DE19611012A1 - Verfahren zur Herstellung von granularen Silikaten mit hohem Schüttgewicht - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von granularen Silikaten mit hohem SchüttgewichtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung von granularen Silikaten mit hohem Schüttgewicht, die
zudem rieselfähig sind.
Es ist bekannt, daß sich durch Sprühtrocknung von Wasserglaslösungen hydratisierte
wasserlösliche Silikate in Teilchenform erhalten lassen, die etwa 15 bis 22 Gew.-% Wasser
enthalten. Derartige Produkte sind für verschiedene Zwecke im Handel. Sie weisen jedoch
eine sehr lockere Struktur auf und besitzen ein Schüttgewicht, das im allgemeinen deutlich
unterhalb 500 g/l, beispielsweise bei 300 g/l oder noch darunter liegt.
Aus den US-amerikanischen Patentschriften US 3,912,649, US 3,956,467, US 3,838,193
und US 3,879,527 ist bekannt, daß granulare amorphe Natriumsilikate dadurch erhalten
werden können, daß nach der Sprühtrocknung wäßriger Wasserglaslösungen die sprühge
trockneten Beads gemahlen und anschließend unter Wasserentzug verdichtet und abge
rundet werden. Dabei kann die Desintegration der kugelförmigen Beads sowohl mit einem
Friktionsmahlaggregat als auch mit einer Mühle, beispielsweise mit einer Hammer-Mühle,
durchgeführt werden. Anschließend daran wird ein Freifall-Mischer zur Verbesserung der
Kommorphologie eingesetzt. Die resultierenden granularen amorphen Natriumsilikate wei
sen jedoch lediglich ein Schüttgewicht von etwa 400 bis 600 g/l auf. Außerdem hat sich
herausgestellt, daß diese Produkte nicht saugfähig genug sind. Nach der Imprägnierung
mit Niotensiden waren sie nicht mehr rieselfähig.
Aus der EP-A-0 542 131 ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkalisilikaten in granularer
Form in einem Turbotrockner bekannt, wobei Alkalisilikat-Lösungen mit einem definierten
Feststoffgehalt in eine beheizte Trommel eingebracht werden, in deren Längsachse eine
Welle mit einer Vielzahl von nahe an die Innenfläche der Trommel reichenden Armen ro
tiert. Auf diese Weise lassen sich granulare Silikate mit freien Wassergehalten zwischen 5
und 12 Gew.-% und hohen Schüttgewichten zwischen 500 und 1200 g/l herstellen.
Die im Handel erhältlichen Britesile® der Firma Akzo-PO, die ein hohes Schüttgewicht
aufweisen, sind ebenfalls durch Sprühtrocknung hergestellt worden, wurden jedoch an
schließend mit einer wäßrigen Silikatlösung angefeuchtet und danach zur Erhöhung des
Schüttgewichts kompaktiert. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß auch diese granularen
Silikate, die keine zusätzlichen Alkalicarbonate enthalten, nach der Imprägnierung mit
nichtionischen Tensiden keine ausreichende Rieselfähigkeit aufweisen bzw. nach der Im
prägnierung mit nichtionischen Tensiden ein erniedrigtes Schüttgewicht aufweisen (Hinweis
auf geringe Saugfähigkeit).
Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, ausgehend von sprühgetrockneten amorphen
Alkalisilikaten granulare amorphe Alkalisilikate mit hohem Schüttgewicht herzustellen, die
eine hohe Saugfähigkeit aufweisen, d. h. auch nach der Imprägnierung mit bei der Verar
beitungstemperatur flüssigen bis fließfähigen Inhaltsstoffen von Wasch- oder Reini
gungsmitteln noch eine genügende Rieselfähigkeit aufweisen.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von granu
laren amorphen Alkalisilikaten durch Sprühtrocknung und anschließende Verdichtung des
sprühgetrockneten Beads, wobei das sprühgetrocknete Bead vermahlen und gleichzeitig
oder anschließend unter Zugabe eines flüssigen Granulierhilfsmittels granuliert wird, wobei
ein Schüttgewicht von mindestens 700 g/l eingestellt wird.
Zu den bevorzugten amorphen Natriumsilikaten gehören solche mit einem Modul Na₂O : SiO₂
von 1 : 2 bis 1 : 3,3, vorzugsweise von 1 : 2 bis 1 : 2,8 und insbesondere von 1 : 2 bis 1 : 2,6,
welche löseverzögert sind und Sekundärwascheigenschaften aufweisen. Die Löseverzöge
rung gegenüber herkömmlichen amorphen Natriumsilikaten erfolgt im Rahmen der vorlie
genden Erfindung einmal durch die Kompaktierung-Verdichtung, kann zum anderen aber
auch durch Übertrocknung, beispielsweise auf Trocknung von Wassergehalten unter 15
Gew.-% hervorgerufen werden. Auch sogenannte röntgenamorphe Silikate, welche im
Röntgenbeugungsspektrum keine scharfen Röntgenreflexe liefern, wie sie für kristalline
Substanzen typisch sind, sondern allenfalls ein oder mehrere Maxima der gestreuten Rönt
genstrahlung, die eine Breite von mehreren Gradeinheiten des Beugungswinkels aufwei
sen, andererseits aber bei Elektronenbeugungsexperimenten verwaschene oder sogar
scharfe Beugungsmaxima liefern, zeigen löseverzögerte Eigenschaften. Derartige rönt
genamorphe Silikate weisen mikrokristalline Bereiche der Größe 10 bis einige Hundert nm
auf, wobei Werte bis max. 50 nm und insbesondere bis max. 20 nm bevorzugt sind. Derar
tige röntgenamorphe Silikate werden beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung
DE-A-44 00 024 beschrieben. Auch durch die nachträgliche Imprägnierung der verdichte
ten amorphen Silikat-Granulate kann eine weitere Löseverzögerung erreicht werden. Es
wird vermutet, daß die Löseverzögerung das Sekundärwaschvermögen von amorphen
Silikaten steigert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden wäßrige Silikatlösungen, welche vorzugsweise
einen Gehalt an Silikaten von 25 bis 60 Gew.-% aufweisen, zunächst sprühgetrocknet,
wobei im allgemeinen Wassergehalte von 5 bis 23 Gew.-% und vorzugsweise von 10 bis
19 Gew.-% eingestellt werden, und vor der weiteren Granulierung zunächst vermahlen.
Hierbei können Mühlen verschiedenster Art eingesetzt werden, wobei Partikelgrößen klei
ner 0,2 mm erreicht werden sollten. Beispielsweise können hier Stiftmühlen, Friktionsmüh
len, Gebläseradmühlen oder Feinprallmühlen eingesetzt werden.
Die sprühzutrocknenden Lösungen können außer den amorphen Silikaten auch noch an
dere Inhaltsstoffe aufweisen. Vorzugsweise beträgt ihr Gehalt an amorphen Silikaten, be
zogen auf das sprühgetrocknete Bead, jedoch mehr als 50 Gew.-%. Dabei werden die
amorphen Silikate als wasserhaltige Inhaltsstoffe angesehen. Der Wassergehalt der Beads
ist also in diesem Fall in die angegebene Menge mit eingerechnet worden. Weitere Inhalts
stoffe der sprühzutrocknenden Lösungen sind beispielsweise Alkalimetall(bi)carbonate,
Alkalimetallsulfate, Hydrogensulfate, Aniontenside wie Alkylbenzolsulfonate und/oder Al
kylsulfate, Polycarbonsäuren oder Polycarboxylate und/oder (co-)polymere Polycarboxy
late, vorzugsweise Citronensäure oder Citrat, und/oder Komplexbildner. Insbesondere be
vorzugt sind dabei Natriumcarbonat und/oder Alkylbenzolsulfonat.
