch, da der nichtionische synthetische Waschaktivstoff währen des Sprühtrocknens «ausblüht» und ein wesentlicher Teil mit den Abgasen des Sprühtrocknungsturmes verlorengehen kann.
Die Aufbringung nichtionischer synthetischer Waschaktivstoffe dieses Typs auf verschiedene in Teilchenform vorliegende Träger unter Bildung von verhältnismässig freiflies-senden körnigen Produkten, die als Haushaltswaschmittel geeignet sind, ist in der Technik schon beschrieben. Repräsentative Patentschriften, die Verfahren zur Herstellung körniger freifliessender Waschmittel durch nachträgliches Aufsprühen von nichtionischen synthetischen organischen Waschaktivstoffen auf sprühgetrocknete, in Teilchenform vorliegende Produkte beschreiben, die Buildersalze enthalten, umfassen u.a. die US-PS 3 849 327, 3 888 098, 3 538 004 und 3 888 781 sowie die GB-PS 918 499. Nach den bekannten Verfahren werden etwa 1 bis maximal 10 Gew.-% eines nichtionischen synthetischen Waschaktivstoffes auf sprühgetrocknete Produkte aufgesprüht, die einen wesentlichen Anteil an oberflächenaktivem Mittel, z.B. anionische Waschaktivstoffe, Füllstoffe sowie Buildersalze, enthalten.
Weiterhin können bestimmte erwünschte Bestandteile für Waschmittelformulierungen, wie kationische oberflächenaktive Stoffe, die dem Gewebe weichmachende Eigenschaften verleihen, optische Aufheller, Bläuungsmittel und enzy-matische Materialien aufgrund thermischer Zersetzung nicht sprühgetrocknet werden. Diese Materialien können einem körnigen Waschmittel durch nachträgliches Aufsprühen auf die sprühgetrockneten Buildersalze entweder allein oder zusammen mit dem nichtionischen Waschaktivstoff oder anderen geeigneten Bestandteilen einverleibt werden.
Eine spezifische Ausführungsform der Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung sprühgetrockneter Buildersalze zur Verfügung, die verhältnismässig grosse Mengen, d.h. etwa 2 bis 40 Gew.-% und vorzugsweise etwa 12 bis 40 Gew.-%, verschiedener Waschmittelbestandteile, wie beispielsweise anionische, nichtionische und kationische oberflächenaktive Stoffe, optische Aufheller, Bläuungsmittel, Schmutzfreisetzungsmittel, eine erneute Ablagerung verhindernde Mittel usw., sowie deren Gemische zu tragen vermögen. Die nachträglich zugefügten Waschmittelbestandteile werden zweckmässig in flüssiger Form auf jede geeignete Weise auf die sprühgetrockneten Teilchen aufgebracht, vorzugsweise durch Aufsprühen in Form feiner Tröpfchen aus einer Spühdüse, wobei die Teilchen umgewälzt werden. Im breitesten Sinne betrifft die Erfindung die Aufbringung flüssiger oder verflüssigbarer organischer Substanzen, die für die Einverleibung in eine Waschmittelformulierung geeignet sind, auf sprühgetrocknete Teilchen, die anorganische Buildersalze enthalten.
Die sprühgetrockneten Buildersalze haben normalerweise eine kugelige oder irreguläre Form und enthalten 45 bis 80 oder 90 Gew.-% Phosphatbuildersalze, 5 bis 15 Gew.-% Alkalimetallsilikatfeststoffe und 5 bis 15 Gew.-% Wasser. 30 bis 60 Gew.-% der Alkalimetallphosphatkomponente werden normalerweise in Gegenwart der Alkalimetallsilikatkomponente hydratisiert, während der Rest in wasserfreier Form vorliegt. Die Teilchen können im Gegensatz zu den hohlen Kügelchen, die für sprühgetrocknete Pulver typisch sind, als Feststoffe klassifiziert werden, die eine poröse schwammähnliche äussere Oberfläche und eine innere Skelettstruktur aufweisen.
Die nachträglich aufgesprühten Bestandteile werden hauptsächlich im Innern der Teilchen abgelagert und sind normalerweise nur in minimaler Menge auf der äusseren Oberfläche der Teilchen anzutreffen. Das gebildete Produkt ist freifliessend und vorzugsweise ohne wesentliche Tendenz aneinanderzukleben oder zu agglomerieren. Vorzugsweise befinden sich weniger als 10 Gew.-% des aufgesprühten Materials auf der äusseren Oberfläche der endgültigen Teilchen.
