DE19520105A1 - Verfahren zur Herstellung wasserfreier, rieselfähiger Tensidpulver - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wasserfreier, rieselfähiger Ten­ sidpulver, bei dem man Gemische von Alkyl- und/oder Alkenylsulfaten und ausgewählten Zuckertensiden entweder mit überhitztem Wasserdampf oder in der dünnen Schicht trocknet.

Stand der Technik

Alkylsulfate, die auch als Fettalkoholsulfate bezeichnet werden, stellen wichtige Be­ standteile von Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln dar. Im Gegensatz zu nichtionischen Ten­ siden, die ein inverses Löslichkeitsverhalten aufweisen und infolge von Wasserstoffbrücken­ bindungen in kaltem Wasser besser löslich sind als in warmem, verhalten sich Alkylsulfate wie andere anionische Tenside konventionell, d. h. ihre Löslichkeit nimmt bis zum Erreichen des Löslichkeitsproduktes mehr oder minder linear mit der Temperatur zu.

Für technische Anwen­ dungen - beispielsweise im Hinblick auf das Einspülvermögen während des Waschprozesses - besteht jedoch ein Bedürfnis nach Alkylsulfaten, die gerade auch in kaltem Wasser eine aus­ reichende Löslichkeit besitzen.

Ein weiteres Problem insbesondere bei der Herstellung von modernen Waschpulvern mit hohem Schüttgewicht besteht darin, trockene anionische Tenside in die Formulierungen einzubauen, die eine möglichst geringe Tendenz zur Wasseraufnahme und damit zum Verkle­ ben aufweisen. Eine noch größere Schwierigkeit liegt ferner darin, trockene, rieselfähige Pulver mit einem Gehalt an anionischen und weiterhin in der Regel flüssigen nichtionischen Tensiden zu entwickeln, bei denen die Gefahr des "Ausblutens" sicher verhindert werden kann.

In der Vergangenheit hat es nicht an Ansätzen gefehlt, die genannten Probleme, insbesondere die mangelhatte Kaltwasserlöslichkeit zu verbessern. Dabei wurden im wesent­ lichen zwei Konzepte verfolgt, nämlich

• a) die Mitverwendung von Hydrotropen und
• b) die Oberflächenvergrößerung des Tensidkorns.

Zu den bekanntesten Hydrotropen gehören zweifellos die kurzkettigen Alkylaryl­ sulfonate, wie beispielsweise Toluol-, Xylol- oder Cumolsulfonat. Sie eignen sich beispielsweise als Lösungsvermittler für anionische und nichtionische Tenside bei der Herstellung von flüs­ sigen Waschmitteln. Die verbesserte Löslichkeit ist wahrscheinlich auf eine vorteilhafte Misch­ micellbildung zurückzuführen. In diesem Zusammenhang sei auf die Übersicht von H. Stache in Fette, Seifen, Anstrichmitt. 71, 381 (1969) verwiesen.

Die Verbesserung der Kaltwasserlöslichkeit, insbesondere von Fettalkoholsulfaten, wird jedoch üblicherweise erreicht, indem man ihnen als Hydrotrope Tenside mit hohen HLB- Werten, beispielsweise hochethoxylierte Polyglycolether (Talgalkohol+40 EO-Addukt) oder ähnliche zusetzt. Die auf diesem Wege erzielbaren Auflösungsgeschwindigkeiten insbesondere bei Fettalkoholsulfaten sind jedoch für eine Vielzahl von technischen Anwendungen unbe­ friedigend.

Ein ganz anderer Ansatz zur Verbesserung der Löslichkeit von anionischen Tensiden wird in der deutschen Patentanmeldung DE-A1 40 30 688 (Henkel) beschrieben. Hier wird vorgeschlagen, wäßrige Tensidpasten mit Hilfe von heißem Wasserdampf zu trocknen. Durch Kondensation des Heißdampfes auf dem kühleren Einsatzgut und Abgabe der Konden­ sationswärme an das zu trocknende Gut findet eine spontane Aufwärmung der Tensidtröpfchen auf die Siedetemperatur des Wassers statt. Als Folge bilden sich beim Entweichen des Wassers im Tensidkorn eine Vielzahl feiner Kanäle. Die auf diese Weise resultierende hohe innere Oberfläche führt - beispielsweise im Vergleich zu konventionell sprühgetrockneten Produkten - zu einer verbesserten, jedoch noch immer nicht voll befriedigenden Auflösungsgeschwin­ digkeit.