Die sprühgetrockneten Silikate oder amorphe Silikate enthaltenden Compounds weisen im
allgemeinen wie bekannt ein sehr niedriges Schüttgewicht von beispielsweise deutlich
unter 300 g/l auf und lassen sich bereits in der Mahlstufe vorteilhafterweise auf Schüttge
wichte von 450 bis 700 g/l verdichten. Wird bereits in dieser Stufe ein Schüttgewicht von
700 g/l erreicht, so liegt das Schüttgewicht nach der anschließenden Granulierung ober
halb von 700 g/l.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das sprühgetrocknete Bead vor
oder während der Vermahlung angefeuchtet. Im Rahmen dieser Erfindung wird unter An
feuchten allgemein die Benetzung mit Flüssigkeiten, also nicht nur das Behandeln mit
Wasser, wäßrigen Lösungen oder wäßrigen Dispersionen, sondern auch mit nicht-wäßrigen
Flüssigkeiten, beispielsweise nichtionischen Tensiden, verstanden. Hierbei sind insbe
sondere alle bekannten nichtionischen Tenside geeignet, welche einen Schmelzpunkt un
terhalb von 45°C aufweisen. Vorzugsweise wird das Anfeuchten jedoch mit Wasser oder
wäßrigen Lösungen, insbesondere wäßrigen Lösungen von Inhaltsstoffen von Wasch-
oder Reinigungsmitteln durchgeführt. Falls eine besonders hohe Konzentration von Alkali
silikaten in den fertigen Granulaten erwünscht ist, bietet sich als vorteilhafte Lösung eine
wäßrige Silikatlösung, beispielsweise eine 30 bis 50 gew.-%ige Silikatlösung an. Dabei ist
es besonders bevorzugt, daß auf 100 Gew.-Teile der sprühgetrockneten Beads 1 bis 5
Gew.-Teile an Flüssigkeit(en) eingesetzt werden.
Wird neben dem Vermahlen gleichzeitig, beispielsweise in einem Friktionskompaktor, eine
Granulierung auf Schüttgewichte oberhalb 700 g/l durchgeführt, so bietet es sich an, daß
als Granulierhilfsmittel ebenfalls eine wäßrige Alkalisilikatlösung eingesetzt wird. Besonders
vorteilhaft ist dabei, daß in diesem Fall ein separates Anfeuchten entfallen kann, weil An
feuchten und Granulationsunterstützung gleichzeitig durch dasselbe Medium, insbeson
dere durch eine 30 bis 60 gew.-%ige wäßrige Silikatlösung erfolgen kann. Ein Friktions
kompaktor weist zwar ähnlich wie ein Walzenkompaktor oder Walzenstuhl Rollen auf, im
Unterschied zum Walzenkompaktor drehen sich die Rollen eines Friktionskompaktors aber
mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Als geeignete Friktionskompaktoren können
beispielsweise Apparate der Firma Alexanderwerke oder Bepex genannt werden.
Besonders bevorzugt ist jedoch, daß zunächst eine Vermahlung und im Anschluß daran
eine Granulierung der vermahlenen und ggf. vor oder während der Vermahlung angefeuch
teten sprühgetrockneten Beads durchgeführt wird, wobei gegenüber der Vermahlungsstufe
eine weitere Verdichtung bewirkt wird. Vorzugsweise steigt das Schüttgewicht in der Gra
nulierstufe noch einmal um 50 bis 200 g/l an. Die Granulierung kann dabei nach jedem der
bekannten Verfahren zur Herstellung von Wasch- oder Reinigungsmittelgranulaten erfol
gen. Beispielhaft werden hier die Granulierung in einem langsam laufenden Mischer-Verdichter
oder in zwei hintereinandergeschalteten Mischern/Granulatoren/Verdich
tern, die vorzugsweise unterschiedliche Rührgeschwindigkeiten aufweisen, genannt. Dabei
ist es beispielsweise möglich, daß die Granulierung zunächst in einem sogenannten
Hochgeschwindigkeitsmischer und anschließend in einem langsamer laufenden Mischer
oder auch zunächst in einem langsamer laufenden Mischer und anschließend in einem
Hochgeschwindigkeitsmischer durchgeführt wird, wobei im letzteren Fall darauf zu achten
ist, daß die entstehenden Granulate nicht wieder zerschlagen werden. Insbesondere be
vorzugt ist dabei die sogenannte Rollgranulierung, in der die Agglomerate unter rollenden
Bedingungen aufgebaut und verdichtet werden. Als fertige Granulate werden nahezu ku
gelförmige Endprodukte erhalten. Eine derartige Rollgranulierung ist beispielsweise in
hochwertigen Verrundern (Marumerizern) möglich. Ein anderes Rollgranulierungsverfahren
wird in der internationalen Patentanmeldung WO-A-94/13779 beschrieben.
Dabei ist es bevorzugt, als flüssiges Granulierhilfsmittel eine oder mehrere verschiedene
wäßrige Lösungen und/oder wäßrige Dispersionen einzusetzen. In einer bevorzugten Aus
führungsform der Erfindung wird als Granulierhilfsmittel eine wäßrige Lösung eines oder
mehrerer anorganischer Salze eingesetzt. Bei den Salzen handelt es sich vorzugsweise
um Alkalisilikate, Alkalicarbonate, Alkalibicarbonate und/oder Alkalisulfate, wobei Silikate
und (Bi-)Carbonate besonders bevorzugt sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine wäßrige Lösung
eines organischen Cobuilders als Granulierhilfsmittel eingesetzt. Brauchbare organische
Cobuilder sind beispielsweise die gegebenenfalls in Form ihrer Natriumsalze eingesetzten
Polycarbonsäuren, wie Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Wein
säure, Zuckersäuren, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA), sofern ein derartiger
Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist, sowie Mischungen aus die
sen. Bevorzugte Salze sind die Salze der Polycarbonsäuren wie Citronensäure, Adipin
säure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und Mischungen aus die
sen. Insbesondere bevorzugt sind jedoch polymere Polycarboxylate, beispielsweise die
Natriumsalze der Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure, beispielsweise solche mit
einer relativen Molekülmasse von 800 bis 150000 (auf Säure bezogen). Geeignete copo
lymere Polycarboxylate sind insbesondere solche der Acrylsäure mit Methacrylsäure und
der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Als besonders geeignet haben sich
Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure erwiesen, die 50 bis 90 Gew.-% Acrylsäure
und 50 bis 10 Gew.-% Maleinsäure enthalten. Ihre relative Molekülmasse, bezogen auf
freie Säuren, beträgt im allgemeinen 5000 bis 200000, vorzugsweise 10000 bis 120000
und insbesondere 50000 bis 100000. insbesondere bevorzugt sind auch Polymere aus
mehr als zwei verschiedenen Monomereinheiten, beispielsweise solche, die gemäß der
DE-A-43 00 772 als Monomere Salze der Acrylsäure und der Maleinsäure sowie Vinylal
kohol bzw. Vinylalkohol-Derivate oder gemäß der DE-C-42 21 381 als Monomere Salze der
Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie Zucker-Derivate enthalten. Weitere
bevorzugte Copolymere sind solche, die in den deutschen Patentanmeldungen DE-A-
43 03 320 und DE-AA 17 734 beschrieben werden und als Monomere vorzugsweise
Acrolein und Acrylsäure/Acrylsäuresalze bzw. Acrolein und Vinylacetat aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden jedoch wäßrige Dis
persionen und insbesondere wäßrige Emulsionen als Granulierhilfsmittel eingesetzt. Dabei
kommen insbesondere bei der Verarbeitungstemperatur flüssige bis fließfähige Inhalts
stoffe von Wasch- oder Reinigungsmitteln zum Einsatz. Insbesondere sind hierbei Mi
schungen aus nichtionischen Tensiden und Wasser und/oder Mischungen aus nichtioni
schen Tensiden und den obengenannten wäßrigen Lösungen, insbesondere wäßrigen
Silikatlösungen zu nennen. Hierzu zählen beispielsweise alkoxylierte, vorzugsweise ethoxy
lierte und/oder ethoxylierte und propoxylierte aliphatische C₈-C₂₂-Alkohole. Hierzu zählen
insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 G-Atomen und durchschnittlich 1
bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol, in denen der Alkoholrest linear oder
bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann bzw. lineare und methylverzweigte
Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalkoholresten vorliegen.
