DE1125580B - Verfahren zur Herstellung einheitlicher nicht staeubender Wasch- und Reinigungsmittel - Google Patents

Description

Die Verbraucher von Wasch- und Reinigungsmitteln, insbesondere für den Haushaltssektor, erwarten heute ein nicht stäubendes, sich rasch lösendes, gut rieselndes Produkt mit einem mittelschweren Schüttgewicht, d. h. etwa in dem Bereich zwischen 300 und 600 g/l. Derartige Pulver haben sich insbesondere durch Einführung der in sehr großen Düsensprühtürmen hergestellten Produkte in Großkugelform rasch verbreitet. Dadurch ist das alte Tennenverfahren wie auch das Kaltsprühverfahren weitgehend verdrängt worden, die beide auf der Abbindung von Wasser an hydratbildenden Gerüststoffen, insbesondere Soda, beruhen. Diese älteren Verfahren liefern schwere und stark stäubende Pulver, bei denen außerdem die Menge der einzuarbeitenden waschaktiven Substanz eng begrenzt ist und bei denen eine Mitverwendung von nichtionogenen waschaktiven Substanzen (z. B. Äthylenoxydkondensationsprodukten oder Fettsäurealkylolamiden) praktisch unmöglich ist.

Aber auch das Heißsprühen in der Großkugelform hat seine Nachteile. Abgesehen davon, daß die so erzeugten Waschmittel preislich durch sehr hohe Amortisationskosten für die dazu notwendige sehr kostspielige Apparatur stark belastet sind, lassen diese Produkte auch qualitativ noch Wünsche offen. Einmal werden die Schüttgewichte meist zu leicht, weshalb hier zur Behandlung des Sprühansatzes besondere Maßnahmen erforderlich sind bzw. die Zusammensetzung des Waschpulvers mit Rücksicht auf das Schüttgewicht innerhalb gewisser verhältnismäßig enger Grenzen gehalten werden muß. Ein weiterer Nachteil ist die Schwierigkeit, Persalze in noch unzersetzter Form unentmischbar einzubringen, welches Problem bisher nur unvollkommen gelöst werden konnte. Schließlich wird das Hauptziel, nämlich die Erzielung eines nicht stäubenden Produktes, ebenfalls nur sehr unvollkommen erreicht, da es sich beim Sprühvorgang nicht vermeiden läßt, daß gleichzeitig mit den Großkugeln auch gewisse Staubanteile erhalten werden und auf dem Wege zu den Abfüllmaschinen, in diesen selbst sowie später beim Transport des abgefüllten Produktes durch Bruch der verhältnismäßig empfindlichen Strukturen weitere Staubanteile entstehen.

Man hat daher vorgeschlagen, diese gesprühten Großkugeln mit staubbindenden Mitteln nachzubehandeln, z. B. mit Lösungen von Phosphaten oder Silikaten, mit bestimmten waschaktiven Substanzen oder auch mit einem kleineren Teil des Sprühansatzes selbst und diesen z. B. auf das sprühgetrocknete Produkt aufzudüsen. Damit sind die sehr teuren Groß-

Verfahren zur Herstellung

einheitlicher nicht stäubender Wasch-

und Reinigungsmittel

Anmelder:

Chemische Fabrik Budenheim
Rudolf A. Oetker K. G.,

Budenheim/Rhein

Dr. Otto Pfrengle, Wiesbaden,

und Dr. Christel Pietruck, Budenheim/Rhein,

sind als Erfinder genannt worden

kugelsprühtürme aber noch nicht entbehrlich geworden.

Schließlich ist auch bekannt, auf wasserarmes Alkalisilikat von geringem Schüttgewicht solche kapillaraktiven Verbindungen aufzudüsen, die in reiner Form selbst nicht streufähig sind. Auf diese Weise läßt sich jedoch kein komplettes Waschmittel mit den eingangs geforderten Eigenschaften herstellen.