Aus der DE-A1 41 02 745 (Henkel) ist ein Verfahren zur Herstellung von pulver­ förmigen Tensidmischungen bekannt, bei dem man wäßrige Zubereitungen mit einem Gehalt von 15 bis 50 Gew.-% Alkylsulfaten, 1 bis 5 Gew.-% Alkyloligoglucosiden und 45 bis 80 Gew.-% eines Trägermaterials einer konventionellen Sprühtrocknung unterwirft. Produkte mit einem derartig hohen Anteil an anorganischen Salzen als Stellmittel sind inzwischen veraltet und daher unerwünscht. Im übrigen ist die Auflösegeschwindigkeit der Pulver ebenfalls un­ befriedigend.

Gemäß der Lehre der DE-A1 41 24 701 (Henkel) werden feste Waschmittel mit hohem Schüttgewicht und verbesserter Löslichkeit erhalten, indem man Mischungen von anionischen und nichtionischen Tensiden Polyethylenglycolether mit einem Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 12.000, vorzugsweise 200 bis 600 zusetzt, und anschließend trocknet und/oder in feste Form bringt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 wird eine Waschmittelzubereitung, enthaltend C_12/18-Fettalkoholsulfat, C_12/18-Fettalkohol+5EO-/C_16/18-Talgfettalkohol+5 EO-Ad­ dukt und - bezogen auf die Niotenside - nicht weniger als 45 Gew.-% Polyethylenglycol mit einem Molekulargewicht von ca. 400 offenbart, die nach Homogenisierung extrudiert und zu Granulaten verarbeitet wird. Die Auflösegeschwindigkeit der resultierenden festen Waschmittel ist jedoch noch immer nicht zufriedenstellend. Zudem ist die Anwesenheit der erforderlichen großen Mengen an Polymer nicht erwünscht.

Gemäß der EP-A2 0 208 534 werden in allgemeiner Form sprühgetrocknete Wasch­ mittelzusammensetzungen offenbart, die neben anionischen Tensiden nichtionische Tenside, Polyacrylate und Polyethylenglycolether mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht im Bereich von 1.000 bis 20.000 enthalten. Die Lehre dieser Schrift geht dahin, daß man die Dis­ pergierbarkeit von anionischen Tensiden verbessern kann, indem man ihnen Niotenside, Polyethylenglycolether und Polyacrylate zusetzt.

Gegenstand der DE-OS 21 24 526 sind Wasch- und Reinigungsmittelmischungen mit geregeltem Schaumverhalten. Gemäß Beispiel 6 werden Zusammensetzungen offenbart, die Talgalkoholsulfat, Alkylbenzolsulfonat sowie Polyethylenglycol mit einem Molekulargewicht von ca. 20.000 aufweisen.

Auf weitere Verfahrensentwicklungen, die die Herstellung von festen anionischen Ten­ siden betreffen, sei an dieser Stelle nur am Rande verwiesen. So sind beispielsweise aus der in­ ternationalen Patentanmeldung WO 92/09 676 (Henkel) feste Waschmittel bekannt, die man erhält, indem man wäßrige Alkylsulfatpasten mit Soda und Zeolithen behandelt und anschlie­ ßend extrudiert. Über die Auflösegeschwindigkeit der Feststoffe geht aus der Schrift nichts hervor.

Die komplexe Aufgabe der Erfindung hat nun darin bestanden, neue Tensidpulver auf Basis von Alkylsulfaten zur Verfügung zu stellen, die frei von den geschilderten Nachteilen sind und insbesondere eine gute Farbqualität aufweisen, trocken, rieselfähig, nichtklebend und gegen "Ausbluten" geschützt sind und dabei einerseits ein hohes Schüttgewicht und anderer­ seits eine verbesserte Kaltwasserlöslichkeit aufweisen.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung wasserfreier, rieselfähiger Tensidpulver, bei dem man wäßrige Zubereitungen von