Ebenso sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen Resten aus Alkoholen nativen
Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen, z. B. aus Kokos-, Palm-, Talgfett- oder Oleylalkohol,
und durchschnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den bevorzugten eth
oxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C₁₂-C₁₄-Alkohole mit 3 EO oder 4 EO, C₉-
C₁₁-Alkohol mit 7 EO, C₁₃-C₁₅-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C₁₂-C₁₈-Alkoho
le mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C₁₂-C₁₄-
Alkohol mit 3 EO und C₁₂-C₁₈-Alkohol mit 7 EO. Die angegebenen Ethoxylierungsgrade
stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt eine ganze oder eine
gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine eingeengte
Homologenverteilung auf (narrow range ethoxylates, NRE). Zusätzlich zu diesen nicht
ionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr als 12 EO eingesetzt werden. Bei
spiele hierfür sind Talgfettalkohol mit 14 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO. Eine weitere
Klasse bevorzugt eingesetzter nichtionischer Tenside, die entweder als alleiniges nicht
ionisches Tensid oder in Kombination mit anderen nichtionischen Tensiden, insbesondere
zusammen mit alkoxylierten Fettalkoholen, eingesetzt werden, sind alkoxylierte, vorzugs
weise ethoxylierte oder ethoxylierte und propoxylierte Fettsäurealkylester, vorzugsweise mit
1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, insbesondere Fettsäuremethylester, wie sie
beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung JP 58/217598 beschrieben sind oder
die vorzugsweise nach dem in der internationalen Patentanmeldung WO-A-90/13533 be
schriebenen Verfahren hergestellt werden.
Außerdem können als weitere nichtionische Tenside auch Alkylglykoside der allgemeinen
Formel RO(G)x eingesetzt werden, in der R einen primären geradkettigen oder methylver
zweigten, insbesondere in 2-Stellung methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22,
vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glykose
einheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Oligomerisierungsgrad
x, der die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist eine beliebige
Zahl zwischen 1 und 10.
Aufgrund des Einsatzes von Wasser, wäßrigen Lösungen und/oder wäßrigen Dispersionen
kann es vorteilhaft sein, die entstandenen Granulate zu trocknen, um die Rieselfähigkeit
der granularen amorphen Silikate auch während der Lagerung sicherzustellen. Insbeson
dere für den Fall, daß die sprühgetrockneten Beads vor oder während der Vermahlung
bereits mit Wasser oder wäßrigen Lösungen/Dispersionen angefeuchtet wurden, ist eine
abschließende Trocknung vorteilhaft. Diese kann in allen bekannten und üblichen
Trocknungsvorrichtungen durchgeführt werden. Bevorzugt ist hierbei die Trocknung in der
Wirbelschicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgen Granulierung und
Trocknung in einem sogenannten Wirbelschichtgranulator. Hierzu werden im Rahmen die
ser Erfindung nicht nur Apparate der Firma Aeromatic, Bundesrepublik Deutschland, son
dern auch Turbotrockner, wie sie beispielsweise bei der Firma Vomm, Italien, erhältlich
sind, gezählt.
Die erhaltenen granularen amorphen Alkalisilikate weisen vorzugsweise bei Gehalten an
nichtionischen Tensiden von 1 bis 15 Gew.-% ein Schüttgewicht zwischen 750 und 1100
g/l auf und sind auch unter diesen Bedingungen (auch nach mehrwöchiger Lagerung) noch
rieselfähig. Die erfindungsgemäß hergestellten amorphen Alkalisilikat-Granulate unter
scheiden sich somit durch ihre hohe Saugfähigkeit gegenüber bei der Verarbeitungstempe
ratur flüssigen bis fließfähigen Inhaltsstoffen von Wasch- oder Reinigungsmitteln von her
kömmlichen bekannten amorphen Alkalisilikat-Granulaten. Als besonders vorteilhaft hat
sich der Einsatz der erfindungsgemäß hergestellten Compounds in kompaktierten Wasch-
oder Reinigungsmitteln mit Schüttgewichten oberhalb 700 g/l und Tensidgehalten oberhalb
15 Gew.-%, vorzugsweise oberhalb 17 Gew.-% erwiesen. Wie der Fachmann weiß, besteht
bei zunehmendem Kompaktierungsgrad und steigendem Tensidgehalt der Mittel die eben
falls steigende Gefahr der Vergelung und somit der Löseverzögerung der Mittel. Durch den
Einsatz der erfindungsgemäß hergestellten Compounds wird die Vergelung verhindert oder
doch zumindest stark zurückgedrängt.
Die erfindungsgemäß hergestellten amorphen Alkalisilikat-Granulate können als Zu
mischkomponente in pulverförmigen bis granularen Wasch- oder Reinigungsmitteln oder
als Bestandteil bei der Herstellung von granularen Wasch- oder Reinigungsmitteln mit
Schüttgewichten vorteilhafterweise oberhalb 600 g/l, vorzugsweise bei der Granulierung
und/oder Kompaktierung, eingesetzt werden. Derartige Mittel können die erfindungsgemäß
hergestellten granularen amorphen Alkalisilikate vorzugsweise in Mengen von 5 bis 50
Gew.-%, insbesondere in Mengen von 10 bis 40 Gew.-% aufweisen. Ihre Herstellung kann
nach jedem der bekannten Verfahren wie Mischen, Granulieren, Kompaktieren wie
Walzenkompaktierung und Extrudieren erfolgen. Geeignet sind insbesondere solche
Verfahren, in denen mehrere Teilkomponenten, beispielsweise sprühgetrocknete Kom
ponenten und granulierte und/oder extrudierte Komponenten miteinander vermischt wer
den. Dabei ist es auch möglich, daß weitere sprühgetrocknete oder granulierte Kompo
nenten nachträglich in der Aufbereitung beispielsweise mit nichtionischen Tensiden, ins
besondere ethoxylierten Fettalkoholen, nach den üblichen Verfahren beaufschlagt werden.