Es wurde nun gefunden, daß das gestellte Problem auf einfache Weise und in wohlfeilen Apparaturen lösbar ist, und zwar dadurch, daß das Waschmittel auf voluminöse Alkaliphosphate mit einem lose gemessenen Schüttgewicht von weniger als 550 g/l aufgebaut wird und dabei ein ganz bestimmter Herstellungsgang eingehalten wird. Solche voluminöse Phosphate, wie insbesondere Tetranatriumpyrophosphat und Natriumtripolyphosphat, sind im Handel erhältlich. Es eignen sich nur nichthygroskopische, kristallwasserbindende Phosphate, insbesondere Natriumphosphate, wobei Natrium zu einem kleineren Teil durch Kalium ersetzt werden kann. Solche voluminöse Alkali-, insbesondere Natriumphosphate werden durch einen Sprühtrocknungsprozeß hergestellt, wobei sie entweder durch Abspaltung von Lösungs-, Kristall- oder Konstitutionswasser direkt gewonnen werden, wie z. B. calciniertes Trinatriumorthophosphat, oder wobei die primär gewonnenen voluminösen Orthophosphate durch einen Nacherhitzungsprozeß in kondensierte Phosphate, wie Pyro- und Tripolyphosphat, übergeführt werden.

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Mit den meist handelsüblichen schweren gemahlenen Phosphaten läßt sich das Verfahren nicht durchführen, da die erforderliche Menge an waschaktiver Substanz nicht gebunden werden kann und klumpende Produkte entstehen.

Besonders voluminöse Phosphate mit einem Schüttgewicht von 400 g/l und weniger sind für die Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders erwünscht. Dieses gestaltet sich folgendermaßen:

weise durch kreisrunde Laufringe erfolgen, welche die Trommel umgeben. Das Aufdüsen erfolgt axial durch eine der beiden Stirnöffnungen, während an die andere öffnung sich die Ableitung mit Staubabscheider und Ventilator anschließt. Der beim einen Ansatz aufgefangene Staub wird dem nächsten Ansatz wieder zugegeben und dabei abgebunden. Als Düsen können Einstoff- wie auch Zweistoffdüsen (Flüssigkeits- oder Luftdruckdüsen) Verwendung fin-

Das leichte Phosphat, von dem das herzustellende io den. Die Eignung der Düse richtet sich in erster Endprodukt wenigstens 20«/», vorzugsweise 30% Linie nach dem Grad der damit erreichbaren Fein- und mehr enthalten muß, wird mit anderen festen vernebelung.

Bestandteilen, wie z. B. Carboxymethylcellulose oder Vor, während oder anschließend an das Aufdüsen

anderen die Schmutztragefähigkeit erhöhenden der anionischen waschaktiven Substanz kann not-Stoffen, Alkalisilikat, optischem Aufheller, gegebe- 15 wendigenfalls auch der Trommelinhalt erhitzt wernenfalls einem kleineren Anteil Natriumsulfat in den, entweder von außen oder durch eine in die feingemahlener Form trocken vermischt und hierauf Trommel brennende Gasflamme bzw. Zuführung von unter ständiger Bewegung eine anionaktive wasch- Heißluft. Es wird jedoch als ein Vorzug des Veraktive Substanz aufgedüst. Es werden dabei mög- fahrens angesehen, daß dabei normalerweise jede Art liehst hochprozentige Lösungen oder Pasten dieser 20 von zusätzlicher Heizenergie entbehrt werden kann. Substanzen verwendet, um den durch das Phosphat Der erfindungsgemäße Herstellungsvorgang setzt

zu adsorbierenden Wasseranteil möglichst niedrig zu sich dann folgendermaßen fort: Nach Aufdüsen der halten. Bevorzugt werden Pasten mit 40 bis 55% anionischen waschaktiven Substanz werden diejenianionaktiver Substanz, wobei die Konzentration nach gen Feststoffe eingebracht, die gegen Feuchtigkeit oben nur durch die Pumpbarkeit bzw. Verdüsungs- 25 bzw. Erhitzung empfindlich sind, und zwar insbesonfähigkeit dieser Pasten begrenzt wird. dere die Persalze, ferner Hypochlorite oder andere