Die freie Fliessfahigkeit eines körnigen oder in Teilchenform vorliegenden Produktes kann im Verhältnis zur Fliess-barkeit von sauberem trockenem Sand unter vorbestimmten Bedingungen, wie der Neigung zur Horizontalen, der man die Fliessfahigkeit 100 zuschreibt, festgestellt werden. Typische sprühgetrocknete Waschmittelpulver, wie sie zur Zeit auf dem Markt sind, haben in bezug auf Sand üblicherweise eine relative Fliessfähigkeit von etwa 60, d.h. ihre Fliessfahigkeit macht unter den gleichen Bedingungen 60% der Fliessfahigkeit von Sand aus. Überraschenderweise besitzen die neuen körnigen erfindungsgemäss herstellbaren Produkte gewöhnlich einen Fliessfahigkeitswert von mindestens etwa 70 in bezug auf sauberen trockenen Sand unter den gleichen Bedingungen und bis zu etwa 90 oder mehr.
Die neuen sprühgetrockneten Builderteilchen können ferner wie folgt charakterisiert werden: Teilchengrössenverteilung:
mindestens etwa 90 Gew.-% passieren ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,841 mm und werden von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm zurückgehalten.
Dichte (spez. Gewicht):
0,5 bis 0,8 Fliessfahigkeit:
70 bis 100
Die neuartigen Builderteilchen gemäss der Erfindung werden wie folgt hergestellt:
Eine erste Menge hydratisierbares Alkalimetallphosphat-Buildersalz wird in Gegenwart einer zweiten Menge eines Alkalimetallsilikats hydratisiert. Das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur zweiten Menge beträgt 1,5 bis 5. Das hydratisierte Phosphat und das Silikat werden in einem wäss-rigen Medium bei einer Temperatur, die normalerweise mindestens 76 °C beträgt, mit einer dritten Menge wasserfreiem Alkalimetallphosphat-Buildersalz unter Bildung einer Aufschlämmung oder einer Hilfsmischung gemischt, wobei das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur dritten Menge 0,3 bis 0,7 beträgt. Verschiedene andere Waschmittelkomponenten, d.h. Buildersalze, wie Carbonate, Zitrate, Silikate usw. und organische Builder sowie oberflächenaktive Stoffe, können der Hilfsmischung nach der Hydratisierungsstufe zugefügt werden. Erfindungsgemäss macht die Menge der organischen oberflächenaktiven Stoffe in der Hilfsmischung vorzugsweise weniger als 2 Gew.-% der vorhandenen Feststoffe aus. Noch besser ist es, wenn die Hilfsmischung vorzugsweise frei von organischen oberflächenaktiven Mitteln ist. Die Hilfsmischung kann gerührt und auf einer Temperatur von 76 bis 93 °C gehalten werden, um eine wesentliche Hydratisierung der dritten Menge des wasserfreien Phosphatbuildersalzes zu verhindern. In der Aufschlämmung ist gewöhnlich soviel Wasser enthalten, dass die Hilfsmischung 40 bis 55 Gew.-% Feststoffe aufweist. Hilfsmittel, wie optische Aufheller, Bläuungsmittel oder andere untergeordnete Bestandteile, können in der Hilfsmischung, falls notwendig oder erwünscht, vorhanden sein oder nachträglich zu den sprühgetrockneten Teilchen gegeben werden.
Die Hilfsmischung wird dann zweckmässig in einen Sprühtrocknungsturm gepumpt, wo sie in herkömmlicher Weise sprühgetrocknet wird. Die Sprühtrocknung kann im Gegenstrom oder im Gleichstrom bei einer Einlasstemperatur der Luft von 260 bis 370 °C und einem Sprühdruck von 14 bis 70 atü durchgeführt werden.
Das sprühgetrocknete Produkt weist normalerweise eine Vielzahl von Teilchen mit einer neuartigen schwammähnlichen struktur im Vergleich zu der hohlen Struktur auf, die in
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typischer Weise beim Sprühtrocknen einer Waschmittelmischung erhalten wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein in Teilchenform vorliegendes Waschmittel zum Waschen von Textilien im Haushalt oder in Wäschereien zur Verfügung gestellt. Das neue Waschmittel enthält vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% eines nichtionischen synthetischen organischen Waschaktivstoffes, insbesondere 12 bis 30 Gew.-%, obgleich manchmal auch geringere Prozentsätze an nichtionischem Waschaktivstoff eingesetzt werden können, z.B. 3 bis 5%, und vorzugsweise keine Füllstoffe, wie Alkalimetallsulfate, die herkömmlicherweise in sprühgetrockneten Waschmittelpulvern enthalten sind, um hohe Sprühtrocknungsgeschwindigkeiten zu erzielen. Das neue Waschmittelgranulat kann als solches oder mit verschiedenen Zusätzen, wie Parfüms, Farbstoffen, Bleichmitteln, z.B. 15 bis 50 Gew.-% eines Alkalimetallpersalzes, wie Natriumperborat, Natriumpercarbonat, Kaliumpercarbonat und Kaliumperborat sowie deren Gemischen, optischen Aufhellern, z.B. 0,01 bis 2 Gew.-% Stilben und Triazolylaufhellern, Gewebeweichmachern, z.B. 0,1 bis 5 Gew.-% quaternären Ammoniumhalogeniden, wie Di-höher alkyl-di-nieder alkyl-ammoniumchloriden, 0,2 bis 4 Gew.-% Enzymen, wie einem proteolytischen Enzym der von der Novo Industries unter den Handelsbezeichnungen Alcalase und Espersase vertriebenen Arten, oder amylotischen Enzymen oder deren Gemischen verwendet werden.
