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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Verzögerung oder Verhinderung der Gelbildung einer mischbaren und pumpbaren in Seifen Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung, welche von 40 bis 70 Gew.-% an Festkörpern und von 60 bis 30 Gew.-% an Wasser enthält, wobei vom Festkörpergehalt, auf einer Basis von 100 Gew.-% Festkörpern, 55 bis 85 Gew.-% Natriumbicarbonat ausmachen, 5 bis 25 Gew.-% Natriumcarbonat sind, und 5 bis 25 Gew.-% Natriumsilikat mit einem NazO:SiO2 Gewichts-Verhältnis innerhalb des Bereiches von 1:1,4 bis 1:3 sind, mit dem Gewichts-Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumcarbonat innerhalb des Bereiches von 2:1 bis 8:1, mit dem Gewichts-Verhältnis von Natriumcarbonat: Natriumsilikat innerhalb des Bereiches von 1:3 bis 3:1, und mit dem Gewichts-Verhältnis von Natriumbicarbonat:
Natriumsilikat innerhalb des Bereiches von 2:1 bis 10:1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung der vorgenannten Zusammensetzung herstellt, welche von 0,1 bis 2 Gew.-% eines zitronensauren Materials, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Zitronensäure, wasserlöslichem Citrat und Gemischen davon, und von 0,1 bis 1,4 Gew.-% an Magnesiumsulfat enthält, wobei die Gesamtmenge an solchem zitronensauren Material und Magnesiumsulfat, in Kombination, gelbildungsverzögernd ist und wenigstens 0,4 Gew.-% der Aufschlämmung ausmacht, und eine solche Zusammensetzung in den Seifen Mischer während der Herstellung davon hineinmischt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung von 50 bis 60 Gew.-% an Festkörpern und von 50 bis 35 Gew.-% an Wasser enthält, wobei vom Festkörpergehalt 55 bis 80 Gew.-% Natriumbicarbonat sind, 10 bis 25 Gew.-% Natriumcarbonat sind und 5 bis 25 Gew.-% Natriumsilikat mit einem NazO:SiO2 Gewichts-Verhältnis innerhalb des Bereiches von 1:1,6 bis 1:2,6 sind, mit einem Gewichts-Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumcarbonat innerhalb des Bereiches von 3:1 bis 6:1, mit einem Gewichts-Verhältnis von Natriumcarbonat: Natriumsilikat innerhalb des Bereiches von 2:5 bis 5:2, und mit einem Gewichts-Verhältnis von Natriumbicarbonat:
Natriumsilikat innerhalb des Bereiches von 4:1 bis 8:1, und wobei die prozentualen Gewichtsanteile an gelbildungsverhinderndem zitronensaurem Material und Magnesiumsulfat innerhalb der Bereiche von 0,2 bis 0,8 und von 0,2 bis 1,2 sind.
3. Verfahren und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung bei einer Temperatur im Bereiche von 35"C bis 70"C, bei atmosphärischem Druck, gehalten wird, und dass das zitronensaure Material und das Magnesiumsulfat in die Aufschlämmung inkorporiert werden vor der Hinzugabe von wenigstens etwas an Natriumsilikat.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung von 58 bis 64 Gew.-% an Festkörpern und von 42 bis 36 Gew.-% an Wasser enthält, wobei von diesem Festkörpergehalt 70 bis 75 Gew.-% Natriumbicarbonat sind, 13 bis 19 Gew.-% Natriumcarbonat sind und 8 bis 15 Gew.-% Natriumsilikat mit einem Na20:SiO2 Gewichts-Verhältnis innerhalb des Bereiches von 1:1,6 bis 1:2,4 sind, mit einem Gewichts Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumcarbonat innerhalb des Bereiches von 4:1 bis 5:1, mit einem Gewichts-Verhältnis von Natriumcarbonat: Natriumsilikat innerhalb des Bereiches von 1:1 bis 3:2, und mit einem Gewichts-Verhältnis von Natriumbicarbonat:
Natriumsilikat innerhalb des Bereiches von 5:1 bis 7:1, und wobei die prozentualen Gewichts-Anteile an gelbildungsverhinderndem zitronensaurem Material und Magnesiumsulfat innerhalb der Bereiche von 0,25 bis 0,6 und von 0,4 bis 1,0 sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen bei erhöhter Temperatur, im Bereich von 40"C bis 70"C erfolgt, das zitronensaure Material und Magnesiumsulfat in die Aufschlämmung vor dem Natriumsilikat inkorporiert werden, und das Mischen für wenigstens eine Stunde nach der Beendigung der Herstellung der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung fortgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung von 40"C bis 60"C beträgt, und das Mischen während wenigstens zwei Stunden nach der Beendigung der Herstellung der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung bewirkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Zitronensäure das die Gelbildung verhindernde zitronensaure Material in der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Natriumcitrat das die Gelbildung verhindernde zitronensaure Material in der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Zitronensäure das die Gelbildung verhindernde zitronensaure Material in der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung ist.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Natriumcitrat das die Gelbildung verhindernde zitronensaure Material in der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von 0,1 bis 10 Gew.-% der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung eines oder mehrerer Hilfsstoffe und/ oder eines oder mehrerer Verdünnungsmittel sind.
12. Verfahren zur Verzögerung oder Verhinderung der Gelbildung einer mischbaren und pumpbaren in Seifen Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung, welche von 40 bis 70 Gew.-% an Festkörpern und von 60 bis 30 Gew.-% an Wasser enthält, wobei vom Festkörpergehalt, auf einer Basis von 100 Gew/o Festkörpern, 55 bis 85 Gew.-% Natriumbicarbonat sind, 5 bis 25 Gew.-% Natriumcarbonat sind und 5 bis 25 Gew.-% Natriumsilikat mit einem Na20:SiO2 Gewichts-Verhältnis innerhalb des Bereiches von 1:1,4 bis 1:3 sind, mit dem Gewichts-Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumcarbonat innerhalb des Bereiches von 2:1 bis 8:1, mit dem Gewichts-Verhältnis von Natriumcarbonat: Natriumsilikat innerhalb des Bereiches von 1:3 bis 3:1, und mit dem Gewichts-Verhältnis von Natriumbicarbonat:
Natriumsilikat innerhalb des Bereiches von 2:1 bis 10:1, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung mit der vorgenannten Zusammensetzung hergestellt wird, wobei dazu von 0,3 bis 3 Gew.-% an Magnesiumcitrat oder magnesiumsaurem Citrat hinzugegeben werden, und eine solche Zusammensetzung im Seifen Mischer während der Herstellung vermischt wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Verzögerung oder Verhinderung der Gelbildung einer in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung von gewissen Materialien, welche in entsprechender Kombination eine aussergewöhnlich gute und verbesserte anti-gelierende Wirkung ausüben, die Gelbildung, übermässiges Eindicken und Erhärten von Bicarbonat-Carbonat-Silikat-Aufschlämmungen verhindern, aus welchen
körnige hochleistungsfähige synthetische organische Waschmittelzusammensetzungen hergestellt werden können, wie etwa durch Sprühtrocknen und Nachsprühen.
Wässrige in Seifen-Mischern verarbeitbare Gemische (crutcher mixes), welche wesentliche Anteile an Bicarbonat, Carbonat und Silikat enthalten, tendieren zum Gelieren oder zum vorzeitigen Abbinden, manchmal bevor sie vollständig gemischt und aus einem Seifen-Mischer in Sprühtürme gepumpt werden können. Folgerichtig ist ein umfassendes Experimentieren in Angriff genommen worden, um Wege zu finden, um die Tendenz solcher Systeme, im Seifen-Mischer fest zu werden oder zu gelieren, zu verkleinern. Geringe Mengen an Zitronensäure oder an wasserlöslichem Citrat, welche in das im Seifen-Mischer verarbeitbare Gemisch gegeben worden sind, verzögern oder verhindern die Gelbildung und das Erhärten von Bicarbonat-Carbonat-Silikat Gemischen und ermöglichen ein kommerzielles Sprühtrocknen davon, gefolgt von normalen Verfahren für das Auspumpen der Inhalte in Seifen-Mischern in Sprühdosen.
Währenddem früher die Verwendung von Zitronensäure oder Citrat erfolgreich war, ist sie jetzt durch das vorliegende Verfahren verdrängt worden, welches eine signifikante Verbesserung darstellt. Zusätzlich zur Verbesserung der Antigelierungs-Aktivität und der Zunahme der Länge der Zeit, in welcher ein in einem Seifen-Mischer verarbeitbares Gemisch verarbeitbar ist, ohne die Benötigung von signifikant grösseren inkorporierten Anteilen von Anti-gelierungs-Mitteln, ermöglicht die vorliegende Erfindung die Verwendung von kleineren Anteilen an organischem Material, wodurch die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass die sprühgetrocknete Zusammensetzung in der Wärme des Trockners zerstört wird, und wodurch die Saugfähigkeit und die Fliessbarkeit des Produktes verbessert werden.
In Anbetracht dessen, dass die Zitronensäurekomponente, falls sie in grösserer Quantität verwendet wird, mit der Absorption des flüssigen nichti-ionischen Waschmittels, welches auf die sprühgetrockneten Grundperlen gesprüht ist, interferieren kann, scheint Magnesiumsulfat das wünschbare Absorptionsmittel zu sein, wodurch ermöglicht wird, das Produkt frei fliessend zu machen.
Im wässrigen in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisch können die verschiedenen gelösten Verbindungen ionisiert sein, und daher kann in Betracht gezogen werden, dass im in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisch Magnesium-, Citrat- und Sulfat-Ionen vorhanden sind. Entsprechend sind in Seifen-Mischern verarbeitbare Gemische, welche mit Substanzgemischen bepackt sind, welche die gleiche ionische Zusammensetzung ergeben, ebenfalls nützlich zum Verzögern oder Verhindern der Gelbildungen von anorganischen in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemischen. So kann Magnesiumcitrat oder magnesiumsaures Citrat verwendet werden, vorzugsweise zusammen mit Natriumsulfat, aber auch ohne, dass das Sulfat vorhanden ist. Zitronensäure und die verschiedenen wasserlöslichen Citrate werden hierin als zitronensaures Material bezeichnet.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Verzögerung oder Verhinderung der Gelbildung einer mischbaren und pumpbaren in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung, welche von 40 bis 70 Gew.-% an Festkörpern und von 60 bis 30 Gew.-% an Wasser enthält, wobei vom Festkörpergehalt, auf einer Basis von 100 Gew.-% Festkörpern, 55 bis 85 Gew.-% Natriumbicarbonat ausmachen 5 bis 29 Gew.-% Natriumcarbonat sind, und 5 bis 25 Gew.-% Natriumsilikat mit einem Na20:SiO2 Gewichtsverhältnis innerhalb des Bereiches von 1:1,4 bis 1:3 sind, mit dem Gewichtsverhältnis von Natriumbicarbonat:Natriumcarbonat innerhalb des Bereiches von 2:1 bis 8:1, mit dem Gewichtsverhältnis von Natriumcarbonat:Natriumsilikat innerhalb des Bereiches von 1:3 bis 3:1, und mit dem Gewichtsverhältnis von Natriumbicarbonat:Natriumsilikat innerhalb des Bereiches von 2:
:1 bis 10:1, ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung der vorgenannten Zusammensetzung herstellt, welche von 0,1 bis 2 Gew.-% eines zitronensauren Materials, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Zitronensäure, wasserlöslichem Citrat und Gemischen davon, und von 0,1 bis 1,4 Gew.-% an Magnesiumsulfat enthält, wobei die Gesamtmenge an solchem zitronensauren Material und Magnesiumsulfat, in Kombination, gelbildungsverzögernd ist und wenigstens 0,4 Gew.-% der Aufschlämmung ausmacht, und eine solche Zusammensetzung in den Seifen-Mischer während der Herstellung davon hineinmischt.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung enthält eine erfindungsgemäss hergestellte mischbare und pumpbare in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung, welche nicht vorzeitig abgebunden wird und welche befähigt ist, während einer Zeitspanne von wenigstens einer oder zweier Stunden nach der Herstellung gemischt und gepumpt zu werden, von 40 bis 70% Festkörper und von 60 bis 30% Wasser, wobei vom Festkörpergehalt, auf einer Basis von 100% Festkörpern, 55 bis 85% Natriumbicarbonat, 5 bis 25% Natriumcarbonat und 5 bis 25% Natriumsilikat ausmachen, mit einem Na20:SiO2 Verhältnis von innerhalb des Bereiches von 1:1,4 bis 1:3, mit dem Verhältnis von Natriumbicarbonat:
Natriumcarbonat innerhalb des Bereiches von 2:1 bis 8:1, mit dem Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumsilikat von innerhalb des Bereiches von 1:3 bis 3:1, und mit dem Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumsilikat innerhalb des Bereiches von 3:1 bis 10:1, und mit einem gelbildungs-verzögernden Anteil einer Zusammensetzung von 0,1 bis 2% an einem zitronensauren Material ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Zitronensäure, wasserlöslichem Citrat und Gemischen davon, und von 0,1 bis 1,4% Magnesiumsulfat, mit der Gesamtmenge an solchem zitronensauren Material und Magnesiumsulfat, in der Zusammensetzung, welche gelbildungs-verzögernd ist, von wenigstens 0,4% der Aufschlämmung.