Insbesondere in Granulations- und Extrusionsverfahren ist es bevorzugt, die gegebe
nenfalls vorhandenen Aniontenside in Form eines sprühgetrockneten, granulierten oder
extrudierten Compounds entweder als Zumischkomponente in dem Verfahren oder als
Additiv nachträglich zu anderen Granulaten einzusetzen. Ebenso ist es möglich und kann
in Abhängigkeit von der Rezeptur von Vorteil sein, wenn weitere einzelne Bestandteile des
Mittels, beispielsweise Carbonate, Citrat bzw. Citronensäure oder andere Polycarboxylate
bzw. Polycarbonsäuren, polymere Polycarboxylate, Zeolith und/oder Schichtsilikate, bei
spielsweise schichtförmige kristalline Disilikate, nachträglich zu sprühgetrockneten,
granulierten und/oder extrudierten Komponenten, die gegebenenfalls mit nichtionischen
Tensiden und/oder anderen bei der Verarbeitungstemperatur flüssigen bis wachsartigen
Inhaltsstoffen beaufschlagt sind, hinzugemischt werden. Bevorzugt ist dabei ein Verfahren,
bei dem die Oberfläche von Teilkomponenten des Mittels oder des gesamtem Mittels zur
Reduzierung der Klebrigkeit der an Niotensiden reichen Granulate und/oder zu ihrer ver
besserten Löslichkeit nachträglich behandelt wird. Geeignete Oberflächenmodifizierer sind
dabei aus dem Stand der Technik bekannt. Neben weiteren geeigneten sind dabei fein
teilige Zeolithe, hydrophile oder hydrophobierte Kieselsäuren, amorphe Silikate, Fettsäuren
oder Fettsäuresalze, beispielsweise Calciumstearat, insbesondere jedoch hydrophile
Kieselsäuren oder Mischungen aus Zeolith und Kieselsäure, insbesondere im Gewichtsver
hältnis Zeolith zu Kieselsäure von mindestens 1 : 1, oder Zeolith und Calciumstearat
besonders bevorzugt.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind extrudierte Wasch- oder
Reinigungsmittel mit einem Schüttgewicht von mindestens 750 g/l, welche die erfindungs
gemäß hergestellten granularen amorphen Alkalisilikate mit Sekundärwaschvermögen ent
halten. Dabei können die erfindungsgemäß hergestellten granularen amorphen Alkalisili
kate einmal - wie auch bei anderen Herstellverfahren - als Zumischkomponente dienen, es
ist aber insbesondere bevorzugt, diese Alkalisilikate in das zu extrudierende Vorgemisch
einzuarbeiten und eine Coextrusion dieser Silikate durchzuführen. Dabei bleibt die Buil
dereigenschaft der granularen amorphen Silikate auch nach der Extrusion erhalten.
Zur Herstellung dieser extrudierten Wasch- oder Reinigungsmittel wird auf die bekannten
Verfahren zur Extrusion, insbesondere auf das europäische Patent 486 592 verwiesen.
Dabei werden ein festes und rieselfähiges Vorgemisch bei Drucken bis 200 bar strang
förmig verpreßt, der Strang nach dem Austritt aus der Lochform mittels einer Schneidevor
richtung auf die bestimmte Granulatdimension zugeschnitten sowie das plastische und
gegebenenfalls noch feuchte Rohextrudat einem weiteren formgebenden Verarbeitungs
schritt zugeführt und anschließend getrocknet, wobei die erfindungsgemäß hergestellten
granularen amorphen Alkalisilikate in dem Vorgemisch eingesetzt werden.
Die fertigen Wasch- oder Reinigungsmittel können zusätzlich zu den erfindungsgemäß
hergestellten imprägnierten Alkalisilikaten die nun folgenden Inhaltsstoffe enthalten. Die
folgende Liste enthält auch genauere Beschreibungen für einige der in den erfindungsge
mäß hergestellten silikatischen Additiven vorkommenden Inhaltsstoffe.
Zu diesen zählen insbesondere Tenside, vor allem Aniontenside sowie gegebenenfalls
nichtionische Tenside, aber auch kationische, amphotere oder zwitterionische Tenside.
Als anionische Tenside werden beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate und Sulfate
eingesetzt.
Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen vorzugsweise C₉-C₁₃-Alkylbenzolsulfonate, Olefin
sulfonate, d. h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten sowie Disulfonaten, wie
man sie beispielsweise aus C₁₂-C₁₈-Monoolefinen mit end- oder innenständiger Doppel
bindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende alkalische
oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält, in Betracht.
Geeignet sind auch Alkansulfonate, die aus C₁₂-C₁₈-Alkanen beispielsweise durch Sulfo
chlorierung oder Sulfoxidation mit anschließender Hydrolyse bzw. Neutralisation gewonnen
werden.
Geeignet sind auch die Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonate), z. B. die α-sulfonier
ten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren.
Weitere geeignete Aniontenside sind sulfierte Fettsäureglycerinester, welche Mono-, Di-
und Triester sowie deren Gemische darstellen, wie sie bei der Herstellung durch Vereste
rung durch ein Monoglycerin mit 1 bis 3 Mol Fettsäure oder bei der Umesterung von Trigly
ceriden mit 0,3 bis 2 Mol Glycerin erhalten werden. Die Sulfierprodukte stellen ein komple
xes Gemisch dar, das Mono-, Di- und Triglyceridsulfonate mit α-ständiger und/oder innen
ständiger Sulfonsäuregruppierung enthält. Als Nebenprodukte bilden sich sulfonierte Fett
säuresalze, Glyceridsulfate, Glycerinsulfate, Glycerin und Seifen. Geht man bei der Sulfie
rung von gesättigten Fettsäuren oder gehärteten Fettsäureglycerinestergemischen aus, so
kann der Anteil der α-sulfonierten Fettsäure-Disalze je nach Verfahrensführung durchaus
bis etwa 60 Gew.-% betragen.
Bevorzugte Aniontenside sind auch die Salze der Alkylsulfobernsteinsäure, die auch als
Sulfosuccinate oder als Sulfobernsteinsäureester bezeichnet werden und die Monoester
und/oder Diester der Sulfobernsteinsäure mit Alkoholen, vorzugsweise Fettalkoholen und
insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen darstellen. Bevorzugte Sulfosuccinate enthalten
C₈- bis C₁₈-Fettalkoholreste oder Mischungen aus diesen. Insbesondere bevorzugte Sul
fosuccinate enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fettalkoholen ablei
tet, die für sich betrachtet nichtionische Tenside darstellen (Beschreibung siehe unten).
Dabei sind wiederum Sulfosuccinate, deren Fettalkohol-Reste sich von ethoxylierten Fett
alkoholen mit eingeengter Homologenverteilung ableiten, besonders bevorzugt. Ebenso ist
es auch möglich, Alk(en)ylbernsteinsäure mit vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in
der Alk(en)ylkette oder deren Salze einzusetzen.