• a) Alkyl- und/oder Alkenylsulfaten und
• b1) Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosiden und/oder
• b2) Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamiden

gegebenenfalls in Gegenwart von Trägersalzen entweder mit überhitztem Wasserdampf oder in der dünnen Schicht trocknet.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß bei der Heißdampf- bzw. Dünnschicht­ trocknung von wäßrigen Gemischen, die Alkyl- und/oder Alkenylsulfate sowie die oben ge­ nannten Zuckertenside enthalten, hellfarbige, trockene, nichtklebende Pulver mit vergleichs­ weise hohem Schüttgewicht, ausgezeichneter Rieselfähigkeit und signifikant verbesserter Kalt­ wasserlöslichkeit resultieren. Auch nach anschließender Verdichtung zeigen die auf Basis der erfindungsgemäßen Pulver hergestellten Granulate bei mechanischer Belastung kein "Ausblu­ ten". Die Erfindung schließt ferner die Erkenntnis mit ein, daß die entscheidenden an­ wendungstechnischen Parameter durch die Abmischung von Alkylsulfaten und insbesondere Alkyloligoglucosiden in synergistischer Weise verbessert werden.

Alkyl- und/oder Alkenylsulfate

Unter Alkyl- und/oder Alkenylsulfaten sind die Sulfatierungsprodukte primärer Alko­ hole zu verstehen, die der Formel (I) folgen,

R¹O-SO₃X (I)

in der R¹ für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und X für ein Alkyli- und/oder Erdalka­ limetall, Ammonium, Alkylammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht.

Typische Beispiele für Alkylsulfate, die Sinne der Erfindung Anwendung finden kön­ nen, sind die Sulfatierungsprodukte von Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol, 2- Ethylhexylalkohol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylal­ kohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol und Erucylalkohol sowie deren technischen Gemischen, die durch Hochdruckhydrierung technischer Methylesterfraktionen oder Aldehyden aus der Roe­ len′schen Oxosynthese erhalten werden. Die Sulfatierungsprodukte können vorzugsweise in Form ihrer Alkalisalze, und insbesondere ihrer Natriumsalze eingesetzt werden.

Besonders bevorzugt sind Alkylsulfate der Formel (I), in der

R¹ für einen Alkylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und X für Natrium oder
R¹ für einen Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und X für Natrium steht, mit der Maßgabe, daß das Verhältnis von Alkylresten mit 16 bis 18 einerseits und 12 bis 14 Kohlenstoffatomen andererseits 50 : 50 bis 90 : 10 Gewichtsteile beträgt.

Typische Beispiele sind ein C_16/18-Talgalkoholsulfat-Natriumsalz bzw. die Abmischung von C_16/18-Talgalkoholsulfat-Natriumsalz und C_12/14-Kokosfettalkoholsulfat-Natriumsalz im Gewichtsverhältnis 60 : 40 bzw. 80 : 20.

Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside

Die Alkyl- und/oder Alkyloligoglykoside folgen der Formel (II),

R²O-[G]_p (II)

in der R² für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für eine Zahl im Bereich von 1 bis 10 steht. Sie stellen bekannte Stoffe dar, die nach den einschlägigen Verfahren der präparativen organi­ schen Chemie erhalten werden können. Stellvertretend für das umfangreiche Schrifttum sei hier auf die Schriften EP-A1-0 301 298 und WO 90/03 977 verwiesen.

Die Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/ oder Alkenyloligoglykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside.

Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (II) gibt den Oligomerisierungsgrad (DP- Grad), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwi­ schen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte p = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyloligo­ glykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl dar­ stellt. Vorzugsweise werden Alkyl und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligo­ merisierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,4 liegt.

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R² kann sich von primären Alkoholen mit 6 bis 11, vor­ zugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Butanol, Capron­ alkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mi­ schungen, wie sie beispielsweise bei der Hydrierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Verlauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelen′schen Oxosynthese anfallen. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside der Kettenlänge C_8/10 (DP = 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von technischem C_8/18-Kokosfettalkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% C₁₂-Alkohol verunreinigt sein können sowie Alkyl­ oligoglucoside auf Basis technischer C_9/11-Oxoalkohole (DP = 1 bis 3).

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R² kann sich ferner auch von primären Alkoholen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Lauryl­ alkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenyl­ alkohol, Erucylalkohol, sowie deren technische Gemische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von gehärtetem C_12/14-Kokosal­ kohol mit einem DP von 1 bis 3.

Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide

Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide folgen der Formel (III),

in der R³CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R⁴ für Was­ serstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hydroxylgruppen steht.

Bei den Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamiden handelt es sich um bekannte Stoffe, die üb­ licherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuckers mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylierung mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten werden können. Hinsichtlich der Ver­ fahren zu ihrer Herstellung sei auf die US-Patentschriften US 1,985,424, US 2,016,962 und US 2,703,798 sowie die internationale Patentanmeldung WO 92/06 984 verwiesen. Eine Übersicht zu diesem Thema von H. Kelkenberg findet sich in Tens. Surf. Det. 25, 8 (1988).