Das Verfahren zur Herstellung der neuen Waschmittelgranulate besteht vorzugsweise darin, dass man zuerst eine Vielzahl von Buildersalzteilchen mit den oben angegebenen physikalischen Eigenschaften herstellt. Dann wird der nichtionische synthetische Waschaktivstoff vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-% des Endproduktes auf die sprühgetrockneten Buildersalzteilchen aufgebracht, wobei man diese umwälzt. Der nichtionische synthetische Waschaktivstoff imprägniert gewöhnlich die Poren oder Öffnungen auf der Oberfläche der Teilchen und dringt in die innere Skelettstruktur ein. Falls überhaupt, bleibt normalerweise eine unwesentliche Menge der nichtionischen Komponente auf der Teilchenoberfläche zurück. Diese minimale Menge an nichtionischem Waschaktivstoff auf der äusseren Oberfläche ergibt sich üblicherweise aus den im wesentlichen gleichen Fliessfähigkeitswerten vor und nach der Aufsprühung der nichtionischen Komponente auf die Buildersalzteilchen. Ein ähnliches Verfahren kann zur Aufbringung der angegebenen anderen Bestandteile auf die sprühgetrockneten Buildersalzteilchen angewandt werden.
Die beigefügten Abbildungen zeigen zwei Mikrofotogra-phien eines erfindungsgemäss sprühgetrockneten Builder-salzteilchens vor der Aufbringung des nichtionischen Waschaktivstoffes und anderer Bestandteile.
Die Abbildung 1 zeigt den grösseren Anteil eines Teilchens in 200facher Vergrösserung,
die Abbildung 2 einen Teil des Teilchens gemäss der Abbildung 1 in 2000facher Vergrösserung.
Die Abbildungen der erfindungsgemässen Buildersalzteilchen veranschaulichen, dass diese aus festen irregulären Teilchen bestehen und eine schwammähnliche poröse Oberfläche sowie eine innere Skelettstruktur besitzen. Im Gegensatz hierzu bestehen die in üblicher Weise sprühgetrockneten Waschmittelteilchen, wie sie zur Zeit auf dem Markt sind, gewöhnlich aus kugeligen Teilchen mit im wesentlichen zusammenhängender äusserer Oberfläche, die innen hohl sind.
Die erfindungsgemäss hergestellten Buildersalzteilchen enthalten vorzugsweise 45 bis 80 Gew.-% Phosphatbuilder-salze, insbesondere 50 bis 70 Gew.-%, 5 bis 15 Gew.-% Alkalimetallsilikatfeststoffe und 5 bis 15 Gew.-% Wasser.
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Obgleich das Produkt gewöhnlich nicht freifliessend ist,
wenn geringere Mengen Phosphat verwendet werden, z. B. von nur 20 bis 25 Gew.-% (wenn der Gehalt an nichtionischem Waschaktivstoff und Wasser ebenfalls niedrig ist),
5 kann dennoch ein brauchbares Produkt hergestellt werden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht ein wesentlicher Teil der Builder-salzkomponente der erfindungsgemäss herstellbaren Buildersalzteilchen von 30 bis 60 Gew.-% der Phosphatbuildersalz-lo komponente aus dem in Gegenwart von Alkalimetallsilikat hergestellten höchstmöglichen Hydratisierungsprodukt, in typischer Weise dem Hexahydrat. Weiterhin soll das Ge-wichtsverhältnis hydratisiertes Phosphatbuildersalz zu Alkalimetallsilikat sowohl in der Hilfsmischung als auch in 15 den Buildersalzteilchen 1,5 bis 5 und vorzugsweise 2 bis 4 und das Gewichtsverhältnis hydratisiertes Phosphatbuildersalz zu wasserfreiem Buildersalz in der Hilfsmischung und in den Buildersalzteilchen 0,3 bis 0,7 und vorzugsweise 0,4 bis 0,6 betragen.