Bei diesem Arbeitsgang kommt es auf eine mög- Substanzen, die aktives Chlor enthalten. Sie werden liehst feine Vernebelung der aufzudüsenden Lösung trocken dem vorliegenden pulvrig-trockenen Vorpro- oder Paste an. Es darf daher auch diese Aufdüsung dukt zugemischt. Anschließend wird dann eine kleine nicht zu rasch erfolgen, da das Pulvergemisch in je- 30 Menge, und zwar 1 bis 10% des Endproduktes, einer der Phase dieses Arbeitsganges trocken und riesel- nichtionogenen waschaktiven Substanz aufgedüst. fähig bleiben muß und Klumpenbildungen zu ver- Hierbei ist besonderer Wert auf eine feine Vernebemeiden sind. Nach diesem Gesichtspunkt richtet sich lung zu legen; die Tropfengröße soll unter 300 μ auch die Menge der aufzusprühenden anionaktiven bleiben. Es entsteht dabei ja nach der Art und Menge waschaktiven Substanz: Je mehr Phosphat verwendet 35 der nichtionogenen waschaktiven Substanz ein sehr wird, je größer die spezifische Oberfläche dieses einheitliches, grobkörniges Pulver, das im allge-Phosphates ist, je mehr Kristallwasser dieses Phos- meinen gut rieselnd und nicht zusammenbackend ist. phat binden kann, je höher die Konzentration der Sollen etwas größere Mengen an nichtionogener aufzusprühenden Paste ist, je feiner vernebelt und je waschaktiver Substanz eingebaut werden, besonders gleichmäßiger auf das bewegte Pulvergemisch die 40 einer bei Raumtemperatur flüssigen Substanz, muß Paste verteilt wird, desto größer ist die Menge an anschließend noch das Produkt mit einer adsorptionswaschaktiver Substanz, die in das Produkt einge- fähigen Pulversubstanz bestäubt werden, bracht werden kann. Bei diesem Arbeitsgang wird Hierzu eignet sich besonders das Magnesiumsili-

durch die Hydration des Phosphates unter gleich- kat, das üblicherweise sowieso als Persalzstabilisator zeitiger Bindung der waschaktiven Substanz eine sehr 45 zugefügt wird. Es wird normalerweise in Mengen von stabile Vorgranulation erreicht. An die so entstände- 1 bis 5%, auf das Fertigprodukt gerechnet, eingenen Granulate werden dann in einem späteren Arbeitsgang durch die nichtionogene waschaktive Substanz weitere Feststoffteilchen gebunden (Nachgranulation).

Als anionaktive waschaktive Substanz kommen insbesondere Alkylsulfate, Alkylsulfonate und Alkylarylsulfonate in Frage, aber auch Seife.

Die Aufnahmefähigkeit an waschaktiver Substanz

kann weiter erhöht werden, wenn die gleichzeitig ver- 55 wasserunlösliche, hochvoluminöse Silikate oder wendeten anderen Gerüstsubstanzen, z. B. das Al- Phosphate, hochvoluminöse Kieselsäure oder andere kalisilikat, ebenfalls in einer voluminösen, insbeson- feste Adsorptionsmittel. Die Bestäubung kann eindere sprühgetrockneten Form Verwendung finden. fach dadurch erfolgen, daß das Bestäubungsmittel in Der Zusatz dieses voluminösen Alkalisilikats bewegt kleineren Anteilen auf das in der Trommel umlausich vorzugsweise in den für die Zusammensetzung 60 fende Gut verteilt wird. Sie ist in jedem Falle empfehvon Haushaltwaschmitteln üblichen Grenzen, näm- lenswert.
lieh 5 bis 10%.