Die Erfindung bezieht sich wie gesagt auf ein Verfahren zur Verzögerung oderVerhinderung der Gelbildung einer mischbaren und pumpbaren in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung vom allgemeinen beschriebenen Bicarbonat-Carbonat-Silikat-Typus mittels der Hinzugabe eines zitronensauren Materials und Magnesiumsulfat in den beschriebenen kleinen Quantitäten. Die Erfindung bezieht sich auch auf ähnliche Produkte und Verfahren, wobei Magnesiumcitrat als ein Anti-gelierungs-Material vorhanden ist.
Obwohl die Anti-gelierungs-Kennzeichen der vorliegenden Erfindung auch erhalten werden können mit anderen anorganischen Gerüststoffgrundzusammensetzungen als jenen, welche hauptsächlich Bicarbonat, Carbonat, Silikat und Wasser enthalten, werden die signifikantesten Antigelierungs-Effekte beobachtet, wenn die in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemische im wesentlichen (vorzugsweise hauptsächlich) auf solchen Materialien und Wasser basieren, welche mit dem erfindungsgemässen Verfahren behandelt werden, d.h. Hinzugabe von zitronensaurem Material und Magnesiumsulfat (oder Magnesiumcitrat). Die so behandelten Zusammensetzungen enthalten etwa 40 bis 70% an Festkörpern und etwa 60 bis 30% Wasser.
Die Festkörpergehalte, auf einer Basis von 100% Festkörpern, sind etwa 55 bis etwa 85% Natriumbicarbonat, etwa 5 bis etwa 25% Natriumcarbonat und etwa 5 bis etwa 25% Natriumsilikat, mit einem Na20:SiO2 Verhältnis innerhalb des Bereiches von 1:1,4 bis 1:3. In solchen Zusammensetzungen ist das Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumcarbonat innerhalb des Bereiches von etwa 2:1 bis etwa 8: 1, das Verhältnis von Natri umcarbonat: Natriumsilikat ist innerhalb des Bereiches von etwa 1:3 bis etwa 3:1, und das Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumsilikat ist innerhalb des Bereiches von etwa 2:1 bis etwa 10:1.
Der Anteil an zitronensaurem Material, welches Zitronensäure, wasserlösliches Citrat, ein Gemisch solcher Citrate oder ein Gemisch von Zitronensäure und solchem Citrat oder solchen Citraten ist, erstreckt sich von etwa 0,1 bis etwa 2%, und der prozentuale Anteil von Magnesiumsulfat beträgt von 0,1 bis 1,4%. Die Gesamtmenge an zitronensaurem Material und Magnesiumsulfat beträgt wenigstens 0,4% und überschreitet gewöhnlich 2,5 oder 3% nicht, wobei die erwähnten prozentualen Anteile auf der Gesamtmenge an in Seifen-Mischern verarbeitbarem Gemisch oder Aufschlämmung basieren, einschliesslich der erwähnten Salze, Wasser und irgendwelchen Hilfsstoffen, welche auch vorhanden sein können. Ein bevorzugter Bereich einer solchen Gesamtmenge ist 0,5 bis 3%, bevorzugter 0,6 bis 2% und üblicherweise am bevorzugtesten 0,7 bis 1,2%.
Obwohl die Verwendung einer Kombination von zitronensaurem Material, wie etwa Zitronensäure, und Magnesiumsulfat bevorzugt ist, kann in Substitution dafür von 0,3 bis 3% an magnesiumsaurem Citrat (MgHC6HsO7 5H20) oder ein äquivalenter Anteil von äquivalentem Magnesiumcitrat verwendet werden.
Vorzugsweise enthält die in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung von 50 bis 65% an Festkörpern, wobei die Ergänzung hierzu aus Wasser besteht, und vom Festkörpergehalt sind 55 bis 80% Natriumbicarbonat, 10 bis 25% sind Natriumcarbonat und 10 bis 25% sind Natriumsilikat, wobei das Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumcarbonat im Bereich von 3:1 bis 6:1 liegt, das Verhältnis von Natriumcarbonat: Natriumsilikat liegt innerhalb des Bereiches von 2:5 bis 5:2, und das Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumsilikat liegt innerhalb des Bereiches von 4:1 bis 8:1. Bevorzugter enthält die in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung von 58 bis 64% an Festkörpern und von 42 bis 36% an Wasser, wobei von diesem Festkörpergehalt 70 bis 75% Natriumbicarbonat sind, 13 bis 19% sind Natriumcarbonat und 8 bis 15% sind Natriumsilikat.
In solchen bevorzugteren Zusammensetzungen ist das Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumcarbonat innerhalb des Bereiches von 4:1 bis 5:1, das Verhältnis von Natriumcarbonat :Natriumsilikat ist innerhalb des Bereiches von 1:1 bis 3:2, und das Verhältnis von Natriumbicarbonat: Natriumsilikat ist innerhalb des Bereiches von 5:1 bis 7:1. Die hierin beschriebenen Materialien, mit der Ausnahme von Wasser, sind alle normalerweise Festkörper und die Prozentangaben und die Verhältnisse basieren auf einer wasserfreien Basis, obwohl die verschiedenartigen Materialien in den Seifen-Mischer als Hydrate oder gelöst oder dispergiert in Wasser hinzugegeben werden können. Normalerweise jedoch ist das Natriumbicarbonat wasserfrei und das Natriumcarbonat ist Sodaasche.
Ausserdem kann das Carbonatmonohydrat ebenfalls verwendet werden. Das Silikat wird normalerweise zur in Seifen Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung als eine wässrige Lösung hinzugegeben, normalerweise mit einem Festkörpergehalt von 40 bis 50%, z.B. 47,5%, und vorzugsweise erfolgt die Hinzugabe in der Nähe des Endes des Mischungsverfahrens und nach den vorhergegangenen Hinzugaben und Dispergierungen und Auflösungen des zitronensauren Materials und Magnesiumsulfats (oder Magnesiumcitrats). Das verwendete Silikat hat vorzugsweise ein Na20:SiO2 Verhältnis innerhalb des Bereiches von 1:1,6 bis 1:2,6, bevorzugter von 1:1,6 bis 1:2,4 und am bevorzugtesten von 1:2,0 bis 1:2,4.
Obwohl es stark bevorzugt ist, die in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung und das daraus mittels Sprühtrocknung herstellbare Grundperlenprodukt (aus welchem eine hochleistungsfähige zusammengestellte nichtionische synthetische organische Waschmittelzusammensetzung hergestellt werden kann) im wesentlichen aus anorganischen Salzen herzustellen, und zwar in einer solchen Art, dass sie Perleneigenschaften aufweisen, welche die Absorption durch die Perlenoberflächen von nichtionischem Waschmittel begünstigen, welches darauf in flüssiger Form gesprüht worden ist, und obwohl oftmals die Hilfsstoffe, wie etwa Parfum, Farbstoffe, Enzyme, Bleichmittel und das Fliessen fördernde Mittel, auf die Perlen zusammen mit dem nichtionischen Waschmittel gesprüht oder nachträglich hinzugefügt werden können,
kann für stabile und normalerweise feste Hilfsstoffe das Mischen mit der anorganischen Salzaufschlämmung im Seifen-Mischer durchführbar sein. So ist beabsichtigt, dass von 0 bis 20% der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung aus geeigneten Hilfsstoffen oder Verdünnungsmitteln (Verdünnungsmittel umfassen anorganische Salze, wie etwa Natriumsulfat und Natriumchlorid) sein könen. Jedoch wenn solche Hilfsstoffe vorhanden sind beträgt der Anteil davon von 0,1 bis 10% und oftmals ist ihr Gehalt auf 5% begrenzt, und manchmal beträgt er 1 oder 2%.
Normalerweise ist der Gehalt an organischem Material in der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung auf ein Maximum von etwa 5% begrenzt, vorzugsweise maximal 3% und am bevorzugtesten 1 oder 1,5% maximaler Gehalt, um irgendwelche Probleme der Haftfähigkeit der Grundperlen nach dem Sprühtrocknen zu vermeiden, und um irgendwelche nachteiligen Effekte der Absorption von synthetischen nichtionischen organischen Waschmitteln durch die Perlen zu verhindern.
Die bevorzugte Kombination an verwendeten gelbildungsverhindernden Materialien, von welchen gefunden wurde, dass sie von Anfang an erfolgreich sind bei der Verhinderung der Gelbildung, des Eindickens, des Erhärtens und des Ausfrierens der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung, bevor sie vom Seifen-Mischer entnommen und sprühgetrocknet werden kann, unter Verwendung von normaler Mischungs-, Pump- und Sprühtrocknungs-Ausrüstung, sind zitronensaures Material und Magnesiumsulfat.
Weil die in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung, einschliesslich gelöster und dispergierter anorganischer Salze, normalerweise alkalisch ist, überlicherweise innerhalb eines pH-Bereiches von 9 bis 12, vorzugsweise 10 bis 11, und wenn das verwendete zitronensaure Material Zitronensäure ist, wird dieses ionisiert und in das entsprechende Citrat umgewandelt oder in ein Gleichgewicht mit den Citrationen gebracht. Daher können andere lösliche Citrate verwendet werden anstelle von Zitronensäure, einschliesslich Natriumcitrat, Kaliumcitrat und Magnesiumcitrat, obwohl für viele Anwendungen die Säure als überlegen betrachtet wird.
Anstelle der Hinzugabe von Citrat kann ein Gemisch der Säure und einem Neutralisationsmittel, z.B. NaOH, KOH, Mg(OH)2, verwendet werden, und anstelle der Säureform kann ein Citrat plus eine Säure substituiert sein, falls gewünscht (obwohl diese letztere Wirkungsweise selten angewendet wird). Der Anteil an zitronensaurem Material in Kombination mit Magnesiumsulfat wird narmalerweise nur genügen, um die gelbildungsverhindernde Aufgabe in der speziellen zu behandelnden in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung zu erfüllen. Jedoch kann aus Sicherheitsgründen ein Überschuss verwendet werden, z.B. 5 bis 20% mehr als die genügenden Mengen an zitronensaurem Material und Magnesiumsulfat.
Währenddem es möglich ist, bis zu 3,4% der Kombination an zitronensaurem Material und Magnesiumsulfat zu verwenden, auf einer Gewichtsbasis eines-Seifen-Mischer- Inhaltes, um die Gelbildung zu verzögern oder zu verhindern, genügen üblicherweise von 0,4 bis 1,5%, vorzugsweise von 0,5 bis 1,2%. Wenn ein Citrat ver wendet wird, wie etwa ein Alkalimetallcitrat, kann man wünschen, den prozentualen Anteil des Zusatzstoffes leicht zu erhöhen, um die Gegenwart des schweren Kations zu kompensieren, doch aus Einfachheitsgründen gilt der angegebene Bereich der Anteile der Zusatzstoffe sowohl für die Säureform als auch die Salzform.
Mit Bezug auf die Magnesiumverbindung ist das Sulfat stark bevorzugt, doch kann dieses durch andere Magnesiumquellen ersetzt werden, wie etwa durch das Magnesiumion in Magnesiumcitrat, wenn diese Verbindung verwendet wird, vorzugsweise in Anteilen von 0,4 bis 1,2% oder von 0,5 bis 0,8%.
Die Reihenfolge der Hinzugabe der verschiedenen Komponenten in den Seifen-Mischer wird nicht als kritisch betrachtet, mit der Ausnahme, dass es höchst wünschbar ist, die Silikatlösung zuletzt hinzuzugeben, und falls dies nicht der letzte Vorgang ist, soll dies zumindest nach der Hinzugabe der gelbildungsverhindernden Kombination an Materialien erfolgen. Ebenfalls können kleinere Variationen in der Reihenfolge der Hinzugabe unter gewissen Umständen durchgeführt werden, wenn etwa eine unangenehme Schaumbildung die Einhaltung einer spezifischen Ordnung begleitet. Es wurde jedoch gefunden, dass solche Probleme nicht ernsthaft sind. In einigen Fällen ist es möglich, das Magnesiumsulfat und das zitronensaure Material vorzumischen und das Gemisch davon in den Seifen-Mischer zu geben.