Als Alk(en)ylsulfate werden die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze der Schwefel
säurehalbester der C₁₂-C₁₈-Fettalkohole beispielsweise aus Kokosfettalkohol, Talgfettalko
hol, Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol oder der C₁₀-C₂₀-Oxoalkohole und die
jenigen Halbester sekundärer Alkohole dieser Kettenlänge bevorzugt. Weiterhin bevorzugt
sind Alk(en)ylsulfate der genannten Kettenlänge, welche einen synthetischen, auf petro
chemischer Basis hergestellten geradkettigen Alkylrest enthalten, die ein analoges Abbau
verhalten besitzen wie die adäquaten Verbindungen auf der Basis von fettchemischen
Rohstoffen. Aus waschtechnischem Interesse sind C₁₆-C₁₈-Alk(en)ylsulfate insbesondere
bevorzugt. Dabei kann es auch von besonderem Vorteil und insbesondere für maschinelle
Waschmittel von Vorteil sein, C₁₆-C₁₈-Alk(en)ylsulfate in Kombination mit niedriger schmel
zenden Aniontensiden und insbesondere mit solchen Aniontensiden, die einen niedrigeren
Krafft-Punkt aufweisen und bei relativ niedrigen Waschtemperaturen von beispielsweise
Raumtemperatur bis 40°C eine geringe Kristallisationsneigung zeigen, einzusetzen. In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Mittel daher Mischungen
aus kurzkettigen und langkettigen Fettalkylsulfaten, vorzugsweise Mischungen aus C₁₂-
C₁₄-Fettalkylsulfaten oder C₁₂-C₁₈-Fettalkylsulfaten mit C₁₆-C₁₈--Fettalkylsulfaten und ins
besondere C₁₂-C₁₆-Fettalkylsulfaten mit C₁₆-C₁₈-Fettalkylsulfaten. In einer weiteren bevor
zugten Ausführungsform der Erfindung werden jedoch nicht nur gesättigte Alkylsulfate,
sondern auch ungesättigte Alkenylsulfate mit einer Alkenylkettenlänge von vorzugsweise
C₁₆ bis C₂₂ eingesetzt. Dabei sind insbesondere Mischungen aus gesättigten, überwie
gend aus C₁₆ bestehenden sulfierten Fettalkoholen und ungesättigten, überwiegend aus
C₁₈ bestehenden sulfierten Fettalkoholen bevorzugt, beispielsweise solche, die sich von
festen oder flüssigen Fettalkoholmischungen des Typs HOcenol® (Handelsprodukt des
Anmelders) ableiten. Dabei sind Gewichtsverhältnisse von Alkylsulfaten zu Alkenylsulfaten
von 10 : 1 bis 1 : 2 und insbesondere von etwa 5 : 1 bis 1 : 1 bevorzugt.
Auch 2,3-Alkylsulfate, welche beispielsweise gemäß den US-Patentschriften 3,234,258
oder 5,075,041 hergestellt werden und als Handelsprodukte der Shell Oil Company unter
dem Namen DAN® erhalten werden können, sind geeignete Aniontenside.
Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradket
tigen oder verzweigten C₇-C₂₁-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C₉-C₁₁-Alkohole mit im
Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C₁₂-C₁₈-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind ge
eignet. Sie werden in Waschmitteln aufgrund ihres hohen Schaumverhaltens nur in relativ
geringen Mengen, beispielsweise in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, eingesetzt.
Eine bevorzugte Verwendung finden Gemische, in denen der Anteil der Alkylreste zu 15
bis 40 Gew.-% auf C₁₂, zu 5 bis 15 Gew.-% auf C₁₄, zu 15 bis 25 Gew.-% auf C₁₆, zu 30
bis 60 Gew.-% auf C₁₈, und unter 1 Gew.-% auf C₁₀ verteilt sind.
Als weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen in Betracht. Geeignet sind
insbesondere gesättigte Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure,
Palmitinsäure, Stearinsäure, hydrierten Erucasäure und Behensäure sowie insbesondere
aus natürlichen Fettsäuren, z. B. Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, abgeleitete Sei
fengemische.
Die anionischen Tenside können in Form ihrer Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze
sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-, Di- oder Triethanolamin, vorliegen.
Vorzugsweise liegen die anionischen Tenside in Form ihrer Natrium- oder Kaliumsalze,
insbesondere in Form der Natriumsalze vor.
Neben den bereits obengenannten nichtionischen Tensiden wie alkoxylierten Fettalkoho
len, Alkylglykosiden und ethoxylierten Fettsäuremethylestern kommen als weitere nichtioni
sche Tenside insbesondere Aminoxide, Polyhydroxyfettsäureamide und sogenannte Ge
mini-Tenside in Betracht.
Auch nichtionische Tenside vom Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N-di
methylaminoxid und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid, und der Fettsäurealkanol
amide können geeignet sein. Die Menge dieser nichtionischen Tenside beträgt vorzugs
weise nicht mehr als die der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere nicht mehr als die
Hälfte davon.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel (I),
in der R²CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R³ für Was
serstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen
linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und 3 bis
10 Hydroxylgruppen steht. Vorzugsweise leiten sich die Polyhydroxyfettsäureamide von
reduzierenden Zuckern mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere von der Glucose ab.
Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide gehören auch Verbindungen der Formel (II),
in der R³ für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12 Kohlen
stoffatomen, R⁴ für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Aryl
rest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R⁵ für einen linearen, verzweigten oder cyclischen
Alkylrest oder einen Arylrest oder einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht,
wobei C₁-C₄-Alkyl- oder Phenylreste bevorzugt sind, und [Z] für einen linearen Po
lyhydroxyalkylrest, dessen Alkylkette mit mindestens zwei Hydroxylgruppen substituiert ist,
oder alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder propoxylierte Derivate dieses Restes
steht. [Z] wird auch hier vorzugsweise durch reduktive Aminierung eines Zuckers wie
Glucose, Fructose, Maltose, Lactose, Galactose, Mannose oder Xylose erhalten. Die N-
Alkoxy- oder N-Aryloxy-substituierten Verbindungen können dann beispielsweise nach der
Lehre der internationalen Patentanmeldung WO-A-95/07331 durch Umsetzung mit Fett
säuremethylestern in Gegenwart eines Alkoxids als Katalysator in die gewünschten Po
lyhydroxyfettsäureamide überführt werden.
Als weitere Tenside kommen sogenannte Gemini-Tenside in Betracht. Hierunter werden im
allgemeinen solche Verbindungen verstanden, die zwei hydrophile Gruppen und zwei hy
drophobe Gruppen pro Molekül besitzen. Diese Gruppen sind in der Regel durch einen
sogenannten "Spacer" voneinander getrennt. Dieser Spacer ist in der Regel eine Kohlen
stoffkette, die lang genug sein sollte, daß die hydrophilen Gruppen einen ausreichenden
Abstand haben, damit sie unabhängig voneinander agieren können. Derartige Tenside
zeichnen sich im allgemeinen durch eine ungewöhnlich geringe kritische Micellkonzentra
tion und die Fähigkeit, die Oberflächenspannung des Wassers stark zu reduzieren, aus. In
Ausnahmefällen werden jedoch unter dem Ausdruck Gemini-Tenside nicht nur dimere
sondern auch trimere Tenside verstanden.
Geeignete Gemini-Tenside sind beispielsweise sulfatierte Hydroxymischether gemäß der
deutschen Patentanmeldung DE-A-43 21 022 oder Dimeralkohol-bis- und Trimeralkohol
tris-sulfate und -ethersulfate gemäß der älteren deutschen Patentanmeldung
P 19503 061.3. Endgruppenverschlossene dimere und trimere Mischether gemäß der
älteren deutschen Patentanmeldung P 195 13 391.9 zeichnen sich insbesondere durch
ihre Bi- und Multifunktionalität aus. So besitzen die genannten endgruppenverschlossenen
Tenside gute Netzeigenschaften und sind dabei schaumarm, so daß sie sich insbesondere
für den Einsatz in maschinellen Wasch- oder Reinigungsverfahren eignen.