Vorzugsweise leiten sich die Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide von reduzie­ renden Zuckern mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere von der Glucose ab. Die bevor­ zugten Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide stellen daher Fettsäure-N-alkylglucamide dar, wie sie durch die Formel (IV) wiedergegeben werden:

Vorzugsweise werden als Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide Glucamide der For­ mel (IV) eingesetzt, in der R⁴ für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe steht und R³CO für den Acylrest der Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitin­ säure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Li­ nolsäure, Linolensäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure oder Erucasäure bzw. derer technischer Mischungen steht. Besonders bevorzugt sind Fettsäure-N-alkylglucamide der Formel (IV), die durch reduktive Aminierung von Glucose mit Methylamin und anschließende Acylierung mit Laurinsäure oder C_12/14-Kokosfettsäure bzw. einem entsprechenden Derivat er­ halten werden. Weiterhin können sich die Polyhydroxyalkylamide auch von Maltose und Palatinose ableiten.

Wäßrige Zubereitungen

Unter wäßrigen Zubereitungen der genannten Tenside der Gruppen (a) und (b) sind Lösungen bzw. Pasten zu verstehen, die in Summe einen Feststoffanteil von 5 bis 70, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-% aufweisen. Die Komponenten (a) und (b) können dabei im Gewichtsverhältnis von 40 : 60 bis 99 : 1, vorzugsweise 50 : 50 bis 90 : 10 und insbesondere 75 : 25 bis 85 : 15 eingesetzt werden.

Trägersalze

Bei der Wasserdampfbehandlung wird der Aufbau eines festen Tensidkorns durch die Anwesenheit eines Kristallisationskeimes erleichtert. Hierfür eignen sich beispielsweise anor­ ganische und/oder organische Salze.

Typische Beispiele für anorganische Salze sind Alkali- und/ oder Erdalkalioxide, -sulfate, -carbonate, -hydrogencarbonate, -phosphate, -pyrophosphate, -silicate und -halogenide. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Natriumsulfat, Natriumcarbonat, Calciumcarbonat, Natriumphosphat, Calciumpyrophosphat, Natriumchlorid, Schichtsilicaten, Zeolithen, Hydro­ talciten und Magnesiumoxid. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Trägersalze Wassergläser, insbesondere sogenannte "übertrocknete" Wassergläser mit einem Modul, d. h. einem Verhältnis (SiO₂) : (MO₂) von 0,5 bis 5 und insbesondere 1 bis 3,5 eingesetzt. Vorzugsweise wird Natriumwasserglas mit einem Modul von etwa 2 verwendet.

Typische Beispiele für organische Salze sind Alkali- und/oder Erdalkaliseifen, insbesondere Natriumacetat, Magnesiumstearat und Calciumstearat.

Als Trägersubstanzen kommen ferner auch weitere Substanzen in Betracht, die unter den Bedingungen der Wasserdampfbehandlung nicht quellfähig sind. Hierzu zählen neben den verschiedenen Aluminiumoxiden vorzugsweise Kieselsäuren aber auch wasserlösliche Poly­ mere, wie beispielsweise Xanthan, Stärke, Methylcellulose und Carboymethylcellulose mit niedriger Wasserretention. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang der Einsatz von sogenannten "Aerosilen". Hierunter sind hochdisperse Kieselsäuren mit einem SiO₂-Gehalt von mehr als 99,8 Gew.-% zu verstehen. Aerosile bauen sich aus amorphen, kugelförmigen Teilchen auf, die einen Durchmesser von 10 bis 20 nm und eine innere Oberfläche von 100 bis 400 m²/g aufweisen. Aerosile besitzen auf ihrer Oberfläche SiOH-Gruppen, die über relativ schwache Wasserstoff-Brückenbindungen miteinander verknüpft sind, wodurch es zur Gerüstbildung kommt. Aerosile stellen beispielsweise Verkaufsprodukte der Degussa AG, Hanau/FRG dar. Näheres zu ihrer Struktur vgl. Seifen-Öle-Fette-Wachse, 94, 849 (1968).