In anderen Fällen wird das zitronensaure Material zuerst hinzugegeben, gefolgt von der Hinzugabe des Magnesiumsulfats, oder umgekehrt. Falls gewünscht kann eines oder können beide des zitronensauren Materials und des Magnesiumsulfats mit dem anderen Material oder mit den anderen Materialien vorgemischt werden. In solchen Fällen ist es für die Antigelierungs-Zusatzkomponenten bevorzugt, mit den anderen in Seifen-Mischern verarbeitbaren Mischungsmaterialien gemischt zu werden, bevor die Hinzugabe des Silikates in den Seifen-Mischer erfolgt. In einigen Fällen jedoch kann die Hinzugabe der Anti-gelierungs-Materialien nach der Hinzugabe des Silikates erfolgen, jedoch vorzugsweise ganz unmittelbar danach.
Normalerweise wird während der Herstellung der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Mischung anfänglich etwas Wasser in den Seifen-Mischer gegeben, gefolgt von etwas anorganischem Salz, entweder Carbonat oder Bicarbonat, mehr Wasser und mehr Salz, und anschliessend die gelbildungsverhindernden Materialien und Silikat, wobei, falls durchführbar, Dispersions-Lösungen der individuellen Komponenten vorgängig gemacht werden können. Das verwendete Wasser kann Stadtwasser mit gewöhnlicher Härte sein. In der Theorie ist es bevorzugt, deionisiertes Wasser oder destilliertes Wasser zu verwenden, falls erhältlich, weil einige metallische Verunreinigungen im Wasser eine auslösende Wirkung auf die Gelbildung haben können, jedoch wird dies nicht als notwendig betrachtet.
Die Temperatur des wässrigen Mediums in Seifen Mischern ist normalerweise erhöht, üblicherweise im 40- bis 70 C-Bereich und vorzugsweise beträgt sie von 50 bis 60"C.
Die Erwärmung des im Seifen-Mischer verarbeitbaren Mediums fördert das Auflösen der wasserlöslichen Salze des Gemisches und hierbei wird die Mobilität des Gemisches erhöht. Jedoch werden Temperaturen von mehr als 70"C normalerweise vermieden, wegen der Möglichkeit der Zersetzung einer oder mehrerer Komponenten des in Seifen Mischern verarbeitbaren Gemisches, z.B. Natriumbicarbonat. Die Erwärmung des in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisches kann bewirkt werden durch die Verwendung von warmem wässrigem hinzugegebenem Medium und durch Erwärmen des Inhaltes im Seifen-Mischer mittels eines Heizmantels oder mittels Heizspiralen, und dadurch wird auch die Durchsatzleistung durch den Trockenturm erhöht, weil weniger Energie auf die gesprühten Tropfen des in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisches im Turm transferiert werden muss.
Die Verwendung von Gemischen mit mehr Festkörpern erhöht ebenfalls die Produktion.
Die Mischzeiten zum Erhalten von guten Aufschlämmungen können stark variieren, und zwar von so wenig wie zehn Minuten für kleine Seifen-Mischer und für Aufschlämmungen mit hohen Feuchtigkeitsgehalten, bis zu so viel wie vier Stunden bei einigen Fällen. Die benötigten Mischzeiten, um alle in Seifen-Mischern verarbeitbaren Mischungskomponenten miteinander in ein Medium zu bringen, kann so gering sein wie fünf Minuten, doch in einigen Fällen kann dies bis zu einer Stunde in Anspruch nehmen, obwohl 30 Minuten eine bevorzugte obere Grenze darstellen.
Unter Berücksichtigung jeglicher solcher anfänglichen Mischungszeiten betragen normale Mischungsperioden von 20 Minuten bis zu zwei Stunden, z.B. 30 Minuten bis eine Stunde, aber die in Seifen-Mischern verarbeitbare Mischung wird derart sein, dass sie mobil, nicht gelatiniert oder erhärtet ist für wenigstens eine Stunde, vorzugsweise für zwei Stunden und bevorzugter für vier Stunden oder mehr nach der Beendigung der Herstellung des Gemisches, z.B. 10 bis 30 Stunden.
Die vermischte Aufschlämmung mit den verschiedenen Salzen, gelöst oder in teilchenförmiger Form, einheitlich verteilt darin, teilweise bedingt durch die wünschbaren Antigelierungs-Effekte der zitronensauren Verbindung und vom Magnesiumsulfat, kann anschliessend zweckmässig in üblicher Art in einen Sprühtrocknungsturm transferiert werden, welcher in der Nähe des Seifen-Mischers lokalisiert ist.
Die Aufschlämmung wird normalerweise aus dem Boden des Seifen-Mischers in eine Zwangsverdrängungspumpe getropft, welche die Aufschlämmung bei hohem Druck durch die Sprühdüsen im oberen Ende eines herkömmlichen Sprühturmes (Gegenstrom oder Gleichstrom) zwingt, wodurch die Tropfen der Aufschlämmung durch ein heisses Trocknungsgas fallen, welches im allgemeinen zusammengesetzt ist aus Verbrennungsprodukten von Brennöl oder natürlichem Gas, und wobei die Tropfen zur gewünschten absorptionsfähigen Perlenform getrocknet werden.
Während des Trocknens wird ein Teil des Bicarbonates unter Freisetzung von Kohlenstoffdioxyd in Carbonat übergeführt, und es scheint, dass dadurch die physikalischen Charakteristiken der hergestellten Perlen verbessert werden, so dass diese absorptionsfähiger werden für Flüssigkeiten, wie etwa flüssiges nichtionisches Waschmittel, welches anschliessend auf die Perlen gesprüht werden kann.
Nach dem Trocknen wird normalerweise das Produkt in die gewünschte Grösse gesiebt, z.B. 10 bis 100 Maschen der U.S. Standard Sieb-Reihe, und es ist bereit, dass darauf ein nichtionisches Waschmittel gesprüht werden kann, wobei die Perlen entweder im warmen oder kalten Zustand sein können (Raumtemperaturbedingungen). Im allgemeinen jedoch hat das nichtionische Waschmittel eine erhöhte Temperatur, um sicherzustellen, dass es flüssig ist; dennoch ist es wünschenswert, dass das Waschmittel beim Abkühlen auf Raumtemperatur ein Festkörper ist, welcher oftmals einem wachsartigen Festkörper ähnelt.
Das nichtionische Waschmittel, welches auf die sich in Bewegung befindlichen Perlen in bekannter Art und Weise angewandt werden kann, wie etwa als Spray oder als Tropfen, ist vorzugsweise ein Kondensationsprodukt aus Äthylenoxyd und einem höheren Fettalkohol, wobei der höhere Fettalkohol 10 bis 20 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 12 bis 16 Kohlenstoffatome, und bevorzugter im Durchschnitt 12 bis 13 Kohlenstoffatome aufweist, und wobei nichtionische Waschmittel von 3 bis 20 Äthylenoxydgruppen pro Mol, vorzugsweise von 5 bis 12, noch bevorzugter von 6 bis 8, enthält. Der Anteil an nichtionischem Waschmittel im Endprodukt beträgt gewöhnlich von 10 bis 25%, wie beispielsweise von 20 bis 25%.
Währenddem bei der alleinigen Verwendung von Zitronensäure als Anti-gelierungs-Mittel, also ohne das Magnesiumsulfat, die Saugfähigkeit der Grundperlen gut ist, kann es bei einigen Grundperlenzusammensetzungen und nichtionischen Waschmitteln schwierig sein, mehr als 20% an nichtionischen Waschmitteln in befriedigender Art und Weise auf die Grundperlen zu absorbieren. Es ist gefunden worden, dass die vorliegende Anti-gelierungs-Behandlung unter Verwendung eines Gemisches von zitronensaurem Material und Magnesiumsulfat, z.B. Zitronensäure und Magnesiumsulfat, Perlen mit signifikant grösserer Saugfähigkeit ergeben kann, welche die Absorption von 22% an nichtionischem Waschmittel ermöglichen, verbunden mit der Herstellung eines freifliessenden Produktes, und manchmal wird die Absorption von bis zu 25% an nichtionischem Waschmittel ermöglicht.
Bei Vergleichsprüfungen mit Perlen, welche unter alleiniger Verwendung der zitronensauren Verbindung (Zitronensäure) als Anti-gelierungs-Mittel in der Grundperle des in Seifen Mischern verarbeitbaren Gemisches hergestellt worden sind, sind Verbindungen der vorliegenden Erfindung, hergestellt mit den entsprechenden Verfahren, gemäss einer allgemeinen Regel absorptionsfähiger.
Eine bevorzugte Endformulierung, hergestellt aus den Grundperlen, enhält von 15 bis 25%, vorzugsweise von 20 bis 25%, an nichtionischem Waschmittel, z.B. Neodol 23-6,5, hergestellt von Shell Chemical Company, von 30 bis 40% an Natriumbicarbonat, von 20 bis 30% an Natriumcarbonat, von 5 bis 15% an Natriumsilikat mit einem Na20:SiOz Verhältnis von 1:2,4, von 1 bis 3% an Fluoreszenzaufheller, von 0,5 bis 2% an proteolytischem Enzym, genügend Bleichmittel und Farbe, um das Produkt zu färben und um die Wäsche weiss zu machen, falls gewünscht, von 0,5 bis 3% an Feuchtigkeit, von 0,5 bis 1,2% an zitronensaurem Material, vorzugsweise Natriumcitrat, und von 0,8 bis 2% an Magnesiumsulfat.
Anstelle des Gemisches von zitronensaurem Material und Magnesiumsulfat können 0,3 bis 3% an Magnesiumcitrat, vorzugsweise von 0,4 bis 1,2%, vorhanden sein. Gegebenenfalls kann Natriumsulfat als ein Verdünnungsmittel gegenwärtig sein, doch normalerweise sind die Mengen davon begrenzt auf 20%, vorzugsweise auf 10%, und am bevorzugtesten betragen die Mengen weniger als 5%, falls es überhaupt vorhanden ist.
Die hergestellten Basisperlen, frei vom nichtionischen Waschmittel und ohne Hilfsstoffe, enthalten vorzugsweise von 35 oder von 40 bis 60% an Natriumbicarbonat, von 15 oder von 20 oder von 25 bis 45% an Natriumcarbonat, von 10 bis 20% an Natriumsilikat, von 0,1 bis 3% an Natriumcitrat und von 0,1 bis 2% an Magnesiumsulfat (oder von 0,5 bis 5% an Magnesiumcitrat), von 0 bis 10% an Hilfsstoff oder an Hilfsstoffen und/oder eines oder mehrere Verdünnungsmittel und von 1 bis 10% an Feuchtigkeit. In solchen Produkten liegt der Anteil an Natriumbicarbonat in den gesprühten Perlen normalerweise innerhalb des Bereiches der 1,2- bis 4-fachen Mengen der Menge an Natriumcarbonat, z.B. der 1,5- bis 3-fachen Menge.
Das sehr vorteilhafte Resultat der Inkorporierung der erwähnten geringen prozentualen Anteile an zitronensaurer Verbindung und Magnesiumsulfat oder an Magnesiumcitrat in der in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmung in Übereinstimmung mit dieser Erfindung ist zweifacher Art, indem die Gelbildung und die Erhärtung des in Seifen Mischern verarbeitbaren Gemisches im Reaktionsgefäss vor der vollständigen Entnahme verhindert wird, und indem zusätzlich höhere Feststoffgehalte in in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmungen erhalten werden können. So werden Stillstandzeiten und Reinigungsvorgänge eliminiert und Energieersparnisse werden erzielt, bedingt durch weniger Wasser, welches aus den Tropfen im Sprühtrockner verdampft werden muss.
Obwohl viele Bicarbonat-Carbonat Silikat-Gemische, welche vorzugsweise in in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemischen für die Herstellung von Grundperlen für zusammengestellte körnige nichtionische Waschmittelzusammensetzungen verwendet werden, normalerweise im Seifen-Mischer gelatinieren und aushärten würden, können mit der vorliegenden Erfindung, bei kleinem Aufwand und ohne irgendwelche nachteiligen Effekte auf das Produkt, die gewünschten Anteile an solchen Gerüststoffsalzen verwendet werden, und Variationen mit solchen Anteilen können gemacht werden, falls gewünscht, ohne dass Ausfrierungen im Seifen-Mischer befürchtet werden müssen.
Prüfungen des Endproduktes zeigen keine nachteiligen Effekte, bedingt durch das Vorhandensein darin von zitronensaurem Material und Magnesiumsulfat. In der Tat können einige positive Reultate resultieren, bedingt durch die Metallionenentfernung und bedingt durch die verbesserte Absorption an nichtionischem Waschmittel. Es wird angenommen, dass die Gegenwart des zitronensauren Materials die Aufrechterhaltung der Stabilität der vorhandenen Parfum und Farben fördert und dass es helfen kann, die Entwicklung von Übelgerüchen durch die Zerstörung von weiteren organischen Zusatzstoffen zu verhindern, wie etwa proteolytische Enzyme und proteinhaltige Materialien.