Eingesetzt werden können aber auch die bereits genannten Gemini-Polyhydroxyfettsäure
amide oder Poly-Polyhydroxyfettsäureamide, wie sie in den internationalen Patentanmel
dungen WO-A-95/19953, WO-A-95/19954 und WO95-A419955 beschrieben werden.
Außer den genannten Inhaltsstoffen können die Mittel bekannte, in Wasch- oder Reini
gungsmitteln üblicherweise eingesetzte Zusatzstoffe, beispielsweise Buildersubstanzen,
Bleichmittel und Bleichaktivatoren, Vergrauungsinhibitoren, Schauminhibitoren, Salze der
Citronensäure, Salze von Polyphosphonsäuren, optische Aufheller, Enzyme, Enzymstabili
satoren, geringe Mengen an neutralen bis schwach sauren Füllsalzen sowie Farb- und
Duftstoffe, Trübungsmittel oder Perglanzmittel enthalten.
Zu den Buildern, die neben den erfindungsgemäß hergestellten granularen amorphen Al
kalisilikaten eingesetzt werden können, zählen insbesondere Zeolithe, kristalline schicht
förmige (Di-)Silikate, Carbonate sowie ggf. Phosphate, sofern ein derartiger Einsatz aus
ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist.
Der eingesetzte feinkristalline, synthetische und gebundenes Wasser enthaltende Zeolith
ist vorzugsweise Zeolith A und/oder P. Als Zeolith P wird Zeolith MAP® (Handelsprodukt
der Firma Crosfield) besonders bevorzugt. Geeignet sind jedoch auch Zeolith X sowie Mi
schungen aus A, X und/oder P. Der Zeolith kann als sprühgetrocknetes Pulver oder auch
als ungetrocknete, von ihrer Herstellung noch feuchte, stabilisierte Suspension zum Ein
satz kommen. Für den Fall, daß der Zeolith als Suspension eingesetzt wird, kann diese
geringe Zusätze an nichtionischen Tensiden als Stabilisatoren enthalten, beispielsweise 1
bis 3 Gew.-%, bezogen auf Zeolith, an ethoxylierten C₁₂-C₁₈-Fettalkoholen mit 2 bis 5
Ethylenoxidgruppen, C₁₂-C₁₄-Fettalkoholen mit 4 bis 5 Ethylenoxidgruppen oder ethoxy
lierten Isotridecanolen. Geeignete Zeolithe weisen eine mittlere Teilchengröße von weniger
als 10 µm (Volumenverteilung; Meßmethode: Coulter Counter) auf und enthalten vorzugs
weise 18 bis 22 Gew.-%, insbesondere 20 bis 22 Gew.-% an gebundenem Wasser.
Geeignete Substitute bzw. Teilsubstitute für Phosphate und Zeolithe sind kristalline,
schichtförmige Natriumsilikate der allgemeinen Formel NaMSixO2x+1·yH₂O, wobei M Na
trium oder Wasserstoff bedeutet, x eine Zahl von 1,9 bis 4 und y eine Zahl von 0 bis 20 ist
und bevorzugte Werte für x 2, 3 oder 4 sind. Derartige kristalline Schichtsilikate werden
beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 164 514 beschrieben. Be
vorzugte kristalline Schichtsilikate der angegebenen Formel sind solche, in denen M für
Natrium steht und x die Werte 2 oder 3 annimmt. Insbesondere sind sowohl β- als auch δ-
Natriumdisilikate Na₂Si₂O₅·yH₂O bevorzugt.
Zusätzlich zu diesen anorganischen Buildersubstanzen können auch organische Cobuilder
eingesetzt werden; hierunter werden insbesondere die bereits obengenannten Polycarbon
säure wie Citronensäure oder deren Salze wie Citrat, aber auch die (co-)polymeren Poly
carboxylate verstanden. Weitere geeignete organische Cobuilder sind bekannte Dextrine
Stärkederivate, Polyasparaginsäure sowie bestimmte Polyacetale.
Dextrine, beispielsweise Oligomere bzw. Polymere von Kohlenhydraten, können durch par
tielle Hydrolyse von Stärken erhalten werden. Die Hydrolyse kann nach üblichen, bei
spielsweise säure- oder enzymkatalysierten Verfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise
handelt es sich um Hydrolyseprodukte mit mittleren Molmassen im Bereich von 400 bis
500000. Dabei ist ein Polysaccharid mit einem Dextrose-Äquivalent (DE) im Bereich von
0,5 bis 40, insbesondere von 2 bis 30 bevorzugt, wobei DE ein gebräuchliches Maß für die
reduzierende Wirkung eines Polysaccharids im Vergleich zu Dextrose, welche ein DE von
100 besitzt, ist. Brauchbar sind sowohl Maltodextrine mit einem DE zwischen 3 und 20 und
Trockenglucosesirupe mit einem DE zwischen 20 und 37 als auch sogenannte Gelb
dextrine und Weißdextrine mit höheren Molmassen im Bereich von 2000 bis 30000. Ein
bevorzugtes Dextrin ist in der britischen Patentanmeldung 94 19 091 beschrieben. Bei den
oxidierten Derivaten derartiger Dextrine handelt es sich um deren Umsetzungsprodukte mit
Oxidationsmitteln, welche in der Lage sind, mindestens eine Alkoholfunktion des
Saccharidrings zur Carbonsäurefunktion zu oxidieren. Derartige oxidierte Dextrine und
Verfahren ihrer Herstellung sind beispielsweise aus den europäischen Patentanmeldungen
EP-A-0 232202, EP-A-0 427349, EP-A-0 472 042 und EP-A-0 542 496 sowie den
internationalen Patentanmeldungen WO-A-92/18542, WO-A-93/08251, WO-A-94/28030,
WO-A-95/07303, WO-A-95/12619 und WO-A-95/20608 bekannt. Ein an C₆ des Saccha
ridrings oxidiertes Produkt kann besonders vorteilhaft sein.
Zu den Stärke-Derivaten zählen dabei insbesondere Oxidationsprodukte von carboxylgrup
penhaltigen Polyglucosanen und/oder deren wasserlöslichen Salzen, wie sie beispiels
weise in der internationalen Patentanmeldung WO-A-93/08251 beschrieben werden oder
deren Herstellung beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung WO-A-93/1610
beschrieben wird. Ebenfalls geeignet sind auch oxidierte Oligosaccharide gemäß der älte
ren deutschen Patentanmeldung P 196 00 018.1.
Ebenso sind als weitere bevorzugte Buildersubstanzen polymere Aminodicarbonsäuren,
deren Salze oder deren Vorläufersubstanzen zu nennen. Besonders bevorzugt sind Poly
asparaginsäuren bzw. deren Salze und Derivate, von denen in der deutschen Patentan
meldung P 195 40 086.0 offenbart wird, daß sie neben Cobuilder-Eigenschaften auch eine
bleichstabilisierende Wirkung aufweisen.
Weitere geeignete Buildersubstanzen sind Polyacetale, welche durch Umsetzung von Dial
dehyden mit Polyolcarbonsäuren, welche 5 bis 7 G-Atome und mindestens 3 Hydroxyl
gruppen aufweisen, beispielsweise wie in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 280
223 beschrieben, erhalten werden können. Bevorzugte Polyacetale werden aus Dialdehy
den wie Glyoxal, Glutaraldehyd, Terephthalaldehyd sowie deren Gemischen und aus Po
lyolcarbonsäuren wie Gluconsäure und/oder Glucoheptonsäure erhalten.