20 Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Hilfsmischung vorzugsweise nur anorganische Buildersalze und Wasser und keine organischen oberflächenaktiven Mittel. Vorteilhaft ist die Hilfsmischung auch frei von Füllstoffen, wie Natriumsulfat. 25 Die Alkalimetallphosphat-Buildersalzkomponente besteht aus Phosphatsalzen mit Buildereigenschaften für Waschmittel. Beispiele für solche Phosphatbuildersalze sind Alkalimetalltripolyphosphate und -pyrophosphate, von denen die Natrium- und Kaliumverbindungen am häufigsten 30 angewandt werden. Diese Phosphate sind als Builder bzw. Gerüststoffe auf dem Waschmittelsektor bekannt und können entweder allein oder in Form von Mischungen verschiedener Phosphate verwendet werden. Spezielle Beispiele für Phosphatbuildersalze sind: Natriumtripolyphosphat, 35 Tetranatriumpyrophosphat, Mono-, Di- und Trinatriumphosphat, Dinatriumpyrophosphat und Mononatriumpyro-phosphat. Die entsprechenden Kaliumsalze können ebenfalls verwendet werden, sowohl als Gemische der Kaliumsalze als auch im Gemisch mit Natriumsalzen. 40 Die Alkalimetallsilikatkomponente wird in Form einer wässrigen Lösung, die vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-% und in typischer Weise 50 Gew.-% Silikatfeststoffe enthält, eingesetzt. Vorzugsweise besteht die Silikatkomponente aus Natriumsilikat mit einem Na20 : Si02-Verhältnis von 1 :,6 45 bis 1:3,4, vorzugsweise von 1:2 bis 1:3 und insbesondere von 1:2,4.
Die nachträglich aufzusprühenden Bestandteile können aus jedem flüssigen oder verflüssigbaren Material bestehen, das für die Einarbeitung in Waschmittelformulierungen er-50 wünscht oder zweckmässig ist. Geeignete Materialien, die in einer Menge von 2 bis 40 Gew.-% aufgebracht werden können, sind z.B. oberflächenaktive Mittel, Mittel, die eine erneute Schmutzablagerung verhindern, optische Aufheller, Bläuungsmittel und enzymatische Verbindungen. 55 Als oberflächenaktive Mittel kommen anionische und nichtionische Waschaktivstoffe sowie kationische Materialien in Frage. Typische anionische Materialien sind z.B. Seife, organische Sulfonate, wie lineare Alkylsulfonate, lineare Alkylbenzolsulfonate und lineare Tridecylbenzylsulfonate. 60 Repräsentative kationische Materialien haben normalerweise gewebeweichmachende oder antibakterielle Eigenschaften, wie die quaternären Verbindungen. Die zuletzt genannten kationischen Materialien eignen sich vor allem für die nachträgliche Aufbringung, da sie sich, wenn sie als Be-65 standteil der Mischung sprühgetrocknet werden, thermisch zersetzen können. Beispiele für quaternäre Verbindungen mit den erwünschten gewebeweichmachenden Eigenschaften sind Distearyl-dimethylammoniumchlorid (Warenzeichen
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Arosurf TA 100 der Ashland Chemical Company) und 2-Hexadecyl-1 -methyl-1 -[(2-stearoylamido)-äthyl]-imidazo-linium-methylsulfat (Warenzeichen Varisoft 475 der Ashland Chemical Company).
Die nichtionische oberflächenaktive Komponente kann ein flüssiger oder bei Raumtemperatur halbfester poly-äthoxylierter organischer Waschaktivstoff sein. Solche Waschaktivstoffe sind z.B. äthoxylierte aliphatische Alkohole mit gerader oder verzweigter Kette und 8 bis 22 Kohlenstoffatomen sowie 5 bis 30 Äthylenoxideinheiten je Molekül. Eine besonders geeignete Klasse nichtionischer organischer Waschaktivstoffe dieses Typs ist von der Shell Chemical Company unter dem Warenzeichen «Neodol» erhältlich. Neodol 25-7 (12 bis 15 Kohlenstoffatome in der Alkoholkette; durchschnittlich 7 Äthylenoxideinheiten) und Neodol 45-11 (14 bis 15 Kohlenstoffatome in der Kette; durchschnittlich 11 Äthylenoxideinheiten) werden besonders bevorzugt.
Andere als nichtionische synthetische Waschaktivstoffe geeignete äthoxylierte aliphatische Alkohole sind unter dem Warenzeichen «Alphonic» der Continental Oil Company erhältlich, insbesondere Alphonic 1618-65, eine Mischung aus äthoxylierten primären Alkoholen mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und 65 Mol-% Äthylenoxid.
Weitere Beispiele für nichtionische synthetische organische Waschaktivstoffe sind:
(1) Die unter dem Warenzeichen «Pluronic» erhältlichen Verbindungen, die durch Kondensation von Äthylenoxid mit einer hyrophoben Base, die durch Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglykol gebildet wird, erhalten werden. Der hydrophobe Anteil des Moleküls, der natürlich wasserunlöslich ist, hat ein Molekulargewicht von etwa 1500 bis 1800. Die Addition von Polyoxyäthylenresten an diesen hydrophoben Teil erhöht die Wasserlöslichkeit des Moleküls als Ganzes, und das erhaltene Produkt bleibt flüssig bis zu dem Punkt, an dem der Polyoxyäthylengehalt etwa 50% des Gesamtgewichts des Kondensationsproduktes ausmacht.