Das Vorhandensein der zitonensauren Materialien und des Magnesiumsulfats in den Grundperlen hat ebenfalls den wünschbaren Effekt, indem das vorhandene, die Gelbildung verhindernde Material in jeglichen Grundperlen oder Maschmittelperlen wiederverarbeitet werden kann, so dass ein solches Material aus dem nicht regelkonformen Ablauf(z.B. wenn es zu klein ist oder wenn es an den Wänden hängenbleibt) mit Wasser vermischt werden kann und in ein konzentrierteres Wiederverarbeitungsgemisch übergeführt werden kann für die nachfolgende Rückmischung mit dem regulären in Seifen Mischern verarbeitbaren Gemisch. Ein solches Vermischen mit Wasser ist einfacher, als es der Fall wäre, wenn die Antigelierungs-Zusammensetzung nicht in den Grundperlen vorhanden wäre, um die Gelbildung oder übermässiges Eindicken zu verhindern oder zu verzögern.
Die folgenden Beispiele illustrieren die vorliegende Erfindung, begrenzen sie aber in keiner Art und Weise. Wenn nichts anderes angegeben ist, sind alle Temperaturen in "C angegeben, und alle Anteile wie auch die Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sowohl in den Beispielen als auch in der Beschreibung.
Beispiel I Endprodukt-Komponenten Prozent Nichtionisches Waschmittel (Neodol 23-6,5) 18,6 Proteolytisches Enzym 1,4 Feuchtigkeit 1,5 NaHCO3 46,0 Na2CO3 19,0 Natriumsilikat (Na20:SiO2 = 1:2,4) 10,9 Natriumcitrat 0,9 Magnesiumsulfat (als Epsomsalz) 0,8 Hilfsstoffe (fluoreszierender Aufheller, Farbund Bleichstoff, Parfum) 0,9
100,0
Ein Produkt der oben genannten Formulierung wurde hergestellt durch Sprühtrocknen eine in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisches, welches Natriumbicarbonat, Natriumcarbonat, Natriumsilikat, Zitronensäure, Magnesiumsulfat, fluoreszierenden Aufheller und Wasser enthielt, in einem Sprühturm, um im wesentlichen anorganische Grundperlen herzustellen, wonach auf die Oberflächen solcher Perlen ein nichtionisches Waschmittel in flüssigem Zustand gesprüht wurde,
welches bei Raumtemperatur verfestbar ist, und wonach die Perlen und das Waschmittel abgekühlt wurden, und danach wurde proteolytisches Enzympulver und Parfum auf dieselben angewandt. Das hergestellte Produkt mit der angegebenen Formulierung hatte eine Schüttdichte von 0,8 g/ml und eine anfängliche Adhäsion von 40% und zeigte ein Feinheitscharakteristikum (fines characteristic) (durch ein U.S. Standard-Sieb Nr.50) von 15%.
Die Grundperlen wurden hergestellt durch die Hinzugabe in den Seifen-Mischer von 308 Teilen an Wasser, 15 Teilen an fluoreszierendem Aufheller, 1,5 Teilen an blauem Pigment, 4,5 Teilen an wasserfreier Zitronensäure, 10 Teilen an Magnesiumsulfat (Epsomsalz), 403 Teilen an Natriumbicarbonat (wasserfrei), 87,5 Teilen an Sodaasche, und 170 Teilen einer wässrigen Natriumsilikatlösung mit einem Festkörpergehalt von 47,5%, wobei das Natriumsilikat ein Na20:SiO2 Verhältnis von 1:2,4 aufwies. Während des Mischens dieser Grundgerüststoffzusammensetzung wurde die Temperatur im Seifen-Mischer auf etwa 38"C gehalten.
Es dauerte etwa 20 Minuten, bis die verschiedenen Materialien miteinander in der angegebenen Ordnung vermischt waren (ausgenomen, dass der Aufheller, das Pigment und die Zitronensäure in zwei Teilen hinzugegeben wurden, wobei die zweite Hälfte nach der Sodaasche hinzugegeben wurde), und nach der Beendigung der Hinzugabe der letzten Komponente wurde das Mischen während etwa weiteren 20 Minuten fortgeführt, wonach das Sprühtrocknen des Produktes begann. Etwas des in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisches wurde nicht in den Sprühtrockner gegeben, so dass die Zeit für die Gelbildung gemessen werden konnte. Es wurde gefunden, dass das in Seifen-Mischern verarbeitbare Gemisch mischbar und pumpbar, ungelatiniert und unerstarrt während 30 Stunden bleibt.
Das in Seifen-Mischern verarbeitbare Gemisch, welches in den Sprühturm gepumpt wurde, unter Verwendung einer Triplex-Zwangsverdrängungspumpe, welche einen Druck von etwa 300 000 kg/m2 erzeugte, wurde in Trocknungsluft getrocknet, welche aus den Verbrennungsprodukten aus einem Ölbrenner bestand, und zwar bei einer Temperatur, welche sich von einem oberen Wert von 400 C bis 600"C zu einem unteren Wert von etwa 100 bis 200"C erstreckte, und das Trocknen erfolgte bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 1,9%. Die resultierenden Grundperlen wurden gesiebt und sie waren in einem Bereich von 10 bis 100 Maschen der U.S. Sieb-Reihe und sie waren freifliessend, nicht klebrig und hatten eine Schüttdichte von etwa 0,7 g/ml.
Sie waren porös, dazu fest an den Oberflächen und waren befähigt, sofort signifikante Anteile an flüssigem nichtionischem Waschmittel zu absorbieren, ohne unannehmbar klebrig zu werden. Die hergestellten Waschmittelprodukte, einschliesslich absorbiertem nichtionischem Waschmittel, waren hervorragende hochleistungsfähige Kernwaschmittel (laundry detergents), verwendbar für das Waschen von Haushaltswäsche in automatischen Waschmaschinen und auch zum Reinigen von Textilmaterialien mittels anderer Methoden.
Mit diesem Experiment wurden Variationen durchgeführt, indem die gleichen Anteile an Komponenten verwendet wurden, ausgenommen waren die Anteile von Wasser, Zitronensäure und Magnesiumsulfat. Wenn die Mengen dieser Komponenten verändert wurden auf 322,3,5 und 10 betrug die Gelbildungszeit bei einer Temperatur von 37,8"C zehn Stunden; bei Anteilen von 313,4,5 und 5 betrug die Gelbildungszeit acht Stunden; bei Anteilen von 307,4,5 und 11,3 betrug die Gelbildungszeit 7,5 Stunden; bei Anteilen von 314, 3,5 und 5 betrug die Gelbildungszeit fünf Stunden; und bei Anteilen von 311, 2,5 und 10 betrug die Gelbildungszeit vier Stunden.
Solche in Seifen-Mischern verarbeitbare Mischungszusammensetzungen sind von hervorragender Stabilität und sind sehr nützlich bei der kommerziellen Herstellung der vorliegenden Waschmittelbasisperlen, weil sie eine Extrazeit vor der Gelbildung ermöglichen, so dass alle normalen Probleme, welche mit dem Mischen und Sprühtrocknen assoziiert sind, normalerweise überwunden werden, bevor die Gelbildung oder das Erstarren im Mischer ein Problem werden könnte. Wenn die erwähnten Anteile 309, 2,5 und 11,3 oder 317,4,5 und 1 sind, beträgt die Mischungszeit bei einer Temperatur von 37,8"C vor der Gelbildung 3,5 Stunden, und wenn die Anteile 316, 1,5 und 5 sind, beträgt sie 1,5 Stunden.
Solche Formulierungen sind ebenfalls annehmbar, speziell die beiden ersten, weil im allgemeinen der Inhalt eines Mischers vollständig ausgesprüht werden kann innerhalb von 1,5 Stunden und beinahe immer innerhalb von 3,5 Stunden. Jedoch ist es normalerweise wünschbar, mehr Zitronensäure oder Magnesiumsulfat oder äquivalente Materialien zu verwenden als die erwähnten 1,5 und 5 Teile, einfach um eine Extrazeit gegenüber ungünstigen Vorkommnissen zur Verfügung zu haben.
Wenn die Anteile an Zitronensäure und/oder Magnesiumsulfat und/oder der Summe davon ausserhalb der in der Beschreibung gegebenen Bereiche sind, tritt eine frühzeitige Gelbildung auf oder eine befriedigende Dispersion wird nicht erhalten. Wenn beispielsweise 302 Teile an Wasser, 2,5 Teile an Zitronensäure und 19 Teile an Magnesiumsulfat verwendet werden, gelatiniert das Produkt unmittelbar. Das gleiche tritt auch auf, wenn 304 Teile an Wasser, 0,5 Teile an Zitronensäuree und 19 Teile an Magnesiumsulfat verwendet werden, oder wenn solche Anteile von 304,3,5 und 15 oder 306, 1,5 und 15 verwendet werden. Die Gelbildung tritt innerhalb von etwa 25 Minuten auf, wenn die Anteile 321,0,5 und 1 betragen, und die Gelbildung tritt innerhalb etwa 20 Minuten auf, wenn die Anteile 313,0,5 und 10 betragen.
So ist ersichtlich, dass die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, hergestellt mit den beschriebenen Verfahren, speziell nützlich sind bei der Herstellung von sprühgetrockneten Basisgerüstsubstanzperlen für hochleistungsfähige Kernwaschmittel, ohne dass die Gefahr einer vorzeitigen Gelbildung des in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisches auftreten würde.
Wenn Natriumcitrat verwendet wird anstelle der Zitronensäure in den oben angegebenen Formulierungen, wobei das Magnesiumsulfat entweder wasserfrei ist oder in Form des Epsomsalzes verwendet wird, werden ähnliche Resultate erhalten. Auch wenn äquivalente Anteile an Magnesiumcitrat verwendet werden, entweder Mg2(Citrat)3 oder MgHC6HsO,- 5H20, z.B. 1,5%, werden gute Anti-gelierungs Effekte erhalten, obwohl sie nicht so gut sind wie jene für die Kombination von Zitronensäure (oder Natriumcitrat) und Magnesiumsulfat.
Die in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemische dieser Erfindung können grössere Festkörpergehalte aufweisen als jene für ähnliche Zusammensetzungen, in welchen eine genügende Quantität an Zitronensäure verwendet wird (ohne Magnesiumsulfat), um die gleichen (oder etwas schlechteren) Anti-gelierungs-Effekte zu erhalten, so scheint das Vorhandensein von Magnesiumsulfat mit Zitronensäure die Antigelierungs-Effekte zu verbessern, so dass sogar höhere Gehalte an Festkörpern in den in Seifen-Mischern verarbeitbaren Aufschlämmungen vorhanden sein können, ohne dass eine Gelbildung auftritt. In der Vergangenheit ist gefunden worden, dass Festkörpergehalte und Gelbildungstendenzen direkt proportional sind und dies ist ebenfalls der Fall, wenn Kombinationen an Zitronensäure und Magnesiumsulfat verwendet werden.
Indessen kann man in Seifen-Mischern ver arbeitbare Gemische mit höheren Festkörpergehalten ohne unannehmbare Gelbildung verwenden, währenddem ähnliche Gemische, wenn sie mit Zitronensäure alleine behandelt wurden, vorzeitig gelatinieren können. Auch wenn das Zitro nensäure-Magnesiumfulfat-Gemisch verwendet wird, kann der Gehalt an organischem Material im Produkt minimalisiert sein, wobei immer noch die in Seifen-Mischern verarbeitbare Aufschlämmung während genügend langen Zeitspannen mischbar bleibt, um Mischeraufstellungen oder Leitungsblockierungen zu verhindern.
Beispiel2
In Vergleichsexperimenten wurde eine in Seifen-Mischern verarbeitbare Mischungsformulierung im wesentlichen hergestellt wie jene des in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisches, aus welchem eine Grundperle resultiert für die Herstellung einer Waschmittelzusammensetzung der zuerst in Beispiel 1 angegebenen Formulierung, wobei jedoch der Festkörpergehalt des in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisches auf 56,5% gehalten wurde. Das Gemisch wurde in der gleichen Art und Weise hergestellt und die Mischzeit bis zur unannehmbaren Gelbildung wurde gemessen, wenn verschiedene Materialien zusammen mit der Zitronensäure als Antigelierungs-Mittel als Ersatz von Magnesiumsulfat hinzugegeben wurden.