Als weitere geeignete Träger, insbesondere für die Herstellung von Seifenstücken, sind C_12/22-Fettsäuren und deren Salze wie beispielsweise Stearinsäure oder Kokosfettsäure zu nennen. Ebenfalls für diesen Zweck geeignet sind amphotere Tenside vom Betaintyp.

Vorzugsweise werden die Trägersalze in Mengen von 1 bis 25, vorzugsweise 5 bis 15 und insbesondere 9 bis 10 Gew.-% - bezogen auf das getrocknete Gut - eingesetzt.

Wasserdampfbehandlung

Die wäßrigen Tensidzubereitungen werden im Sinne des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens gegebenenfalls zusammen mit den Trägersalzen unter Ausschluß von Luftsauerstoff in Gegenwart von überhitztem Wasserdampf behandelt. Das Prinzip dieses neuartigen tech­ nischen Verfahrens wurde von der Anmelderin in ihren deutschen Patentanmeldungen DE-A1 40 30 688, DE-A1 42 04 035, DE 42 04 090, DE-A1 42 06 050, DE-A1 42 06 495 und DE- A1 42 06 521 offengelegt.

Dem Verfahren liegt das Prinzip zugrunde, daß durch Kondensation des Heißdampfes auf dem kühleren Einsatzgut und Abgabe der Kondensationswärme an das zu trocknende Gut eine spontane Aufheizung des wäßrigen Tropfens auf die Siedetemperatur des Wassers unter Arbeitsbedingungen, bei Normaldruck also auf Temperaturen von etwa 100°C, stattfindet. Diese Siedetemperatur wird als Mindesttemperatur während der gesamten Verweilzeit im Guttropfen beibehalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die wäßrigen Zubereitungen zusammen mit überhitztem Wasserdampf bei einer Temperatur im Be­ reich von 120 bis 280°C in ein geschlossenes System versprüht, das Kondensatwasser mit den darin gelösten Verunreinigungen abgetrennt und die getrockneten und gereinigten Wertstoffe ausgeschleust.

Grundsätzlich gilt, daß im geschlossenen System mit einem Wasserdampfkreislaufstrom gearbeitet wird, dem der verdampfte Wasseranteil des Einsatzgutes entzogen wird, während der abgegebene Energiebetrag dem Kreislaufstrom wieder zugeführt wird. Während bei kon­ ventionellen Verfahren ein Arbeiten bei höheren Temperaturen stets mit der Gefahr einer par­ tiellen Verkohlung des zu reinigenden Gutes verbunden ist, macht hier die Abwesenheit von Luftsauerstoff Arbeitstemperaturen von insbesondere 150 bis 200°C ohne weiteres möglich. Der abgezogene Wasserdampfteilstrom kann nach der Abtrennung der gelösten Verunreini­ gungen vorteilhafterweise als Brauchdampf anderweitiger Verwendung zugeführt werden.

Abpudern

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können Tensidpulver mit besonders vorteilhafter Rieselfähigkeit erhalten werden, indem man die getrockneten Wertstoffe mit geeigneten feinteiligen Feststoffen behandelt ("abpudert"), um eine etwa noch vorhandene Restklebrigkeit zuverlässig auszuschließen. Als Feststoffe kommen hierbei grundsätzlich solche Stoffe in Betracht, die entweder schon als geeignete Träger bei der Wasserdampfbehandlung genannt worden sind oder die ohnehin in oberflächenaktiven Mitteln Verwendung finden. Typische Beispiele sind Salze, wie beispielsweise Natriumchlorid, Na­ triumsulfat, Natriumphosphat, Natriumpyrophosphat, Calciumstearat und insbesondere Kiesel­ säure mit hoher innerer Oberfläche (Aerosile). Üblicherweise werden die Feststoffe zum Abpu­ dern in einer Menge von 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,5 bis 1 Gew.-% - bezogen auf die Tensid­ pulver - eingesetzt.

Dünnschichttrocknung

Die Dünnschichttrocknung kann vorzugsweise in VRV-Dünnschichtverdampfern durchgeführt werden. Hierbei handelt es sich um Bauteile, die aus einem horizontalen Rohr bestehen, in dem der Rotor mit Schaufeln und Zerkleinerungseinbauten ausgestattet ist. Hier­ durch ist es möglich, die wäßrige Paste unmittelbar in ein feines Pulver zu überführen, das über die Schaufeln ausgetragen wird.