(2) Die Polyäthylenoxidkondensationsprodukte von Alkylphenolen, z.B. die Kondensationsprodukte von Alkyl-penolen mit einer geradkettigen oder verzweigten Alkyl-gruppe mit etwa 6 bis 12 Kohlenstoffatomen mit Äthylenoxid in einer Menge von 5 bis 25 Molen Äthylenoxid je Mol Alkylphenol. Der Alkylsubstituent in diesen Verbindungen kann sich z.B. von polymerisiertem Propylen, Diisobutylen, Octen oder Nonen ableiten.
Andere geeignete oberflächenaktive Mittel sind z.B. in «Surface Active Agents and Detergents», Band 11, von Schwarz, Perry and Berch, 1958, Interscience Publishers, Inc., und in «Detergents and Emulsifiers», 1969 von John W. McCutcheon beschrieben.
Eine besonders bevorzugte Waschmittelformulierung gemäss der Erfindung enthält 12 bis 30 Gew.-% nichtionischen synthetischen organischen Waschaktivstoff, vor allem solche vom Typ der polyäthoxylierten aliphatischen Alkohole, die auf die sprühgetrockneten Buildersalzteilchen aufgesprüht sind.
Die folgenden Beispiele, in denen sich alle Prozentsätze auf das Gewicht beziehen, sofern nichts anderes angegeben ist, erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Aus den folgenden Bestandteilen wurde eine wässrige Aufschlämmung hergestellt.
Bestandteile
%, bezogen auf die gesamte Hilfsmischung
5 Natriumtripolyphosphatpulver, wasserfrei
Natriumsilikat, fest (Na20/Si02 = 2,4) Wasser
10
14.5 7,6
28.6
Die Aufschlämmung wurde auf etwa 60 °C erhitzt und zur Bildung des Hexahydrats des Phosphats gut gemischt. Anschliessend wurde auf etwa 88 °C erhitzt und zwischen 88 und 93 °C gehalten, um eine Hydratisierung des dann zuge-is fügten Phosphats zu verhindern.
Zu der wässrigen Aufschlämmung wurden bei etwa 88 bis 93 °C zur Bildung der Hilfsmischung die folgenden Bestandteile gegeben.
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Bestandteile
%, bezogen auf die gesamte Hilfsmischung
25 Natriumtripolyphosphatpulver, wasserfrei Wasser
28,3 21,0
30 Die so hergestellte Mischung enthielt etwa 45 bis 50 Gew.-% Feststoffe.
Die Mischung wurde in einen im Gegenstrom geführten, etwa 2,5 m hohen Sprühtrocknungsturm eingeführt und bei einer Verteilungstemperatur von 82 °C und einem Druck von 35 42 bis 63 atü unter Verwendung einer Whirljet 15-1 oder Fulljet 3007 Sprühdüse versprüht.
Im Sprühturm wurde eine Einlasstemperatur (Tx) der Luft von etwa 315 °C angewandt.
Die sprühgetrockneten Buildersalzteilchen hatten die fol-40 genden Eigenschaften und eine ähnliche innere Struktur sowie äussere Oberfläche wie das in der Abbildung 1 gezeigte Teilchen.
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Eigenschaften
Feuchtigkeitsgehalt Tripolyphosphat, Natriumsalz Silikatfeststoffe 50 Füllgewicht
55
10%
77%
13%
130 g (scheinbares spezifisches Gewicht = 0,55 oder Schüttgewicht = 0,55 g/ml)
Fliessgeschwindigkeit 86
Klebrigkeit 0
Siebanalyse, zurückgehalten von einem Sieb lichter 60 Maschenweite
0,841mm 1%
0,420 mm 19%
0,250 mm 50%
0,177 mm 20%
65 0,149 mm 6%
0,074 mm 3%
passiert 0,074 mm 1%
100%
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Die Teilchen wurden dann in eine chargenweise beschickte Rotationstrommel eingeführt und mit Neodol 25-7 sowie kleineren Mengen anderer Bestandteile, wie Farbstoffen, Parfüms, optischen Aufhellern, bei etwa 50 °C besprüht. Es wurde das folgende Endprodukt erhalten:
Buildersalzteilchen, wie oben 78%
Neodol 25-7 bei etwa 50 °C 19,7% andere Bestandteile, nämlich Farbstoffe,
Parfüm, optische Aufheller 2,3%
100,0%
Das Neodol wurde zuerst aufgesprüht, dann folgten die anderen Bestandteile.
Jeder geeignete Mischer, der mit Vorrichtungen zum Aufsprühen von Flüssigkeiten in Form feiner Tröpfchen oder als Nebel versehen ist, kann in der vorstehenden Stufe verwendet werden, z.B. ein Patterson Kelly-Zwillingsmischer. Das nachfolgende Aufsprühen kann auch auf kontinuierlicher Basis unter Verwendung einer geeigneten Vorrichtung, wie eines Patterson-Kelly Zig-Zag-Mischers, durchgeführt werden.