Unter Verwendung von 0,25% an Zitronensäure und 1% eines weiteren Anti-gelierungs- Salz -Zusatzstoffes auf einer wasserfreien Basis, wurde der flüssige Zustand der Aufschlämmung während nur etwa 20 Minuten aufrechterhalten, wenn entweder Natriumchlorid oder Calciumchlorid als Salz verwendet wurden, was etwa der gleichen Zeit entspricht, während welcher der flüssige Zustand aufrechterhalten wurde, wenn Zitronensäure alleine verwendet wurde. Wenn Natriumsulfat als Salz hinzugegeben wurde, wurde die Lebenszeit der Aufschlämmung auf 1,5 Stunden ausgedehnt, und Calciumsulfat ermöglichte ein Mischen während bis zu 5 Stunden. Magnesiumsilikat resultiert in einer anfänglich dünnen Aufschlämmung, welche nach etwa 5 Stunden fest wird. Calciumoxyd und Magnesiumoxyd ergeben sehr hochviskose Aufschlämmungen, welche innerhalb weniger Stunden fest werden.
Magnesiumchlorid dehnt die Lebensdauer der Aufschlämmung auf 10 Stunden aus und Magnesiumsulfat dehnt sie auf mehr als 32 Stunden aus.
Wenn jedoch verschiedene wärmestabile Hilfsstoffe im in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisch vorhanden sind, wie etwa Farb- und Bleichstoffe, fluoreszierende Aufheller und weitere normale Waschmittelhilfsstoffe für in Seifen Mischern verarbeitbare Gemische, so ist gefunden worden, dass die Gelbildung beschleunigt wird, manchmal tritt sie innerhalb einem Zehntel bis der Hälfte der normalerweise benötigten Zeit auf. Weil es wünschbar ist, dass wenigstens eine Stunde zur Verfügung steht, bevor die Gelbildung eintritt, und dass vorzugsweise mehr Zeit zur Verfügung stehen sollte, ist keines der Anti-gelierungs-Salze, mit der Ausnahme von Magnesiumchlorid und Magnesiumsulfat als brauchbar betrachtet worden, und von diesen beiden ist das Magnesiumsulfat ganz klar überlegen.
Auf der Basis der obigen Experimente liegt es innerhalb des Bereiches der Erfindung, Magnesiumchlorid mit Zitronensäure oder ein Gemisch von Magnesiumchlorid und Magnesiumsulfat zusammen mit Zitronensäure zu verwenden.
Beispiel 3
Das Experiment von Beispiel 2 wurde wiederholt, doch wurde die Reihenfolge der Hinzugabe der Waschmittelgerüststoffsalzkomponenten in den Seifen-Mischer abgeändert, so dass das Bicarbonat, das Carbonat und das Silikat zusammen mit dem wässrigen Medium vermischt wurden, bevor die Hinzugabe von Magnesiumsulfat und Zitronensäure erfolgte. In einem solchen Falle wurde nach wenigen Minuten das Gemisch unannehmbar dick und verfestigte sich in einer irreversiblen Art. Wenn man jedoch, sobald man festgestellt hat, dass das Gemisch dick wurde, die Magnesiumsulfatkomponente oder die Magnesiumsulfat-Zitronen säure-Anti-gelierungs-Zusammensetzung rasch hinzugab, und zwar vor dem Festwerden, so wird dadurch das Gemisch zu einem verarbeitbaren Stadium verdünnt.
Dies ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, weil zusätzlich zur Ausdehnung der Mischungszeit ermöglicht wird, den flüssigen Zustand des in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisches zu kontrollieren, und zwar in Erwiderung der Indikationen der Gelbildung, sobald diese erscheinen. So hat das Bedienungspersonal des Seifen-Mischers eine verbesserte Verfahrenskontrolle während der Zeitspanne, in welcher das Gemisch im Seifen-Mischer aufbewahrt wird, bevor es sprühgetrocknet wird.
Sollte eine Unterbrechung in der Sprühturmoperation auftreten, wodurch es notwendig würde, das Gemisch länger im Seifen-Mischer aufzubewahren als geplant ist, so kann das Bedienungspersonal in vielen Fällen die Zeitspanne der Mischbarkeit des in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisches mittels weiterer Zugabe von Magnesiumsulfat und Zitronensäure oder eines oder mehreren äquivalenten Anti-gelierungs-Mitteln gemäss dieser Erfindung oder Magnesiumsulfat alleine ausdehnen. Es ist beispielsweise gefunden worden, dass oftmals so wenig wie 0,3% am MgSO4 oder 0,6% an Epsomsalz die Gelbildung aufheben, wodurch bewirkt wird, dass das Gemisch immer noch flüssig genug ist, um das Hineinmischen der Magnesiumsalze zu ermöglichen. Normalerweise werden von 0,3 bis 1% an M:gSO4 hinzugegeben.
Dieses Kennzeichen der Erfindung erlaubt das Minimalisieren des Gehaltes an Magnesiumsulfat und Zitronensäure im Produkt, so dass die Produktcharakteristiken nicht nennenswert verändert werden, und dies sichert auch dem Bedienungsmann zu, dass er nicht festgewordenes in Seifen-Mischern verarbeitbares Gemisch aus dem Seifen Mischer ausgraben muss, verbunden mit dem Verlust von Material und dem Verlust an Produktionszeit, welche ebenfalls involviert wäre. Diese Verbesserung im Herstellungsprozess ist wichtig, weil, wenn das in Seifen-Mischern verarbeitbare Gemisch sich verfestigt, die Sprühturmoperation zum Halten gebracht werden kann, was im wesentlichen ein Abstellen der Waschmittelherstellungsoperation bedeutet.
Wenn die Operationen erneut gestartet werden, sogar wenn dies auch unmittelbar nach der ersten Gelbildung erfolgt, muss der Sprühturm auf ein Gleichgewicht gebracht werden, und während des ersten Teiles einer solchen wiederbegonnenen Herstellung können einige unannehmbare Produkte resultieren. Manchmal ist die Gelbildung im Seifen-Mischer nicht so ausgedehnt, dass die Masse des Gemisches fest wird, aber die Produktion von etwas Gel kann die Sprühdüsen blockieren und eine Unterbrechung der Produktion verursachen. Solche nachteiligen Effekte werden durch die Verwendung des vorliegenden Verfahrens, wie es hierin beschrieben ist, vermieden.
Beispiel 4
Ein Versuch wurde unternommen, ein in Seifen-Mischern verarbeitbares Gemisch vom im Beispiel 2 beschriebenen Typus herzustellen, und zwar unter Verwendung von 0,25% Zitronensäure und 1% Magnesiumsulfat (wasserfrei), und wobei die Reihenfolge der Hinzugabe der verschiedenen Komponenten verändert wurde, so dass das Wasser, das Silikat, das Magnesiumsulfat und die Zitronensäure zuerst miteinander vermischt wurden, wonach das Bicarbonat und das Carbonat plus der fluoreszierende Farbstoff und das Pigment hinzugegeben wurden. Solche in Seifen-Mischern verarbeitbare Gemische gelatinieren jedoch frühzeitig, und aus diesem Grund ist die erwähnte Reihenfolge der Hinzugabe unbefriedigend.
Das Experiment wurde mehrere Male wiederholt, doch in allen Fällen verfestigte sich das in Seifen Mischern verarbeitbare Gemisch, so dass es weder gerührt, gepumpt noch sprühgetrocknet werden konnte.
BeispielS
Versuche wurden unternommen, in einem Laboratoriums Seifen-Mischer Gemische mit hohen Feststoffgehalten herzustellen. Unter Verwendung der weiter oben angegebenen Grundformulierungen, zusammen mit 0,25% an Zitronensäure und 1% an Magnesiumsulfat, und unter Zugabe der Komponenten in der operativen Reihenfolge, wie sie in den Beispielen 1 und 2 beschrieben ist, bestand die Gerüststoffsalzzusammensetzung im ersten Fall aus 70% Natriumbicar bonat, 20% Sodaasche und 10% Natriumsilikat, im zweiten Fall betrugen die Prozentzahlen 77%, 13% und 10%, und im dritten Fall betrugen die Prozentzahlen 67%, 23% und 10%, so dass die Bicarbonat:
Carbonat-Verhältnisse 3,5:1, 6:1 und 3:1 betrugen. solche Produkte konnten nicht in Laboratoriums Seifen-Mischern hergestellt werden, sind aber herstellbar, speziell dann, wenn zusätzliches Magnesiumsulfat und zusätzliche Zitronensäure verwendet werden, und zwar bis zweimal so viel, als anfänglich verwendet wurde, wenn eine hochleistungsfähig ausgerüstete Anlage zum Einsatz gelangt.
In einer ähnlichen Art wurden drei weitere Formulierungen mit geringeren Feststoffgehalten hergestellt, welche im ersten Fall 56% Natriumbicarbonat, 19% Sodaasche und 25% Natriumsilikat enthielten, im zweiten Fall betrugen die Prozentzahlen 60%, 15% und 25% und im dritten Fall betrugen die Prozentzahlen 60%, 20% und 20%, so dass die Bicarbonat: Carbonat-Verhältnisse 3:1,4:1 und 3:1 betrugen.
Solche Produkte sind sehr einfach herzustellen, sogar mit Laboratoriumsausrüstung, aber wegen der Notwendigkeit des Verdampfens von mehr Wasser während des Sprühtrocknungsverfahrens sind diese Produkte nicht so ökonomisch angänglich wie die in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemische mit höheren Feststoffgehalten. In den beschriebenen Experimenten war das Silikatjenes von Beispiel 1.
Aus den obigen Experimenten ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung eine wichtige ist. Die verwendeten Antigelierungs-Materialien ermöglichen die Verwendung von in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemischen mit höheren Feststoffgehalten, und dabei wird Energie gespart (es wird weniger Trocknungsluft benötigt) und die Durchsatzleistungen werden erhöht. Die Erfindung stellt auch sicher, dass keine Ausfrierungen von in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemischen auftreten, welche mit dem Verlust an Zeit und Materialien verbunden wären, was anderweitig resultieren würde. Operationen bei höheren Temperaturen in den Seifen-Mischern sind zulässig, ungeachtet der Tatsache, dass durch die Erhöhung solcher Temperaturen anderweitig die Wahrscheinlichkeit der Gelbildung des in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisches erhöht würde.
Die Magnesiumsalz-Anti-gelierungs-Mittel verbessern die Produktcharakteristiken in einem signifikanten Ausmass, und obschon normalerweise angestrebt wird, die Zitronensäure und der Gehalt an weiterem zitronensaurem Material zu minimalisieren, hat die Gegenwart solcher Materialien auch gute Effekte. Aus den experimentellen Resultaten ist ersichtlich, dass die Feststoffgehalte in einem in Seifen-Mischern verarbeitbaren Gemisch in einigen Fällen bis zu 70% betragen können, und das ein gutes Mischverhalten und eine genügende Verzögerung der Gelbildung mittels der vorliegenden Erfindung erhältlich sind, ungeachtet solcher hohen Feststoffgehalte. Auch kann die Temperatur im in Seifen Mischern verarbeitbaren Gemisch bis zu 70"C betragen.
Natürlich wird normalerweise bei solch hohen Feststoffgehalten und Temperaturen ein stärkeres Mischen verwendet, und oftmals wird mehr Anti-gelierungs-Mittel vorhanden sein.
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PATENT CLAIMS
1. Process for delaying or preventing the gel formation of a miscible and pumpable slurry which can be processed in soap mixers and which is from 40 to 70% by weight. -% of solids and from 60 to 30 wt. -% contains water, with the solids content, on a basis of 100 wt. -% solids, 55 to 85 wt. - Make up% sodium bicarbonate, 5 to 25 wt. -% are sodium carbonate, and 5 to 25 wt. % Sodium silicate with a NazO: SiO2 weight ratio within the range of 1: 1.4 to 1: 3, with the weight ratio of sodium bicarbonate: sodium carbonate within the range of 2: 1 to 8: 1, with the weight Ratio of sodium carbonate: sodium silicate within the range of 1: 3 to 3: 1, and with the weight ratio of sodium bicarbonate:
Sodium silicate within the range from 2: 1 to 10: 1, characterized in that a slurry of the abovementioned composition which can be processed in soap mixers and which is from 0.1 to 2% by weight is produced. -% of a citric acid material selected from the group consisting of citric acid, water-soluble citrate and mixtures thereof, and from 0.1 to 1.4 wt. -% of magnesium sulfate, the total amount of such citric acid material and magnesium sulfate, in combination, is retarding gelation and at least 0.4 wt. -% of the slurry and mixes such a composition into the soap mixer during its manufacture.