Das Mischen und Aufsprühen kann in verschiedenen Mischertypen vorgenommen werden, die für das Bedüsen mit Flüssigkeiten eingerichtet sind. Die 65 einfachste und zweckmäßigste Apparatur.ist eine zylindrische Trommel, die sich um eine horizontale Achse dreht, wobei Lagerung und Antrieb vorzugs-

setzt, jedoch nur in einer solchen Menge, daß es von der auf der Oberfläche der Granulate sitzenden nichtionogenen waschaktiven Substanz abgebunden wird, 50 so daß keine Staubanteile entstehen. Darüber hinausgehende Mengen an Magnesiumsilikat werden zweckmäßigerweise schon im ersten Arbeitsgang oder zusammen mit dem Persalz zugegeben. Außer Magnesiumsilikat eignen sich auch andere

Zusammenfassend sei nochmals festgestellt, daß das erfindungsgemäße Verfahren aus folgenden Verfahrensschritten besteht:

1. Trockenes Mischen von voluminösem Alkaliphosphat mit den anderen Gerüststoffen und Feststoffen mit Ausnahmen insbesondere der Persalze,

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2. Vorgranulation durch Auf düsen einer Lösung feinpulvrigen Magnesiumsilikats mit einem Schüttoder Paste einer anionischen waschaktiven Sub- gewicht von 275 g/l, dem eine geringe Menge eines stanz, wobei das ständig bewegte Substrat in optischen Aufhellers beigefügt ist, in kleineren Anteijeder Phase des Vorgangs pulvrig trocken blei- len in die Mischtrommel gebracht und damit das ben muß, 5 Granulat gepudert. Nun werden die Anteile heraus-

3. gegebenenfalls trockenes Zumischen der Per- gesiebt, die größer sind als 1 mm, wobei ein Übersalze, schlag von 2% entsteht, der gemahlen und dem

4. Nachgranulation durch Aufdüsen einer kleine- nächsten Ansatz beigegeben wird.

ren Menge einer nichtionogenen waschaktiven Das nun vorliegende Endprodukt ist ein einheit-

Substanz unter Ausnutzung der Wirkung der- io liches, grobkörniges, nicht stäubendes Waschpulver

selben als Bindemittel, mit einem Schüttgewicht von 385 g/l, bei dem die das

5. gegebenenfalls Bestäuben mit einem feinpulvri- Stäuben verursachenden Feinstanteile, die kleiner gen Adsorptionsmittel, insbesondere Magnesium- sind als 1 mm, weniger als 0,5 °/o betragen.