Weitere geeignete Cobuilder sind Oxydisuccinate und andere Derivate von Disuccinaten,
vorzugsweise Ethylendiamindisuccinat. Besonders bevorzugt sind in diesem Zusammen
hang auch Glycerindisuccinate und Glycerintrisuccinate, wie sie beispielsweise in den US-
amerikanischen Patentschriften US 4 524 009, US 4 639 325, in der europäischen Pa
tentanmeldung EP-A-0 150 930 und der japanischen Patentanmeldung JP 93/339896
beschrieben werden. Geeignete Einsatzmengen liegen in zeolithhaltigen und/oder sili
kathaltigen Formulierungen bei 3 bis 15 Gew.-%.
Weitere brauchbare organische Cobuilder sind beispielsweise acetylierte Hydroxycarbon
säuren bzw. deren Salze, welche gegebenenfalls auch in Lactonform vorliegen können und
welche mindestens 4 Kohlenstoffatome und mindestens eine Hydroxygruppe sowie maxi
mal zwei Säuregruppen enthalten. Derartige Cobuilder werden beispielsweise in der inter
nationalen Patentanmeldung WO-A-95/20029 beschrieben.
Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H₂O₂ liefernden Verbindungen haben das
Natriumperborattetrahydrat und das Natriumperboratmonohydrat besondere Bedeutung.
Weitere brauchbare Bleichmittel sind beispielsweise Natriumpercarbonat, Peroxypyrophos
phate, Citratperhydrate sowie H₂O₂ liefernde persaure Salze oder Persäuren, wie Perben
zoate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure, Phthaloiminopersäure oder Diperdodecandi
säure.
Um beim Waschen bei Temperaturen von 60°C und darunter eine verbesserte Bleichwir
kung zu erreichen, können Bleichaktivatoren in die Präparate eingearbeitet werden. Bei
spiele hierfür sind mit H₂O₂ organische Persäuren bildende N-Acyl- bzw. O-Acyl-Verbin
dungen, vorzugsweise mehrfach acylierte Alkylendiamine wie N,N′-tetraacylierte Diamine,
acylierte Glykolurile, insbesondere Tetraacetylglykoluril, N-acylierte Hydantoine, Hydrazide,
Triazole, Triazine, Urazole, Diketopiperazine, Sulfurylamide und Cyanurate, außerdem
Carbonsäureester wie p-(Alkanoyl-oxy)benzolsulfonate, insbesondere Natriumisononanoyl
oxybenzolsulfonat, ferner Caprolactam-Derivate, Carbonsäureanhydride wie Phthalsäu
reanhydrid und Ester von Polyolen wie Glucosepentaacetat. Weitere bekannte Bleichakti
vatoren sind acetylierte Mischungen aus Sorbitol und Mannitol, wie sie beispielsweise in
der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 525 239 beschrieben werden. Der Gehalt der
bleichmittelhaltigen Mittel an Bleichaktivatoren liegt in dem üblichen Bereich, vorzugsweise
zwischen 1 und 10 Gew.-% und insbesondere zwischen 3 und 8 Gew.-%. Besonders be
vorzugte Bleichaktivatoren sind N,N,N′,N′-Tetraacetylethylendiamin (TAED), 1,5-Di-acetyl-
2,4-dioxo-hexahydro-1,3,5-triazin (DADHT) und acetylierte Sorbitol-Mannitol-Mischungen
(SORMAN).
Der Bleichaktivator kann in bekannter Weise mit Hüllsubstanzen überzogen oder, gegebe
nenfalls unter Einsatz von Hilfsmitteln, insbesondere Methylcellulosen und/oder Carboxy
methylcellulosen, granuliert oder extrudiert/pelletiert worden sein und gewünschtenfalls
weitere Zusatzstoffe, beispielsweise Farbstoff, enthalten. Vorzugsweise enthält ein derarti
ges Granulat über 70 Gew.-%, insbesondere von 90 bis 99 Gew.-% Bleichaktivator. Vor
zugsweise wird ein Bleichaktivator eingesetzt, der unter Waschbedingungen Peressigsäure
bildet.
Zusätzlich können die Mittel auch Komponenten enthalten, welche die Öl- und Fettaus
waschbarkeit aus Textilien positiv beeinflussen. Dieser Effekt wird besonders deutlich,
wenn ein Textil verschmutzt wird, das bereits vorher mehrfach mit einem erfindungsgemä
ßen Waschmittel, das diese öl- und fettlösende Komponente enthält, gewaschen wurde.
Zu den bevorzugten öl- und fettlösenden Komponenten zählen beispielsweise nicht-ioni
sche Celluloseether wie Methylcellulose und Methylhydroxypropylcellulose mit einem Anteil
an Methoxyl-Gruppen von 15 bis 30 Gew.-% und an Hydroxypropoxyl-Gruppen von 1 bis
15 Gew.-%, jeweils bezogen auf den nichtionischen Celluloseether, sowie die aus dem
Stand der Technik bekannten Polymere der Phthalsäure und/oder der Terephthalsäure
bzw. von deren Derivaten, insbesondere Polymere aus Ethylenterephthalaten und/oder
Polyethylenglykolterephthalaten oder anionisch und/oder nichtionisch modifizierten Deriva
ten von diesen.
Beim Einsatz in maschinellen Waschverfahren kann es von Vorteil sein, den Mitteln übliche
Schauminhibitoren zuzusetzen. Als Schauminhibitoren eignen sich beispielsweise Seifen
natürlicher oder synthetischer Herkunft, die einen hohen Anteil an C₁₈-C₂₄-Fettsäuren auf
weisen. Geeignete nichttensidartige Schauminhibitoren sind beispielsweise Organopolysil
oxane und deren Gemische mit mikrofeiner, ggf. silanierter Kieselsäure sowie Paraffine,
Wachse, Mikrokristallinwachse und deren Gemische mit silanierter Kieselsäure oder Bi
stearylethylendiamid. Mit Vorteilen werden auch Gemische aus verschiedenen Schaumin
hibitoren verwendet, z. B. solche aus Silikonen, Paraffinen oder Wachsen. Vorzugsweise
sind die Schauminhibitoren, insbesondere Silikon- und/oder Paraffin-haltige Schauminhibi
toren, an eine granulare, in Wasser lösliche bzw. dispergierbare Trägersubstanz gebun
den. Insbesondere sind dabei Mischungen aus Paraffinen und Bistearylethylendiamiden
bevorzugt.
Als Enzyme kommen insbesondere solche aus der Klasse der Hydrolasen, wie der Protea
sen, Lipasen bzw. lipolytisch wirkenden Enzyme, Amylasen, Cellulasen bzw. deren Gemi
sche in Frage. Auch Oxireduktasen sind geeignet.