2nd A method according to claim 1, characterized in that the slurry processable in soap mixers from 50 to 60 wt. -% of solids and from 50 to 35 wt. -% contains water, with the solids content 55 to 80 wt. -% sodium bicarbonate, 10 to 25 wt. -% are sodium carbonate and 5 to 25 wt. % Sodium silicate with a NazO: SiO2 weight ratio within the range of 1: 1.6 to 1: 2.6, with a weight ratio of sodium bicarbonate: sodium carbonate within the range of 3: 1 to 6: 1, with a weight ratio of sodium carbonate: sodium silicate within the range of 2: 5 to 5: 2, and with a weight ratio of sodium bicarbonate:
Sodium silicate within the range of 4: 1 to 8: 1, and wherein the percentages by weight of gelation preventing citric acid material and magnesium sulfate are within the ranges of 0.2 to 0.8 and from 0.2 to 1.2.
3rd A method and claim 2, characterized in that the slurry processable in soap mixers is maintained at a temperature in the range of 35 "C to 70" C, at atmospheric pressure, and in that the citric acid material and the magnesium sulfate are incorporated into the slurry before adding at least some sodium silicate.
4th A method according to claim 3, characterized in that the slurry processable in soap mixers from 58 to 64 wt. -% of solids and from 42 to 36 wt. -% of water contains, from this solids content 70 to 75 wt. -% are sodium bicarbonate, 13 to 19 wt. -% are sodium carbonate and 8 to 15 wt. % Sodium silicate with a Na20: SiO2 weight ratio within the range from 1: 1.6 to 1: 2.4, with a weight ratio of sodium bicarbonate: sodium carbonate within the range from 4: 1 to 5: 1, with a Weight ratio of sodium carbonate: sodium silicate within the range of 1: 1 to 3: 2, and with a weight ratio of sodium bicarbonate:
Sodium silicate within the range of 5: 1 to 7: 1, and wherein the percentages by weight of gelling inhibiting citric acid material and magnesium sulfate are within the ranges of 0.25 to 0.6 and from 0.4 to 1.0.
5. A method according to claim 1, characterized in that the mixing is carried out at elevated temperature, in the range from 40 "C to 70" C, the citric acid material and magnesium sulfate are incorporated into the slurry before the sodium silicate, and the mixing for at least one hour after the Completion of the manufacture of the slurry processable in soap mixers.
6. A method according to claim 4, characterized in that the temperature of the slurry processable in soap mixers is from 40 "C to 60" C, and the mixing is effected for at least two hours after the completion of the preparation of the slurry processable in soap mixers.
7. A method according to claim 6, characterized in that citric acid is the citric acid material preventing gel formation in the slurry which can be processed in soap mixers.
8th. A method according to claim 6, characterized in that sodium citrate is the citric acid material preventing gel formation in the slurry which can be processed in soap mixers.
9. A method according to claim 1, characterized in that citric acid is the citric acid material preventing gel formation in the slurry which can be processed in soap mixers.
10th A method according to claim 1, characterized in that sodium citrate is the gel-preventing citric acid material in the slurry that can be processed in soap mixers.
11. A method according to claim 1, characterized in that from 0.1 to 10 wt. -% of the slurry that can be processed in soap mixers are one or more auxiliaries and / or one or more diluents.
12. Process for delaying or preventing the gel formation of a miscible and pumpable slurry which can be processed in soap mixers and which is from 40 to 70% by weight. -% of solids and from 60 to 30 wt. - Contains% of water, with the solids content, on a basis of 100 wt / o solids, 55 to 85 wt. -% are sodium bicarbonate, 5 to 25 wt. -% are sodium carbonate and 5 to 25 wt. % Sodium silicate with a Na20: SiO2 weight ratio within the range of 1: 1.4 to 1: 3, with the weight ratio of sodium bicarbonate: sodium carbonate within the range of 2: 1 to 8: 1, with the weight Ratio of sodium carbonate: sodium silicate within the range of 1: 3 to 3: 1, and with the weight ratio of sodium bicarbonate:
Sodium silicate within the range from 2: 1 to 10: 1, characterized in that a slurry which can be processed in soap mixers is produced with the abovementioned composition, for which purpose from 0.3 to 3% by weight. -% of magnesium citrate or magnesium citrate are added, and such a composition is mixed in the soap mixer during manufacture.
The present invention relates to methods for delaying or preventing the gel formation of a slurry processable in soap mixers. More specifically, the present invention relates to the use of certain materials which, in combination, have an exceptionally good and improved anti-gelling effect, which prevent gel formation, excessive thickening and hardening of bicarbonate-carbonate-silicate slurries from which
granular high performance synthetic organic detergent compositions can be made, such as by spray drying and post spraying.
Aqueous mixtures which can be processed in soap mixers (crutcher mixes) and which contain substantial amounts of bicarbonate, carbonate and silicate tend to gel or prematurely set, sometimes before they can be completely mixed and pumped out of a soap mixer into spray towers. Consequently, extensive experimentation has been undertaken to find ways to reduce the tendency of such systems to solidify or gel in the soap mixer. Small amounts of citric acid or water-soluble citrate added to the mixable soap mix delay or prevent gel formation and hardening of bicarbonate-carbonate-silicate mixtures and enable commercial spray drying thereof, followed by normal procedures for the Pumping out the contents in soap mixers in spray cans.
While the use of citric acid or citrate was previously successful, it has now been replaced by the present process, which is a significant improvement. In addition to improving the anti-gelling activity and increasing the length of time that a soap mixer mix is processable without requiring significantly larger incorporated levels of anti-gelling agents, the present invention enables the use of smaller amounts of organic material, which reduces the likelihood that the spray-dried composition will be destroyed in the heat of the dryer, and which improves the absorbency and flowability of the product.
In view of the fact that the citric acid component, if used in greater quantity, can interfere with the absorption of the liquid non-ionic detergent sprayed onto the spray-dried base beads, magnesium sulfate appears to be the desirable absorbent, thereby enabling that To make the product flow freely.
In the aqueous mixture that can be processed in soap mixers, the various dissolved compounds can be ionized, and it can therefore be considered that magnesium, citrate and sulfate ions are present in the mixture that can be processed in soap mixers. Accordingly, mixtures which can be processed in soap mixers and which are packed with mixtures of substances which give the same ionic composition are also useful for delaying or preventing the gel formation of inorganic mixtures which can be processed in soap mixers. Magnesium citrate or magnesium citrate can be used, preferably together with sodium sulfate, but also without the sulfate being present. Citric acid and the various water-soluble citrates are referred to herein as citric acid material.
The process according to the invention for delaying or preventing the gel formation of a miscible and pumpable slurry which can be processed in soap mixers and which is from 40 to 70 wt. -% of solids and from 60 to 30 wt. -% contains water, with the solids content, on a basis of 100 wt. -% solids, 55 to 85 wt. -% sodium bicarbonate make up 5 to 29 wt. -% are sodium carbonate, and 5 to 25 wt. % Sodium silicate with a Na20: SiO2 weight ratio within the range of 1: 1.4 to 1: 3, with the weight ratio of sodium bicarbonate: sodium carbonate within the range of 2: 1 to 8: 1, with the weight ratio of sodium carbonate: sodium silicate within the range of 1: 3 to 3: 1, and with the weight ratio of sodium bicarbonate: sodium silicate within the range of 2:
: 1 to 10: 1, is characterized in that a slurry of the abovementioned composition which can be processed in soap mixers and which is from 0.1 to 2 wt. -% of a citric acid material selected from the group consisting of citric acid, water-soluble citrate and mixtures thereof, and from 0.1 to 1.4 wt. -% of magnesium sulfate, the total amount of such citric acid material and magnesium sulfate, in combination, is retarding gelation and at least 0.4 wt. - makes up% of the slurry and mixes such a composition into the soap mixer during the manufacture thereof.
In accordance with the present invention, a miscible and pumpable slurry processable slurry made according to the present invention which does not set prematurely and which is capable of being mixed and pumped for a period of at least one or two hours after manufacture, of 40 up to 70% solids and from 60 to 30% water, whereby the solids content, based on 100% solids, make up 55 to 85% sodium bicarbonate, 5 to 25% sodium carbonate and 5 to 25% sodium silicate, with a Na20: SiO2 ratio of within the range of 1: 1.4 to 1: 3, with the ratio of sodium bicarbonate:
Sodium carbonate within the range of 2: 1 to 8: 1, with the ratio of sodium bicarbonate: sodium silicate from within the range from 1: 3 to 3: 1, and with the ratio of sodium bicarbonate: sodium silicate within the range from 3: 1 to 10 : 1, and with a gel-retarding proportion of a composition of 0.1 to 2% of a citric acid material selected from the group consisting of citric acid, water-soluble citrate and mixtures thereof, and from 0.1 to 1.4% magnesium sulfate, with the total amount of such citric acid material and magnesium sulfate, in the composition which is retarding gelation, of at least 0.4% of the slurry.
As stated, the invention relates to a method for delaying or preventing the gel formation of a miscible and pumpable slurry of the generally described bicarbonate-carbonate-silicate type which can be processed in soap mixers by the addition of a citric acid material and magnesium sulfate in the small quantities described. The invention also relates to similar products and processes where magnesium citrate is present as an anti-gelling material.
Although the anti-gelling characteristics of the present invention can also be obtained with inorganic builder base compositions other than those mainly containing bicarbonate, carbonate, silicate and water, the most significant anti-gelling effects are observed when the mixtures workable in soap mixers are essentially (preferably mainly) based on such materials and water that are treated with the method according to the invention, i. H. Add citric acid material and magnesium sulfate (or magnesium citrate). The compositions thus treated contain about 40 to 70% solids and about 60 to 30% water.
The solids contents, based on 100% solids, are about 55 to about 85% sodium bicarbonate, about 5 to about 25% sodium carbonate and about 5 to about 25% sodium silicate, with a Na20: SiO2 ratio within the range of 1: 1, 4 to 1: 3. In such compositions, the ratio of sodium bicarbonate: sodium carbonate is within the range of about 2: 1 to about 8: 1, the ratio of sodium carbonate: sodium silicate is within the range of about 1: 3 to about 3: 1, and the ratio of Sodium bicarbonate: Sodium silicate is within the range of about 2: 1 to about 10: 1.
The proportion of citric acid material, which is citric acid, water-soluble citrate, a mixture of such citrates or a mixture of citric acid and such citrate or such citrates, ranges from about 0.1 to about 2%, and the percentage of magnesium sulfate is from 0 , 1 to 1.4%. The total amount of citric acid material and magnesium sulfate is at least 0.4% and usually does not exceed 2.5 or 3%, the percentages mentioned being based on the total amount of mixture or slurry processable in soap mixers, including the salts, water and any auxiliary substances that may also be present. A preferred range of such total is 0.5 to 3%, more preferably 0.6 to 2%, and usually most preferably 0.7 to 1.2%.
Although the use of a combination of citric acid material, such as citric acid, and magnesium sulfate is preferred, 0.3 to 3% of magnesium acid citrate (MgHC6HsO7 5H20) or an equivalent portion of equivalent magnesium citrate may be substituted for it.
The slurry which can be processed in soap mixers preferably contains from 50 to 65% of solids, the addition of which consists of water, and the solids content is 55 to 80% sodium bicarbonate, 10 to 25% are sodium carbonate and 10 to 25% are sodium silicate, wherein the ratio of sodium bicarbonate: sodium carbonate is in the range of 3: 1 to 6: 1, the ratio of sodium carbonate: sodium silicate is in the range of 2: 5 to 5: 2, and the ratio of sodium bicarbonate: sodium silicate is in the range of 4 : 1 to 8: 1. More preferably, the slurry processable in soap mixers contains from 58 to 64% solids and from 42 to 36% water, of which solids content is 70 to 75% sodium bicarbonate, 13 to 19% is sodium carbonate and 8 to 15% is sodium silicate.
In such more preferred compositions, the ratio of sodium bicarbonate: sodium carbonate is within the range of 4: 1 to 5: 1, the ratio of sodium carbonate: sodium silicate is within the range of 1: 1 to 3: 2, and the ratio of sodium bicarbonate: sodium silicate within the range of 5: 1 to 7: 1. The materials described herein, with the exception of water, are all normally solids and the percentages and ratios are based on an anhydrous basis, although the various materials in the soap mixer can be added as hydrates or dissolved or dispersed in water. Usually, however, the sodium bicarbonate is anhydrous and the sodium carbonate is soda ash.
In addition, the carbonate monohydrate can also be used. The silicate is normally added to the slurry processible slurry as an aqueous solution, usually at 40-50% solids, e.g. B. 47.5%, and preferably the addition occurs near the end of the mixing process and after the previous additions and dispersions and dissolutions of the citric acid material and magnesium sulfate (or magnesium citrate). The silicate used preferably has a Na20: SiO2 ratio within the range of 1: 1.6 to 1: 2.6, more preferably 1: 1.6 to 1: 2.4 and most preferably 1: 2.0 to 1 : 2.4.