silikat. „ . . _T „
Es kann dabei unter Umständen einer der unter 15 öeispiel ζ
1 aufgezählten Feststoffe, wie z. B. Carboxymethyl- In einer zylindrischen Drehtrommel, in die Längszellulose, ebenfalls in Lösung angewandt werden, und rippen zur besseren Umwälzung des Materials eingezwar bei Verfahrensschritt 2 zusammen mit der an- baut sind, werden 93,9 kg eines voluminösen Tetraionischen waschaktiven Substanz, und zwar insbeson- natriumpyrophosphats mit einem lose gemessenen dere dann, wenn nur wenig von dieser waschaktiven 20 Schüttgewicht von 350 g/l mit 60,7 kg eines Substanz in flüssiger oder Pastenform Verwendung sprühgetrockneten voluminösen Natriumsulfats mit finden soll. einem Schüttgewicht von 430 g/l sowie mit 6,26 kg Nach diesem neuen Verfahren können trockenrie- eines pulverförmigen Carboxymethylcelluloseglykolats selnde Wasch- und Reinigungsmittel hergestellt wer- einige Minuten trocken gemischt. Hierauf wird ein den, die aus einheitlichen, körnigen Partikeln be- 25 Gemisch von 33,6 kg eines Alkylarylsulfonats vom stehen, welche nicht zusammenbacken, sich nicht ent- Keryltyp mit einem Gehalt an waschaktiver Substanz mischen und sich in Wasser rasch auflösen. Beson- von 70 % und eines gemischten Lauryl-Oleyl-Alkoholders auffallend ist ihre völlige Staubfreiheit. Ein sulfats mit einem Gehalt an waschaktiver Substanz Hauptvorzug ist die Herstellung in einem einzigen von 50%> in Form einer Paste bei 65° C auf das in Apparat in einem einzigen Arbeitsvorgang, der sich 30 der Drehtrommel umlaufende Pulvermaterial innerim einzelnen in die obengenannten fünf Phasen auf- halb von 30 Minuten aufgedüst. Es wird dazu eine teilt. Die Herstellungsapparatur kostet nur einen ge- Zweistoffdüse von 4 mm Durchmesser bei einem ringen Bruchteil von derjenigen, die für die Erzeu- Luftdruck von 2 atü verwendet. Anschließend wergung von gesprühten Großkugeln notwendig ist. den dem so entstandenen Vorgranulat 25 kg Natrium-Außer der Mischtrommel ist für die Herstellung Ie- 35 perborat hinzugemischt und danach als nichtionogene diglich noch ein grobes Sieb notwendig, in dem der waschaktive Substanz ein flüssiges Gemisch von geringe Überschlag abgetrennt werden kann. 9,39 kg eines Alkylarylpolyglykoläthers mit 9O°/o . -I₁ waschaktiver Substanz und 6,25 kg eines Cocosfett-Beispiel 1 säuremonoäthanolamidpolyglykolätherstlOOVowasch-47 Teile eines durch einen Sprühtrocknungsvorgang 40 aktive Substanz) durch dieselbe Zweistoffdüse bei und Nacherhitzen hergestellten Tetranatriumpyro- 1,5 atü Luftdruck innerhalb von 5 Minuten bei phosphats mit einem lose gemessenen Schüttgewicht Raumtemperatur aufgedüst. Schließlich werden von 334 g/l werden mit 6 Teilen eines durch Sprüh- 31,1kg eines durch Sprühtrocknung gewonnenen trocknung mit einem Schüttgewicht von 211 g/l her- voluminösen Natriumdisilikats mit einem Schüttgestellten Natriumdisilikats und 2 Teilen einer pulver- 45 gewicht von 100 g/l trocken hinzugemischt und zuförmigen Carboxymethylzellulose gemischt. Dies ge- letzt ein Gemisch von 3,13 kg Magnesiumsilikat mit schieht in einer zylindrischen, horizontal gelagerten 0,25 kg eines optischen Aufhellers hinzugefügt und Drehtrommel, in der das Gemisch anschließend mit nochmals kurz durchgemischt. Der gesamte Herstel-30 Teilen einer 5O°/oigen Paste eines Tetramerpro- lungsvorgang dauert 60 Minuten. Zuletzt wird in eine pylenbenzolsulfonats bedüst wird. Dabei wird die 50 Wanne abgelassen und anderntags durch ein Normwaschaktive Substanz bei einer Temperatur von sieb 4 abgesiebt, wobei etwa 1°/» auf dem Sieb zu-65° C unter leichtem Druck einer Zweistoff düse mit rückbleibt, das nach Mahlung einem späteren Ansatz

1 mm Durchmesser zugeführt und mit einem Ver- beigegeben wird.

düsungsluftdruck von 3 atü fein verdüst. Das so erzeugte Waschpulver ist gut rieselnd, nicht

Dem so entstandenen gröberen Vorgranulat wer- 55 stäubend, zeigt gute Löslichkeitseigenschaften und

den dann 8 Teile Natriumperborat zugemischt und ein Schüttgewicht von 375 g/l.

mit einem Gemisch aus 3 Teilen eines bei Raum- . .