Hilfs- und Zusatzstoffe

Wo es zweckdienlich ist, können Hilfs- und Zusatzstoffe, die für die spätere Konfek­ tionierung benötigt werden, den Tensidpulvern nachträglich zugemischt werden. Es ist jedoch ebenso möglich, diese Bestandteile bei ausreichender thermischer Stabilität gemeinsam mit den Komponenten (a) und (b) der Wasserdampfbehandlung zu unterwerfen.

Unter den Hilfs- und Zusatzstoffen sind an erster Stelle weitere Tenside zu nennen: Typische Beispiele für anionische Tenside sind Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Glycerinethersulfonate, µ-Methylestersulfonate, Sulfofettsäuren, Fettal­ koholethersulfate, Glycerinethersulfate, Hydroxymischethersulfate, Monoglycerid(ether)­ sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate, Mono- und Dialkylsulfosuccinate, Mono- und Dialkyl­ sulfosuccinamate, Sulfotriglyceride, Amidseifen, Ethercarbonsäuren und deren Salze, Fettsäu­ reisethionate, Fettsäuresarcosinate, Fettsäuretauride, Acyllactylate, Acylglutamate, Acyltar­ trate, Alkyloligoglucosidsulfate, Proteinfettsäurekondensate (insbesondere pflanzliche Produk­ te auf Weizenbasis) und Alkyl(ether)phosphate. Sofern die anionischen Tenside Polyglycol­ etherketten enthalten, können sie eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen.

Typische Beispiele für nichtionische Tenside sind Fettalkoholpolyglycolether, Alkyl­ phenolpolyglycolether, Fettsäurepolyglycolester, Fettsäureamidpolygylcolether, Fettaminpoly­ glycolether, alkoxylierte Triglyceride, Mischether bzw. Mischformale, Proteinhydrolysate (ins­ besondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), Polyolfettsäureester, Zuckerester, Sorbitan­ ester und Polysorbate. Sofern die nichtionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, kön­ nen sie eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung auf­ weisen.

Typische Beispiele für kationische Tenside sind quartäre Ammoniumverbindungen und Esterquats, insbesondere quaternierte Fettsäuretrialkanolaminester-Salze.

Typische Beispiele für amphotere bzw. zwitterionische Tenside sind Alkylbetaine, Alkylamidobetaine, Aminopropionate, Aminoglycinate, Imidazoliniumbetaine und Sulfobe­ taine.

Bei den genannten Tensiden handelt es sich ausschließlich um bekannte Verbindungen. Hinsichtlich Struktur und Herstellung dieser Stoffe sei auf einschlägige Übersichtsarbeiten, bei­ spielsweise J. Falbe (ed.), "Surfactants in Consumer Products", Springer Verlag, Berlin, 1987, S. 54-124 oder J. Falbe (ed.), "Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive", Thieme Verlag, Stuttgart, 1978, S. 123-217 verwiesen.

Weitere geeignete Hilfs- und Zusatzstoffe sind Gerüststoffe (Builder) wie beispielsweise Zeolithe oder Schichtsilicate, Phosphate, Polycarbonsäuren und deren Salze, Bleichmittel wie beispielsweise Alkaliborate oder -percarbonate und dergleichen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Hilfsstoffe sogenannte "soil repellants" eingesetzt. Diese schmutzablösenden Polymere enthalten vorzugsweise Ethylenterephthalat- und/oder Polyethylenglycolterephthalatgruppen, wobei das Molverhältnis Ethylenterephthalat zu Polyethylenglycolterephthalat im Bereich von 50 : 50 bis 90 : 10 liegen kann. Das Molekulargewicht der verknüpfenden Polyethylenglycoleinheiten liegt vorzugsweise im Bereich von 750 bis 5000, d. h., der Ethoxylierungsgrad der Polyethylenglycolgruppenhal­ tigen Polymere kann ca. 15 bis 100 betragen. Die Polymeren zeichnen sich durch ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 5000 bis 200.000 aus und können eine Block-, vorzugsweise aber eine Random-Struktur aufweisen.

Bevorzugte Polymere sind solche mit Molverhältnissen Ethylenterephthalat/Poly­ ethylenglycolterephthalat von etwa 65 : 35 bis etwa 90 : 10, vorzugsweise von etwa 70 : 30 bis 80 : 20. Weiterhin bevorzugt sind solche Polymeren, die verknüpfende Polyethylenglycol­ einheiten mit einem Molekulargewicht von 750 bis 5000, vorzugsweise von 1000 bis etwa 3000 und ein Molekulargewicht des Polymeren von etwa 10.000 bis etwa 50.000 auf weisen. Beispiele für handelsübliche Polymere sind die Produkte Milease®T (ICI) oder Repelotex® SRP 3 (Rhone-Poulenc). Weiterhin bevorzugt sind soil repellants der BASF AG, bei denen es sich um gegebenenfalls sulfonierte Polyester auf Basis von Terephthalsäure und Ethylenglycol handelt.