Das erhaltene Waschmittelgranulat hatte die folgenden Eigenschaften:
Eigenschaften des Endproduktes
Füllgewicht 160 g (scheinbares spezifisches Gewicht = 0,68)
Fliessgeschwindigkeit 79
Klebrigkeit 0
Siebanalyse, zurückgehalten von einem Sieb lichter Maschenweite
0,841 mm
1%
0,420 mm
20%
0,250 mm
52%
0,177 mm
20%
0,149 mm
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0,074 mm
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passiert 0,074 mm
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Das fertige Produkt kann in herkömmlichen Vorrichtungen zum Verpacken körniger Produkte verpackt werden. Alternativ kann es trocken mit Kaliumpercarbonat (oder Natriumpercarbonat) oder Natriumperborat zu Produkten mit einem Bleichmittelgehalt von 15 bis 50%, z.B. 21,5% Kaliumpercarbonat oder Natriumpercarbonat und 30% Natriumperborat, vermischt werden. Auch pulvrige Enzyme können nachträglich zugefügt werden, um ein enzymatisches Waschmittel, das auch Bleichmittel enthalten kann und das 0,2 bis 4% eines Enzympräparates, z:B. 0,7% Alcalase oder Esperase, enthält, zu erhalten. Auch andere Bestandteile, wie die Schaumbildung kontrollierende Mittel und Stabilisierungsmittel, insbesondere Bleichstabilisatoren, können nachträglich zugegeben werden.
Beispiel 2
Aus den folgenden Bestandteilen wurde eine wässrige Aufschlämmung hergestellt:
Bestandteile in der Reihenfolge %, bezogen ihrer Zugabe auf die gesamte
Hilfsmischung
Heisses Wasser von 60 °C 25,0
Natriumsilikatfeststoffe (Si02/Na20 = 2,4) 3,5 Natriumtripolyphosphatpulver, wasserfrei 13,0
Die wässrige Aufschlämmung wurde in einem von einem Wasserdampfmantel umgebenen Kessel gut gemischt, um die Phosphatkomponente zy hydratisieren. Dann wurde mit Wasserdampf auf 93 °C erhitzt.
Anschliessend wurden die nachstehend angegebenen Bestandteile zugefügt. Die Temperatur wurde auf über etwa 82 °C gehalten, um eine Hydratisierung des anschliessend zugefügten wasserfreien Phosphatbuilders zu verhindern.
Bestandteile in der Reihenfolge %, bezogen ihrer Zugabe auf die gesamte
Hilfsmischung
Natriumtripolyphosphat, wasserfrei 13,0
Wasser 25,0
Natriumtripolyphosphat, wasserfrei 13,0
Natriumcarbonat 7,5
Die Hilfsmischung wurde bei einer Temperatur von etwa 75 °C einem im Gegenstrom geführten Sprühtrockner zugeführt und bei einem Druck von 56 atü versprüht. Die Einlasstemperatur der Luft (Tj) betrug etwa 345 °C und ihre Auslasstemperatur (T2) etwa 113 °C.
Die sprühgetrockneten Buildersalzteilchen hatten eine solche Teilchengrössenverteilung, dass 90 Gew.-% ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,841 mm passierten und 90 Gew.-% von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm zurückgehalten wurden.
Die sprühgetrockneten Teilchen wurden dann nach dem Verfahren des Beispiels 1 wie folgt übersprüht:
Übersprüh-Formulierung Menge, %
Sprühgetrocknete Teilchen 78,0
Neodol 25-7 19,5 In kleineren Mengen verwendete Bestandteile,
nämlich optische Aufheller, Parfüm usw. 2,5
100,0
Das Endprodukt hatte ein Füllgewicht von 180 g, eine Fliessgeschwindigkeit von 75% und einen Wassergehalt von 5 Gew.-%.
Beispiel 3
Das Verfahren des Beispiels 2 wurde mit der folgenden Mischung (etwa 50% Feststoffe) der folgenden Zusammensetzung wiederholt:
Bestandteile Menge, %
Natriumtripolyphosphat Hexahydrat 13,0
Natriumpolyphosphat, wasserfrei 26,0
Wasser 47,0 organische Builder «M»
(Monsanto Chemical Co.) 7,5
Natriumsilikat, fest 6,5
100,0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
7
630 955
Die sprühgetrockneten Builderteilchen wurden nach dem Verfahren des Beispiels 1 wie folgt übersprüht:
Bestandteile
Sprühgetrocknete Builderteilchen nichtionischer Waschaktivstoff (Neodol 45-11) in kleinen Mengen zugefügte Bestandteile
Menge, %
85,0 12,0 3,0 100,0
Das gebildete Waschmittelgranulat ist freifliessend, nicht klebrig und zum Waschen von Kleidungsstücken im Haushalt sowie in Wäschereien geeignet.