Although it is highly preferred to make the slurry processable in soap mixers and the base bead product therefrom by spray drying (from which a high performance composite nonionic synthetic organic detergent composition can be made) essentially from inorganic salts in such a way that they Have pearl properties which promote absorption through the pearl surfaces of nonionic detergent which has been sprayed thereon in liquid form, and although often the auxiliaries such as perfume, dyes, enzymes, bleaching agents and flow-promoting agents are applied to the pearls together with the non-ionic detergents can be sprayed or added later,
For stable and normally solid auxiliaries, mixing with the inorganic salt slurry can be carried out in the soap mixer. It is contemplated that from 0 to 20% of the slurry processable slurry can be made from suitable adjuvants or diluents (diluents include inorganic salts such as sodium sulfate and sodium chloride). However, when such adjuvants are present, the proportion thereof is from 0.1 to 10% and often their content is limited to 5% and sometimes it is 1 or 2%.
Typically, the level of organic material in the slurry processible slurry is limited to a maximum of about 5%, preferably a maximum of 3%, and most preferably a 1 or 1.5% maximum level to avoid any problems with the adhesion of the base beads after spray drying to avoid and to prevent any adverse effects of the absorption of synthetic nonionic organic detergents by the beads.
The preferred combination of anti-gelling materials used which have been found to be successful from the start in preventing the gel formation, thickening, hardening and freezing of the slurry processable in soap mixers before being removed from the soap mixer Spray dried using normal blending, pumping and spray drying equipment are citric acid material and magnesium sulfate.
Because the slurry processable in soap mixers, including dissolved and dispersed inorganic salts, is usually alkaline, usually within a pH range of 9 to 12, preferably 10 to 11, and when the citric acid material used is citric acid, it is ionized and in the corresponding citrate is converted or brought into equilibrium with the citrate ions. Therefore, other soluble citrates can be used instead of citric acid, including sodium citrate, potassium citrate and magnesium citrate, although for many applications the acid is considered to be superior.
Instead of adding citrate, a mixture of the acid and a neutralizing agent, e.g. B. NaOH, KOH, Mg (OH) 2 may be used, and a citrate plus an acid may be substituted for the acid form if desired (although this latter mode of action is rarely used). The proportion of citric acid material in combination with magnesium sulfate will, of course, only be sufficient to fulfill the gel formation-preventing task in the special slurry to be treated, which can be processed in soap mixers. However, for safety reasons, an excess can be used, e.g. B. 5 to 20% more than the sufficient amounts of citric acid material and magnesium sulfate.
While it is possible to use up to 3.4% of the combination of citric acid material and magnesium sulfate on a weight basis of a soap mixer content to delay or prevent gel formation, usually from 0.4 to 1, 5%, preferably from 0.5 to 1.2%. If a citrate is used, such as an alkali metal citrate, it may be desired to increase the percentage of the additive slightly to compensate for the presence of the heavy cation, but for simplicity the stated range of the additive proportions applies to both the acid form and also the salt form.
With respect to the magnesium compound, the sulfate is highly preferred, but it can be replaced with other magnesium sources such as the magnesium ion in magnesium citrate when this compound is used, preferably in a proportion of 0.4 to 1.2% or 0, 5 to 0.8%.
The order in which the various components are added to the soap mixer is not considered critical, except that it is highly desirable to add the silicate solution last, and if this is not the last process, at least after the addition of the gelling inhibitor Combination of materials. Smaller variations in the order of addition can also be carried out under certain circumstances, for example if an unpleasant foam formation accompanies compliance with a specific order. However, it has been found that such problems are not serious. In some cases it is possible to premix the magnesium sulfate and the citric acid material and add the mixture thereof to the soap mixer.
In other cases, the citric acid material is added first, followed by the addition of magnesium sulfate, or vice versa. If desired, one or both of the citric acid material and the magnesium sulfate can be premixed with the other material or with the other materials. In such cases, it is preferred for the anti-gelling additive components to be mixed with the other mixture materials that can be processed in soap mixers before the silicate is added to the soap mixer. In some cases, however, the anti-gelling materials can be added after the silicate has been added, but preferably immediately afterwards.
Normally, during the preparation of the mix that can be processed in soap mixers, some water is initially added to the soap mixer, followed by some inorganic salt, either carbonate or bicarbonate, more water and more salt, and then the gelation preventing materials and silicate, if, if feasible, dispersion solutions of the individual components can be made in advance. The water used can be city water of ordinary hardness. In theory, it is preferred to use deionized water or distilled water, if available, because some metallic contaminants in the water can trigger gel formation, but this is not considered necessary.
The temperature of the aqueous medium in soap mixers is normally increased, usually in the 40-70 ° C. range and is preferably from 50 to 60 ° C.
The heating of the medium that can be processed in the soap mixer promotes the dissolution of the water-soluble salts of the mixture and the mobility of the mixture is increased. However, temperatures above 70 "C are normally avoided due to the possibility of decomposition of one or more components of the mixture which can be processed in soap mixers, e.g. B. Sodium bicarbonate. The heating of the mixture which can be processed in soap mixers can be effected by using warm, aqueous medium added and by heating the contents in the soap mixer by means of a heating jacket or by means of heating coils, and this also increases the throughput through the drying tower because less energy is used onto the sprayed drops of the mixture that can be processed in soap mixers in the tower.
The use of mixtures with more solids also increases production.
Mixing times to obtain good slurries can vary widely, from as little as ten minutes for small soap mixers and for slurries with high moisture levels, to as much as four hours in some cases. The mixing times required to bring all of the mixture components that can be processed in soap mixers into one medium can be as short as five minutes, but in some cases this can take up to one hour, although 30 minutes is a preferred upper limit.
Taking into account any such initial mixing times, normal mixing periods range from 20 minutes to two hours, e.g. B. 30 minutes to one hour, but the mixture workable in soap mixers will be such that it is mobile, not gelatinized or hardened for at least one hour, preferably for two hours and more preferably for four hours or more after the preparation of the mixture has been completed , e.g. B. 10 to 30 hours.
The mixed slurry with the various salts, dissolved or in particulate form, uniformly distributed therein, partly due to the desired antigelling effects of the citric acid compound and of the magnesium sulfate, can then be conveniently transferred in a conventional manner to a spray drying tower which is located near the Soap mixer is located.
The slurry is typically dripped from the bottom of the soap mixer into a positive displacement pump which forces the slurry at high pressure through the spray nozzles in the upper end of a conventional spray tower (countercurrent or co-current), causing the drops of the slurry to fall through a hot drying gas, which is generally composed of combustion products of fuel oil or natural gas and the drops are dried to the desired absorbent bead form.
During drying, part of the bicarbonate is converted to carbonate with the release of carbon dioxide, and it appears that this improves the physical characteristics of the beads produced, making them more absorbent for liquids, such as liquid nonionic detergent, which is subsequently applied to the beads can be sprayed.
After drying, the product is usually sieved to the desired size, e.g. B. 10 to 100 stitches of the U. S. Standard sieve series, and it is ready for a nonionic detergent to be sprayed on, the beads being either warm or cold (room temperature conditions). In general, however, the nonionic detergent is at an elevated temperature to ensure that it is liquid; however, it is desirable that the detergent, when cooled to room temperature, is a solid which often resembles a waxy solid.
The nonionic detergent, which can be applied to the moving beads in a known manner, such as a spray or a drop, is preferably a condensation product of ethylene oxide and a higher fatty alcohol, the higher fatty alcohol having 10 to 20 carbon atoms, preferably Has 12 to 16 carbon atoms, and more preferably has an average of 12 to 13 carbon atoms, and wherein nonionic detergents contain from 3 to 20 ethylene oxide groups per mole, preferably from 5 to 12, more preferably from 6 to 8. The level of nonionic detergent in the final product is usually from 10 to 25%, such as from 20 to 25%.
While using citric acid alone as an anti-gelling agent, i.e. without the magnesium sulfate, the absorbency of the base beads is good, it can be difficult for some base bead compositions and nonionic detergents to satisfactorily contain more than 20% of nonionic detergents to absorb the basic pearls. It has been found that the present anti-gelling treatment using a mixture of citric acid material and magnesium sulfate, e.g. B. Citric acid and magnesium sulfate, can give beads with significantly greater absorbency, which allow the absorption of 22% of nonionic detergent, combined with the manufacture of a free-flowing product, and sometimes the absorption of up to 25% of nonionic detergent is made possible.
In comparative tests with pearls which were produced using only the citric acid compound (citric acid) as an anti-gelling agent in the base pearl of the mixture which can be processed in soap mixers, compounds of the present invention, prepared by the corresponding processes, are in accordance with a general rule more absorbent.
A preferred final formulation, made from the base beads, contains from 15 to 25%, preferably from 20 to 25%, of nonionic detergent, e.g. B. Neodol 23-6.5, manufactured by Shell Chemical Company, from 30 to 40% sodium bicarbonate, from 20 to 30% sodium carbonate, from 5 to 15% sodium silicate with a Na20: SiOz ratio of 1: 2.4, from 1 to 3% of fluorescent whitening agent, from 0.5 to 2% of proteolytic enzyme, enough bleaching agent and color to color the product and to make the laundry white, if desired, from 0.5 to 3% of moisture, from 0.5 to 1.2% of citric acid material, preferably sodium citrate, and from 0.8 to 2% of magnesium sulfate.
Instead of the mixture of citric acid material and magnesium sulfate, 0.3 to 3% of magnesium citrate, preferably 0.4 to 1.2%, can be present. Optionally, sodium sulfate can be present as a diluent, but normally the amounts thereof are limited to 20%, preferably 10%, and most preferably the amounts are less than 5%, if any.
The base beads produced, free of nonionic detergent and without auxiliaries, preferably contain from 35 or from 40 to 60% of sodium bicarbonate, from 15 or from 20 or from 25 to 45% of sodium carbonate, from 10 to 20% of sodium silicate, from 0, 1 to 3% of sodium citrate and from 0.1 to 2% of magnesium sulfate (or from 0.5 to 5% of magnesium citrate), from 0 to 10% of excipient or excipients and / or one or more diluents and from 1 to 10% moisture. In such products, the level of sodium bicarbonate in the sprayed beads is normally within the range of 1.2 to 4 times the amount of sodium carbonate, e.g. B. 1.5 to 3 times the amount.
The very beneficial result of incorporating the low percentages of citric acid compound and magnesium sulfate or magnesium citrate mentioned in the slurry processable in soap mixers in accordance with this invention is twofold in that the gelation and hardening of the mixture processable in soap mixers in the reaction vessel is prevented before complete removal, and by additionally obtaining higher solids contents in slurries which can be processed in soap mixers. Downtimes and cleaning processes are eliminated and energy savings are achieved due to less water that has to be evaporated from the drops in the spray dryer.
Although many bicarbonate-carbonate-silicate mixtures, which are preferably used in mixtures which can be processed in soap mixers for the production of base beads for assembled granular nonionic detergent compositions, would normally gelatinize and harden in the soap mixer, with the present invention, at little expense and without any adverse effects on the product, the desired levels of such builder salts can be used, and variations with such levels can be made if desired without fear of freezes in the soap mixer.
Tests of the end product show no adverse effects due to the presence of citric acid material and magnesium sulfate. Indeed, some positive results can result from metal ion removal and improved absorption of nonionic detergent. It is believed that the presence of the citric acid material helps maintain the stability of the perfume and colors present and that it can help prevent the development of malodours by destroying other organic additives such as proteolytic enzymes and proteinaceous materials.
The presence of the citric acid materials and the magnesium sulfate in the base beads also has the desired effect in that the existing gel-preventing material can be reprocessed in any base beads or detergent beads so that such a material can be removed from the non-compliant process (e.g. B. if it is too small or if it sticks to the walls) can be mixed with water and transferred to a more concentrated reprocessing mixture for subsequent backmixing with the regular mixture that can be processed in soap mixers. Such mixing with water is easier than would be the case if the antigelling composition were not present in the base beads to prevent or delay gel formation or excessive thickening.
The following examples illustrate the present invention, but do not limit it in any way. Unless otherwise specified, all temperatures are in "C, and all parts and percentages are by weight, both in the examples and in the description.
Example I end product components percent nonionic detergent (Neodol 23-6.5) 18.6 proteolytic enzyme 1.4 moisture 1.5 NaHCO3 46.0 Na2CO3 19.0 sodium silicate (Na20: SiO2 = 1: 2.4) 10, 9 Sodium citrate 0.9 Magnesium sulfate (as Epsom salt) 0.8 Excipients (fluorescent brightener, color and bleach, perfume) 0.9
100.0
A product of the above formulation was prepared by spray drying a soap mixer mix containing sodium bicarbonate, sodium carbonate, sodium silicate, citric acid, magnesium sulfate, fluorescent brightener and water in a spray tower to produce essentially inorganic base beads, followed by on the surfaces such non-ionic detergent was sprayed in liquid form on such beads,
which is solidifiable at room temperature, after which the beads and detergent are cooled, and then proteolytic enzyme powder and perfume are applied to them. The product produced with the specified formulation had a bulk density of 0.8 g / ml and an initial adhesion of 40% and showed a fines characteristic (by a U. S. Standard sieve no. 50) of 15%.