Der Anteil der Hilfs- und Zusatzstoffe ist an sich unkritisch und richtet sich nach der Art des schließlich zu konfektionierenden Mittels. Üblicherweise wird der Anteil 5 bis 70 und vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-% - bezogen auf das Zuckertensidpulver - betragen.

Im Anschluß an die Heißdampftrocknung können die Wertstoffe nach bekannten Ver­ fahren, wie z. B. Granulierung, SKET-Granulierung, Extrusion, Pelletierung, Vernadelung und dergleichen, zu Schwerpulvern mit einem Schüttgewicht im Bereich von 500 bis 850 g/l verarbeitet werden. Es ist insbesondere auch möglich, eine nachträgliche Einstellung des Ge­ haltes an Fettalkoholsulfaten eines bestimmten C-Kettenschnittes durch Ausmischen einzu­ stellen.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Tensidpulver sind hellfarbig, trocken, rieselfähig, nichtklebrig und weisen eine hohe Löslichkeit in kaltem Wasser auf. Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliches Wertprodukt mit einer Schüttdichte von mindestens 200 g/l und besonders vorteilhaften anwendungstechnischen Eigenschaften weist beispielsweise folgende Zusammensetzung auf:

45 bis 90 Gew.-% Alkylsulfat
 5 bis 50 Gew.-% Alkyloligoglucosid
 5 bis 10 Gew.-% Natriumwasserglas (Modul ca. 1)

mit der Maßgabe, daß sich die Gewichtsangaben zu 100 Gew.-% ergänzen.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Produkte können - gege­ benfalls nach mechanischer Verdichtung - zur Herstellung von festen Wasch-, Spül- und Rei­ nigungsmitteln und insbesondere Stückseifen dienen, in denen sie in Mengen von 1 bis 90, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein können.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele I. Heißdampftrocknung

In einem Versuchssprühturm der Fa. NIRO ATOMIZER wurden wäßrige Zuberei­ tungen aus Fettalkoholsulfaten und Zuckertensiden sowie gegebenenfalls Trägersalzen mit ei­ nem Feststoffanteil von insgesamt 50 Gew.-% durch gleichzeitiges Versprühen mit überhitztem Wasserdampf in einer Zweistoffdüse (Düsenquerschnitt: 1 mm) bei einem verminderten Druck von 744 mbar getrocknet und desodoriert. Die Prozeßdaten sind in Tabelle 1 zusammengefaßt, die Zusammensetzung der Gemische kann Tabelle 2 entnommen werden.

Tabelle 1

Prozeßdaten der Heißdampftrocknung

Nach dem Versprühen wurden die Produkte sofort ausgeschleust und abgekühlt. Die Verweilzeit in der Trockenapparatur lag bei etwa 10 Sekunden. Die von dem Wasserdampf mitgerissenen Verunreinigungen konnten nach der Kondensation in einer Zweiphasentrennung bzw. durch Mikro- oder Ultrafiltration vom kondensierten Wasser abgeschieden werden. Es wurden trockene, rieselfähige und sehr hellfarbige Produkte erhalten, die sich sehr rasch in Wasser lösten (Beispiele 1 bis 11).

Vergleichsversuche

Zum Vergleich wurde Talgalkoholsulfat und Kokosalkyloligoglucosid ohne Zusatz eines Trägersalzes jeweils alleine einer Heißdampftrocknung unterworfen (V1, V2). Ferner wurden wäßrige Zubereitungen in an sich bekannter Weise in einem Rotationsver­ dampfer entwässert. Es wurden dabei gelblich-braun verfärbte Massen erhalten, die nach Pul­ verisierung eine signifikant geringere Auflösungsgeschwindigkeit zeigten (V3 bis V9).