Beispiel 4
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit Alfonic 1618-65 als nichtionischem Waschaktivstoff in solcher Menge wiederholt, dass das endgültige Waschmittelgranulat 30 Gew.-5 % des nichtionischen Waschaktivstoffes enthielt.
Beispiel 5
io Buildersalzaufschlämmungen wurden aus den folgenden Zusammensetzungen nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt:
Bestandteile Menge, %
I II III IV
Natriumtripolyphosphat Hexahydrat 10 12 18 20
Natriumsilikat, fest (Si02/Na20 = 2,4) 3 8 6 4
Natriumtripolyphosphat, wasserfrei 30 30 26 28
Wasser 57 50 50 48
Die Aufschlämmungen I, II, III und IV wurden nach dem Verfahrendes Beispiels 1 sprühgetrocknet. Die sprühgetrockneten Teilchen wurden wie folgt übersprüht:
Bestandteile Menge, %
I II III IV
Sprühgetrocknete Teilchen 74,5 80,5 59 83
in kleinerer Menge zugefügte Bestandteile 0,5 1,5 1 2
Neodol 45-11 - 18,0
Neodol 25-7 25,0 40
Alfonic 1618-65 - - - 15
Die Waschmittelformulierungen I, II, III und IV sind frei fliessend und in Waschwasser sehr gut löslich.
Beispiel 6
Sprühgetrocknete Buildersalzteilchen aus den Aufschlämmungen I bis IV des Beispiels 5 wurden wie folgt übersprüht:
Bestandteile Menge, %
*
I
II
III
IV
Sprühgetrocknete Buildersalzteilchen
94
79,9
73,5
79,4
Neodol 25-7
-
15
20
12
lineares Tridecylbenzolsulfonat
-
3
5
AROSURF TA100 (versprüht bei 82-99 °C)
6
-
4
2
Bläuungsmittel
-
0,1
-
0,1
optische Aufheller
-
2
1,5
1
enzymatische Verbindung, dispergiert
in einem Träger
-
-
1
0,5
Die Formulierungen II, III und IV eignen sich als Waschmittel. Die Formulierung I kann als Gewebeweichmacher in einer Waschmaschine verwendet werden.
Die verschiedenen nachträglich aufgesprühten Bestandteile des Beispiels 6 und die der anderen Beispiele können auf die sprühgetrockneten Buildersalzteilchen getrennt oder in jeder geeigneten Kombination aufgebracht werden.
Beispiel 7
Das Verfahren des Beispiels 1 wird zur Herstellung sprühgetrockneter Buildersalzteilchen der folgenden Zusammensetzung wiederholt:
Bestandteile Gew.-%
TPP, Natriumsalz 86,031
60 Natriumsilikat 2/1 5,111
Stilben 4 hoch konzentriert 0,852
Feuchtigkeit 8,007
100,000
65 Der Stilbenaufheller wird der Aufschlämmung nach der ersten Phosphathydratisierungsstufe zugefügt. Die Aufschlämmung kann einen Feststoffgehalt von etwa 40 bis 50 Gew.-% haben.
630 955
Die erhaltenen sprühgetrockneten Teilchen werden dann in einen chargenweise beschickten Rotationsmischer eingeführt, worauf die folgenden zusätzlichen Bestandteile zugefügt werden:
Anstelle des Natriumpercarbonatbleichmittels kann Natriumperborat in etwas grösserer Menge verwendet werden, d.h. von 30% Perborat. Die endgültige Formulierung hat die folgende Zusammensetzung:
Bestandteile
% im fertigen Produkt
Bestandteile
Gew.-%
Nichtionischer Waschaktivstoff 7 EO PSE*
Natriumpercarbonat Sydex 808*
Alcalase Parfüm
17,0 1,5 21,5 0,3 0,7 0,3
* PSE: Phosphorsäureester mit der Bezeichnung LPKn der Knapsack/Hoechst, ein C16 bis C18 2 EO Mono/Diester, mit der Säureform:
RO-P-(OH)2
O
RO,
P - OH
Ro/ö
die als Antischaummittel wirken und auch zur Waschkraft beitragen. ** Sydex 808:
92/8 Magnesiumsilikat/DTPA-Mischung, die als Perborat/Per-carbonatstabilisierungsmittel wirkt.
Der nichtionische Waschaktivstoff und der PSE können geschmolzen und zusammen auf die Buildersalzteilchen aufgesprüht werden.