temperatur flüssigen Alkylarylpolyglykoläthers mit Beispiel 3

2 Teilen eines Cocosfettsäurediäthanolamidpolygly- In der gleichen Apparatur, wie beim vorherigen koläthers unter oben angegebenen Verdüsungsbedin- 60 Beispiel 2 beschrieben, werden 77,3 kg ernes volumigungen besprüht. Die bei dieser Verdüsung des nicht- nösen Tetranatriumpyrophosphats mit einem lose ionogenen waschaktiven Substanzgemisches entste- gemessenen Schüttgewicht von 350 g/l mit 83,5 kg henden Tröpfchengrößen liegen zur Hauptsache zwi- des im Beispiel 2 verwendeten voluminösen Natriumschen 20 und 150 μ. Dabei werden die Perboratteil- sulfats und 6,19 kg des dort verwendeten Carboxychen so mit dem Vorgranulat zu einheitlichen Kör- 65 methylcelluloseglykolats einige Minuten lang trocken nern vereinigt, so daß die einzelnen Waschmittelbe- gemischt. Hierauf wird ein Gemisch von 24,35 kg standteile mikroskopisch nicht mehr nachgewiesen eines Alkylarylsulfonats vom Keryltyp mit einem Gewerden können. Anschließend werden noch 2 Teile halt an waschaktiver Substanz von 70°/», 25,6 kg

eines Alkylarylsulfonats vom Tetramertyp mit einem Gehalt an waschaktiver Substanz von 50 °/o und 17,67 kg eines Natriumalkylsulfonats mit einem Gehalt an waschaktiver Substanz von 76% in Form einer Paste bei 65° C aufgedüst, wobei eine Zweistoff düse S von 4 mm Durchmesser und ein Luftdruck von 2 atü zur Anwendung kommen. Dem so entstandenen Vorgranulat werden 24,75 kg Natriumperborat zugemischt und daraufhin als nichtionogene waschaktive Substanz ein flüssiges Gemisch von 6,18 kg eines Alkylarylpolyglykoläthers mit 90°/o waschaktiver Substanz und 3,1 kg eines Cocosfettsäuremonoäthanolamidpolyglykoläthers durch dieselbe Zweistoffdüse bei 1,5 atü Luftdruck bei Raumtemperatur aufgedüst. Schließlich werden 30,9 kg des im Beispiel 2 verwendeten voluminösen Natnumdisilikats untergemischt und zuletzt ein Gemisch von 3,1 kg Magnesiumsilikat mit 0,25 kg eines optischen Aufhellers hinzugefügt und nochmals kurz durchgemischt. Der Herstellungsvorgang dauert 60 Minuten. Das Gemisch wird in eine Wanne abgelassen und nach mehrstündigem Ruhen durch ein Normsieb 4 gesiebt. Der Siebrückstand von 2 ⁰Zo wird nach Mahlung einem späteren Ansatz zugegeben.

Das so erzeugte Waschpulver zeigt dieselben günstigen Eigenschaften, wie im Beispiel 2 erwähnt; sein Schüttgewicht beträgt 390 g/l.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung einheitlicher, nicht stäubender Wasch- und Reinigungsmittel durch Besprühen leichter organischer Stoffe mit waschaktiven Substanzen, dadurch gekennzeich net, daß ein Pulvergemisch, bestehend aus einem größeren Anteil eines voluminösen Alkaliphosphats mit einem Schüttgewicht von weniger als 550 g/l und weiteren festen Gerüststoffen, zunächst durch Aufdüsen einer Lösung oder Paste einer anionischen waschaktiven Substanz unter ständiger Bewegung vorgranuliert wird, das so entstehende trockene, körnige Pulver gegebenenfalls mit Persalzen oder anderen leicht zersetzlichen Stoffen trocken vermischt und zuletzt zur Nachgranulation eine kleinere Menge einer nichtionogenen waschaktiven Substanz aufgedüst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Nachgranulation mit so viel eines feinpulvrigen Adsorptionsmittels, vorzugsweise Magnesiumsilikat, bestäubt wird, daß noch keine überschüssigen Staubanteile entstehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verdüsen der nichtionogenen waschaktiven Substanz die Tropfengröße unter 300 μ liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Herstellungsverfahren in einer einzigen Apparatur, vorzugsweise einer Drehtrommel, durchgeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschrift Nr. 1000 122;
französische Patentschriften Nr. 1046 540,
1088454.

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