The base beads were made by adding to the soap mixer 308 parts of water, 15 parts of fluorescent brightener, 1.5 parts of blue pigment, 4.5 parts of anhydrous citric acid, 10 parts of magnesium sulfate (epsom salt), 403 parts of sodium bicarbonate (anhydrous), 87.5 parts of soda ash, and 170 parts of an aqueous sodium silicate solution with a solids content of 47.5%, the sodium silicate having a Na20: SiO2 ratio of 1: 2.4. During the mixing of this base builder composition, the temperature in the soap mixer was maintained at about 38 ° C.
It took about 20 minutes for the various materials to mix together in the order shown (except that the brightener, pigment and citric acid were added in two parts, with the second half added after the soda ash) and after the completion the addition of the last component continued mixing for about an additional 20 minutes after which the product spray drying began. Some of the mixture that could be processed in soap mixers was not placed in the spray dryer so that the time for gel formation could be measured. It has been found that the mixture that can be processed in soap mixers remains miscible and pumpable, ungelatinized and non-solidified for 30 hours.
The mixture workable in soap mixers, which was pumped into the spray tower using a triplex positive displacement pump which generated a pressure of about 300,000 kg / m2, was dried in drying air consisting of the combustion products from an oil burner at a temperature ranging from an upper value of 400 C to 600 "C to a lower value of about 100 to 200" C, and drying was carried out to a moisture content of about 1.9%. The resulting base beads were sieved and were in the range of 10 to 100 meshes of the U. S. Sieve series and they were free-flowing, not sticky and had a bulk density of about 0.7 g / ml.
They were porous, solid on the surfaces, and were able to immediately absorb significant amounts of liquid nonionic detergent without becoming unacceptably sticky. The detergent products produced, including absorbed nonionic detergent, were excellent high performance laundry detergents, usable for washing household laundry in automatic washing machines and also for cleaning textile materials by other methods.
Variations were made on this experiment using the same proportions of components, except for the proportions of water, citric acid and magnesium sulfate. When the amounts of these components were changed to 322, 3, 5 and 10, the gelation time at a temperature of 37.8 "C was ten hours; at 313.4.5 and 5 parts, the gelation time was eight hours; at 307 parts , 4.5 and 11.3 the gelation time was 7.5 hours; at 314, 3.5 and 5 levels the gelation time was five hours; and at 311, 2.5 and 10 levels the gelation time was four hours.
Such blend compositions workable in soap mixers are of excellent stability and are very useful in the commercial manufacture of the present detergent base beads because they allow extra time before gelation so that all normal problems associated with mixing and spray drying are normally overcome before gel formation or solidification in the mixer could become a problem. If the proportions mentioned are 309, 2.5 and 11.3 or 317.4.5 and 1, the mixing time at a temperature of 37.8 ° C. before gelation is 3.5 hours, and if the proportions 316, 1 , 5 and 5, it is 1.5 hours.
Such formulations are also acceptable, especially the first two because generally the contents of a mixer can be completely sprayed out within 1.5 hours and almost always within 3.5 hours. However, it is usually desirable to use more citric acid or magnesium sulfate or equivalent materials than the 1.5 and 5 parts mentioned, simply to have extra time to deal with adverse events.
If the proportions of citric acid and / or magnesium sulfate and / or the sum thereof are outside the ranges given in the description, premature gelation occurs or a satisfactory dispersion is not obtained. For example, if 302 parts of water, 2.5 parts of citric acid and 19 parts of magnesium sulfate are used, the product will gelatinize immediately. The same also occurs when 304 parts of water, 0.5 parts of citric acid and 19 parts of magnesium sulfate are used, or if such proportions of 304.3.5 and 15 or 306, 1.5 and 15 are used. Gelation occurs within about 25 minutes when the proportions are 321, 0.5 and 1, and gel formation occurs in about 20 minutes when the proportions are 313, 0.5 and 10.
Thus, it can be seen that the compositions of the present invention made by the methods described are particularly useful in the manufacture of spray-dried base scaffold beads for high performance core detergents without the risk of premature gelation of the mixture processable in soap mixers.
If sodium citrate is used in place of the citric acid in the formulations given above, with the magnesium sulfate either being anhydrous or used in the form of the epsom salt, similar results are obtained. Even if equivalent proportions of magnesium citrate are used, either Mg2 (citrate) 3 or MgHC6HsO, - 5H20, e.g. B. 1.5%, good anti-gelling effects are obtained, although they are not as good as those for the combination of citric acid (or sodium citrate) and magnesium sulfate.
The mixtures of this invention which can be processed in soap mixers can have higher solids contents than those for similar compositions in which a sufficient quantity of citric acid is used (without magnesium sulfate) in order to obtain the same (or somewhat worse) anti-gelling effects, so The presence of magnesium sulfate with citric acid appears to improve the anti-gelling effects, so that even higher solids contents can be present in the slurries that can be processed in soap mixers without gel formation occurring. In the past, it has been found that solids and gelation tendencies are directly proportional, and this is also the case when combinations of citric acid and magnesium sulfate are used.
Meanwhile, workable mixtures with higher solids contents can be used in soap mixers without unacceptable gel formation, whereas similar mixtures, if treated with citric acid alone, can gelatinize prematurely. Even if the citric acid-magnesium fullfate mixture is used, the content of organic material in the product can be minimized, while the slurry that can be processed in soap mixers still remains miscible for long enough periods of time to prevent mixer set-ups or line blockages.
Example2
In comparative experiments, a blend formulation processable in soap mixers was prepared essentially as that of the blend processable in soap mixers from which a base bead resulted for the manufacture of a detergent composition of the formulation first given in Example 1, but with the solids content of that in soap mixers processable mixture was kept at 56.5%. The mixture was prepared in the same manner and the mixing time to unacceptable gelation was measured when various materials were added along with the citric acid as an anti-gelling agent to replace magnesium sulfate.
Using 0.25% citric acid and 1% of another anti-gelling salt additive on an anhydrous basis, the liquid state of the slurry was maintained for only about 20 minutes when either sodium chloride or calcium chloride was used as the salt, which corresponds approximately to the same time that the liquid state was maintained when citric acid was used alone. When sodium sulfate was added as a salt, the life of the slurry was extended to 1.5 hours and calcium sulfate allowed mixing for up to 5 hours. Magnesium silicate results in an initially thin slurry that solidifies after about 5 hours. Calcium oxide and magnesium oxide result in very viscous slurries that become solid within a few hours.
Magnesium chloride extends the life of the slurry to 10 hours and magnesium sulfate extends it to more than 32 hours.
However, when various heat stable auxiliaries are present in the mix which can be processed in soap mixers, such as dyes and bleaches, fluorescent brighteners and other normal detergent auxiliaries for mixtures which can be processed in soap mixers, it has been found that gel formation is accelerated, sometimes occurring within a tenth to a half of the time normally required. Because it is desirable to have at least one hour before gelation occurs and preferably more time should be available, none of the anti-gelling salts, with the exception of magnesium chloride and magnesium sulfate, have been considered useful and Of these two, magnesium sulfate is clearly superior.
On the basis of the above experiments, it is within the scope of the invention to use magnesium chloride with citric acid or a mixture of magnesium chloride and magnesium sulfate together with citric acid.
Example 3
The experiment of Example 2 was repeated, but the order of addition of the detergent builder salt components to the soap mixer was changed so that the bicarbonate, carbonate and silicate were mixed together with the aqueous medium before the addition of magnesium sulfate and citric acid. In such a case the mixture became unacceptably thick after a few minutes and solidified in an irreversible manner. However, once the mixture is found to have become thick, the magnesium sulfate component or the magnesium sulfate-citric acid anti-gelling composition is rapidly added before solidification, thereby diluting the mixture to a workable stage.
This is another advantage of the present invention because, in addition to extending the mixing time, it is possible to control the liquid state of the mixture processable in soap mixers in response to the indications of gelation as soon as they appear. Thus, the operator of the soap mixer has improved process control during the period that the mixture is stored in the soap mixer before it is spray dried.
Should there be an interruption in the spray tower operation, which would make it necessary to store the mixture in the soap mixer for longer than planned, in many cases the operating personnel can adjust the time span of the miscibility of the mixture which can be processed in soap mixers by further adding magnesium sulfate and citric acid or one or more equivalent anti-gelling agents according to this invention, or magnesium sulfate alone. For example, it has been found that often as little as 0.3% of MgSO4 or 0.6% of epsom salt cancels gelation, causing the mixture to still be liquid enough to allow the magnesium salts to be mixed in. Usually from 0.3 to 1% of M: gSO4 is added.
This characteristic of the invention allows the content of magnesium sulfate and citric acid in the product to be minimized so that the product characteristics are not significantly changed, and this also assures the operator that he does not have to dig out of the soap mixer that has become solid in soap mixers, associated with the loss of material and the loss of production time, which would also be involved. This improvement in the manufacturing process is important because when the mix processable in soap mixers solidifies, the spray tower operation can be brought to a halt, essentially stopping the detergent manufacturing operation.
If the operations are started again, even if this occurs immediately after the first gelation, the spray tower must be balanced and during the first part of such a restarted production some unacceptable products may result. Sometimes the gel formation in the soap mixer is not so extensive that the mass of the mixture solidifies, but the production of some gel can block the spray nozzles and cause production to be interrupted. Such adverse effects are avoided by using the present method as described herein.
Example 4
An attempt was made to make a soap mixer mix of the type described in Example 2 using 0.25% citric acid and 1% magnesium sulfate (anhydrous) and changing the order of addition of the various components, so that the water, silicate, magnesium sulfate and citric acid were first mixed together, after which the bicarbonate and carbonate plus the fluorescent dye and pigment were added. However, such mixtures which can be processed in soap mixers gelatinize early, and for this reason the order of addition mentioned is unsatisfactory.
The experiment was repeated several times, but in all cases the mixture that could be processed in soap mixers solidified so that it could not be stirred, pumped or spray-dried.
ExampleS
Attempts have been made to produce mixtures with high solids contents in a laboratory soap mixer. Using the basic formulations given above, together with 0.25% citric acid and 1% magnesium sulfate, and adding the components in the operative order as described in Examples 1 and 2, the builder salt composition consisted in the first case 70% sodium bicarbonate, 20% soda ash and 10% sodium silicate, in the second case the percentages were 77%, 13% and 10%, and in the third case the percentages were 67%, 23% and 10%, so that the bicarbonate:
Carbonate ratios were 3.5: 1, 6: 1 and 3: 1. such products could not be made in laboratory soap mixers, but can be made, especially if additional magnesium sulfate and additional citric acid are used, up to twice as much as was initially used when using a high-performance equipment.
In a similar manner, three other formulations with lower solids contents were produced, which in the first case contained 56% sodium bicarbonate, 19% soda ash and 25% sodium silicate, in the second case the percentages were 60%, 15% and 25% and in the third case they were Percentages 60%, 20% and 20%, so that the bicarbonate: carbonate ratios were 3: 1.4: 1 and 3: 1.
Such products are very easy to manufacture, even with laboratory equipment, but because of the need to evaporate more water during the spray drying process, these products are not as economically viable as the higher solids mixes that can be processed in soap mixers. In the experiments described, the silicate was that of Example 1.
From the above experiments it can be seen that the present invention is an important one. The anti-gelling materials used enable the use of mixtures with higher solids contents which can be processed in soap mixers, and energy is saved (less drying air is required) and throughput rates are increased. The invention also ensures that there is no freeze-out of mixtures that can be processed in soap mixers, which would involve the loss of time and materials, which would otherwise result. Operations at higher temperatures in the soap mixers are permissible, despite the fact that increasing such temperatures would otherwise increase the likelihood of gel formation of the mixture processable in soap mixers.
The magnesium salt anti-gelling agents improve the product characteristics to a significant extent, and although it is usually sought to minimize citric acid and the content of other citric acid material, the presence of such materials also has good effects. It is evident from the experimental results that the solids content in a mixture which can be processed in soap mixers can in some cases be up to 70%, and that good mixing behavior and a sufficient delay in gel formation can be obtained by means of the present invention, regardless of such high solids contents . The temperature in the mixture which can be processed in soap mixers can also be up to 70 ° C.
Of course, more mixing will normally be used at such high solids and temperatures, and often there will be more anti-gelling agents.