TPP
io Natriumsilikat 2/1 Stilben 4 hoch konzentriert Feuchtigkeit nichtionischer Waschaktivstoff 7 EO PSE
15 Natriumpercarbonat Sydex 808 Alcalase Parfüm
20
50,5 3,0 0,5 4,7 17,0 1,5 21,5 0,3 0,7 0,3 100,0
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die Herstellung freifliessender Waschmittelteilchen in einem Verfahren, das nicht zu einer Verschmutzung führt (rauchen) und bei hohen Durchsätzen unter Verwendung herkömmlicher 25 Vorrichtungen wirtschaftlich durchführbar ist. Das erhaltene Produkt ist freifliessend, nicht klebrig und zeigt im Vergleich zu bekannten Waschmittelpulvern verbesserte Wasserlöslichkeit. Längere Alterungszeiten für die sprühgetrockneten Teilchen des Zwischenproduktes, bevor diese mit den 30 zuvor genannten, zum Übersprühen verwendeten Bestandteilen behandelt werden können, sind nicht notwendig, ebenso keine Alterungszeiten vor dem Abfüllen. Bei verschiedenen anderen Verfahren zur Herstellung von Waschmittelteilchen, die nichtionische Waschaktivstoffe enthalten, sind sol-35 che Alterungszeiten oft erforderlich, wodurch die Produktion verlangsamt und die Lagerungsvorrichtungen lahmgelegt werden.
a
S
2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

  1. 630 955
    2
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Verfahren zur Herstellung freifliessender Buildersalz-teilchen, dadurch gekennzeichnet, dass man eine erste Menge wasserfreies Phosphatbuildersalz in Gegenwart einer zweiten Menge Alkalimetallsilikat in eine hydratisierte wäss-rige Aufschlämmung überführt, eine dritte Menge wasserfreies Phosphatbuildersalz zu der hydratisierten Aufschlämmung gibt und die gebildete Vormischung zu einem teilchen-förmigen Material sprühtrocknet, wobei das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur zweiten Menge 1,5 bis 5 und das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur dritten Menge 0,3 bis 0,7 beträgt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die hydratisierte Aufschlämmung auf eine Temperatur von 76 bis 93 °C erhitzt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zu der hydratisierten Aufschlämmung Wasser gibt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Hydratisierungsstufe bei einer Temperatur durchführt, die eine Hydratisierung der ersten Menge des Phosphatbuildersalzes bewirkt, und dann die Aufschlämmung auf eine höhere Temperatur erhitzt, bei der eine Hydratisierung der dritten Menge des Phosphatbuildersalzes verhindert wird.
  5. 5. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vormischung 40 bis 55 Gew.-% Feststoffe enthält, das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur dritten Menge etwa 0,5 beträgt und die Sprühtrocknung in einem im Gegenstrom geführten Sprühtrockner bei einem Sprühdruck von 14 bis 70 atü und einer Einlasstemperatur der Luft von 260 bis 370 °C durchgeführt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe der Vormischung, bis zu 10 Gew.-% weitere Buildersalze zugibt, nämlich Carbonate, Zitrate oder Silikate oder deren Gemische.
  7. 7. Verwendung der nach Anspruch 1 erhaltenen freiflies-senden Buildersalzteilchen zur Herstellung eines körnigen Waschmittels, enthaltend a) bis zu 90 Gew.-% Buildersalzteilchen und b) bis zu 35 Gew.-% nichtionischen polyäthoxylierten, synthetischen, organischen Waschaktivstoff,
    c) wobei die Buildersalzteilchen eine poröse äussere Oberfläche und eine innere Skelettstruktur aufweisen,
    d) die Buildersalzteilchen 45 bis 90 Gew.-% Phosphatbuildersalz, 5 bis 15 Gew.-% Alkalimetallsilikat und 5 bis 15 Gew.-% Wasser enthalten,
    e) das Phosphatbuildersalz einen hydratisierten und einen wasserfreien Anteil aufweist, wobei das Gewichtsverhältnis hydratisierter Anteil zu wasserfreiem Anteil 0,3 bis 0,7 beträgt,
    f) das körnige Waschmittel ein spezifisches Gewicht von 0,5 bis 0,7 hat,
    g) die Fliessfahigkeit des körnigen Waschmittels mindestens 75 beträgt und h) die Teilchengrössenverteilung so ist, dass mindestens 90 Gew.-% ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,841 mm passieren und von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm zurückgehalten werden.
  8. 8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Phosphatbuildersalz aus Natriumtripolyphos-phat und das Alkalimetallsilikat aus Natriumsilikat besteht.
  9. 9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der nichtionische synthetische Waschaktivstoff aus äthoxylierten aliphatischen Alkoholen mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen in der Kette und 5 bis 30 Äthylenoxideinheiten je Molekül besteht.
  10. 10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschmittel zusätzlich 15 bis 50 Gew.-% Alkalimetallpersalz als Bleichmittel und 0,2 bis 4 Gew.-% proteolytisches Enzym enthält.
  11. 11. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschmittel 65 bis 90 Gew.-% Buildersalzteilchen und 10 bis 35 Gew.-% nichtionischen polyäthoxylierten synthetischen organischen Waschaktivstoff enthält.
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