II. Farbe und Löslichkeit der Produkte

Die Farbe der erfindungsgemaßen und Vergleichsprodukte wurde subjektiv beurteilt (1 = weiß bis 6 = braunverfärbt). Zur Bestimmung der Löslichkeit wurden 25 g der pulver­ förmigen Produkte bei 20°C in 100 ml Wasser von 16°d eingebracht, 15 s gerührt und dann über ein Filter gegeben. Der Rückstand (Rstd.) wurde bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und ausgewogen. Angegeben ist die Rückstandsmenge im Verhältnis zur Menge des eingesetzten Pulvers. Die Einzelheiten sind Tabelle 2 zu entnehmen.

Tabelle 2

Farbe und Löslichkeit

In Tabelle 2 bedeuten:

A1 = C_16/18-Talgalkoholsulfat-Natriumsalz
A2 = C_12/18-Kokosalkoholsulfat-Natriumsalz
B1 = C_12/14-Kokosalkyloligoglucosid
B2 = C_8/16-Alkyloligoglucosid
B3 = Laurinsäure-N-methylglucamid
B4 = C_12/14-Kokosfettsäure-N-methylglucamid
C1 = Natriumchlorid
C2 = Natriumsulfat
C3 = Natriumwasserglas, Modul ca. 1

Die Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigen, daß Abmischungen von Alkyl- und/oder Alkenylsulfaten und Zuckertensiden in der Heißdampftrocknung zu Produkten mit einer ge­ genüber den Ausgangsstoffen in synergistischer Weise verbesserten Wasserlöslichkeit führen. Gegenüber herkömmlichen Trocknungsverfahren werden ebenfalls Pulver verbesserter Wasser­ löslichkeit und Farbe erhalten.

III. Rieselfähigkeit und Klebrigkeit der Produkte

Wie unter I. beschrieben, wurden verschiedene Gemische von anionischen und nicht­ ionischen Tensiden im Gewichtsverhältnis 80 : 20 einer Heißdampftrocknung unterworfen und die Rieselfähigkeit (R) bzw. Klebrigkeit (K) auf einer Skala von 1 (sehr gut rieselfähig bzw. trocken) bis 6 (verklumpt bzw. sehr klebrig) beurteilt; ferner wurde das Schüttgewicht (SG) der Pulver bestimmt. Als Träger diente Natriumwasserglas (10 Gew.-% bezogen auf das ge­ trocknete Gut). Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefaßt:

Tabelle 3

Rieselfähigkeit, Klebrigkeit und Schüttgewicht

Die Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigen, daß im Sinne der Erfindung Pulver mit höherer Schüttdichte sowie verbesserter Rieselfähigkeit bei verminderter Klebrigkeit erhalten werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung wasserfreier, rieselfähiger Tensidpulver, bei dem man wäß­ rige Zubereitungen von

• a) Alkyl- und/oder Alkenylsulfaten und
• b1) Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosiden und/oder
• b2) Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamiden

entweder mit überhitztem Wasserdampf oder in der dünnen Schicht trocknet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkyl- und/oder Alkenylsulfate der Formel (I) einsetzt, R¹O-SO₃X (I)in der R¹ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und X für ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall, Ammonium, Alkylammonium, Alkanolammo­ nium oder Glucammonium steht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkylsulfate der Formel (I) einsetzt, in der R¹ für einen Alkylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und X für Natrium steht.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkylsulfate der Formel (I) einsetzt, in der R¹ für einen Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und X für Natrium steht, mit der Maßgabe, daß das Verhältnis von Alkylresten mit 16 bis 18 einerseits und 12 bis 14 Kohlenstoffatomen andererseits 50 : 50 bis 90 : 10 Ge­ wichtsteile beträgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside der Formel (II) einsetzt, R²O-[G]_p (II)in der R² für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für eine Zahl im Bereich von 1 bis 10 steht.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Fettsäure-N- alkylpolyhydroxyalkylamide der Formel (III) einsetzt, in der R³CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R⁴ für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 12 Kohlenstoff­ atomen und 3 bis 10 Hydroxylgruppen steht.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Komponenten a) und b) im Gewichtsverhältnis 40 : 60 bis 99 : 1 einsetzt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trocknung in Gegenwart von organischen und/oder anorganischen Trägersalzen durch­ führt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trägersalze in Mengen von 1 bis 25 Gew.-% - bezogen auf das getrocknete Gut - einsetzt.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrigen Zubereitungen zusammen mit überhitztem Wasserdampf einer Temperatur im Bereich von 120 bis 280°C in ein geschlossenes System versprüht, das Kondenswasser mit den darin gelösten Verunreinigungen abtrennt und die getrockneten und gereinigten Wertstoffe ausschleust.