Besonders gut geeignet sind aus Bakterienstämmen oder Pilzen, wie Bacillus subtilis,
Bacillus licheniformis, Streptomyces griseus und Humicola insolens gewonnene enzymati
sche Wirkstoffe. Vorzugsweise werden Proteasen vom Subtilisin-Typ und insbesondere
Proteasen, die aus Bacillus lentus gewonnen werden, eingesetzt. Dabei sind Enzymmi
schungen, beispielsweise aus Protease und Amylase oder Protease und Lipase bzw. lipo
lytisch wirkenden Enzymen oder Protease und Cellulase oder aus Cellulase und Lipase
bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen oder aus Protease, Amylase und Lipase bzw. lipoly
tisch wirkenden Enzymen oder Protease, Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen und
Cellulase, insbesondere jedoch Protease- und/oder Lipase-haltige Mischungen bzw. Mi
schungen mit lipolytisch wirkenden Enzymen von besonderem Interesse. Beispiele für der
artige lipolytisch wirkende Enzyme sind die bekannten Cutinasen. Auch Peroxidasen oder
Oxidasen haben sich in einigen Fällen als geeignet erwiesen. Zu den geeigneten Amylasen
zählen insbesondere α-Amylasen, Iso-Amylasen, Pullulariasen und Pektinasen. Als Cellu
lasen werden vorzugsweise Cellobiohydrolasen, Endoglucanasen und β-Glucosidasen, die
auch Cellobiasen genannt werden, bzw. Mischungen aus diesen eingesetzt. Da sich die
verschiedenen Cellulase-Typen durch ihre CMCase- und Avicelase-Aktivitäten unterschei
den, können durch gezielte Mischungen der Cellulasen die gewünschten Aktivitäten einge
stellt werden.
Die Enzyme können an Trägerstoffen adsorbiert und/oder in Hüllsubstanzen eingebettet
sein, um sie gegen vorzeitige Zersetzung zu schützen. Der Anteil der Enzyme, Enzymmi
schungen oder Enzymgranulate kann beispielsweise etwa 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise
0,1 bis etwa 2 Gew.-% betragen.
Als Stabilisatoren insbesondere für Perverbindungen und Enzyme, die empfindlich gegen
Schwermetallionen sind, kommen die Salze von Polyphosphonsäuren, insbesondere 1-
Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure (HEDP), Diethylentriaminpentamethylenphosphon
säure (DETPMP) oder Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure in Betracht.
Vergrauungsinhibitoren haben die Aufgabe, den von der Faser abgelösten Schmutz in der
Flotte suspendiert zu halten und so das Wiederaufziehen des Schmutzes zu verhindern.
Hierzu sind wasseriösliche Kolloide meist organischer Natur geeignet, beispielsweise die
wasseriöslichen Salze polymerer Carbonsäuren, Leim, Gelatine, Salze von Ethercarbon
säuren oder Ethersulfonsäuren der Stärke oder der Cellulose oder Salze von sauren
Schwefelsäureestern der Gellulose oder der Stärke. Auch wasserlösliche, saure Gruppen
enthaltende Polyamide sind für diesen Zweck geeignet. Weiterhin lassen sich lösliche
Stärkepräparate und andere als die obengenannten Stärkeprodukte verwenden, z. B. ab
gebaute Stärke, Aldehydstärken usw. Auch Polyvinylpyrrolidon ist brauchbar. Bevorzugt
werden jedoch Celluloseether, wie Carboxymethylcellulose (Na-Salz), Methylcellulose,
Hydroxyalkylcellulose und Mischether, wie Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypro
pylcellulose, Methylcarboxymethylcellulose und deren Gemische, sowie Polyvinylpyrrolidon
beispielsweise in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Mittel, eingesetzt.
Die Mittel können als optische Aufheller Derivate der Diaminostilbendisulfonsäure bzw.
deren Alkalimetallsalze enthalten. Geeignet sind z. B. Salze der 4,4′-Bis(2-anilino-4-mor
pholino-1,3,5-triazinyl-6-amino)stilben-2,2′-disulfonsäure oder gleichartig aufgebaute Ver
bindungen, die anstelle der Morpholino-Gruppe eine Diethanolaminogruppe, eine Methyl
aminogruppe, eine Anilinogruppe oder eine 2-Methoxyethylaminogruppe tragen. Weiterhin
können Aufheller vom Typ der substituierten Diphenylstyryle anwesend sein, z. B. die Alka
lisalze des 4,4′-Bis(2-sulfostyryl)-diphenyls, 4,4′-Bis(4-chlor-3-sulfostyryl)-diphenyls, oder 4-
(4-Chlorstyryl)-4′-(2-sulfostyryl)-diphenyls. Auch Gemische der vorgenannten Aufheller
können verwendet werden.
70 Gew.-Teile eines im Welterturm sprühgetrockneten Compounds (Schüttgewicht 250 g/l),
enthaltend 73,7 Gew.-% amorphes Natriumsilikat (mit einem Modul von 2,8), 5 Gew.-%
Natriumcarbonat und 17,7 Gew.-% Wasser, wurden in einem Lödige-Mischer mit 10 Gew.-
Teilen C₁₂-C₁₈-Fettalkohol mit 7 EO (Vergleichsbeispiel V1) bzw. 10 Gew.-Teilen C₁₂-C₁₈-
Fettsäuremethylesterethoxylat mit 12 EO (Vergleichsbeispiel V2) und 20 Gew.-Teilen einer
30 gew.-%igen Sokalan CP5®-Lösung granuliert. Sowohl für V1 als auch für V2 lag das
Schüttgewicht unterhalb von 200 g/l; die Mischung war so wenig rieselfähig, daß der Test
zur Bestimmung der Rieselfähigkeit nicht durchgeführt werden konnte.
In den erfindungsgemäßen Beispielen B1 und B2 wurden 70 Gew.-Teile des sprühge
trockneten Compounds vor der Granulierung mit 10 Gew.-Teilen C₁₂-C₁₈-Fettalkohol mit 7
EO (B1) bzw. 10 Gew.-Teilen C₁₂-C₁₈-Fettsäuremethylesterethoxylat mit 12 EO (B2) und
20 Gew.-Teilen einer 30 gew.-%igen Sokalan CP5®-Lösung (copolymeres Salz der Acryl
säure; Handelsprodukt der BASF, Bundesrepublik Deutschland) in einer Friktionsmühle
der Firma Alexanderwerke, Bundesrepublik Deutschland, vermahlen; das Schüttgewicht
stieg während der Granulierung auf 775 g/l (B1) bzw. 859 g/l (B2). Das Rieselverhalten für
B1 lag bei 77%, das für B2 bei 67%.
Vergleichbare Ergebnisse wurden mit einem sprühgetrockneten Compund der obigen Zu
sammensetzung erreicht, dessen Ausgangsschüttgewicht nur 150 g/l betrug.
78 Gew.-Teile eines sprühgetrockneten amorphen Natriumdisilikats mit einem Wasserge
halt von 17 Gew.-% und einem Schüttgewicht von 200 g/l wurden mit 2 Gew.-Teilen einer
35 gew.-%igen wäßrigen Natriumdisilikat-Lösung in einem Lödige-Pflugscharmischer be
feuchtet und anschließend in einer Friktionsmühle der Firma Alexanderwerke verdichtet. In
Abhängigkeit von der Mahlzeit stellte sich ein Schüttgewicht zwischen 500 und 700 g/l ein.
Dieses vermahlene Produkt wurde anschließend mit 20 Gew.-Teilen einer Dispersion aus
C₁₂-C₁₈-Fettalkohol mit 7 EO und einer 30 gew.-%igen wäßrigen Sokalan CP5®-Lösung
im Gewichtsverhältnis 1 : 1 granuliert. Das Produkt B3 wies ein Schüttgewicht von 950 g/l
bei einer Rieselfähigkeit von 68% auf.
Analoge Ergebnisse wurden bei dem Ersatz des polymeren Polycarboxylats durch Citro
nensäure oder Citrat erzielt.
Ein sprühgetrocknetes Compound V3 (Vergleichsbeispiel, Zusammensetzung siehe Ta
belle 1) wurde mit einer Stiftmühle vermahlen. Dabei stieg das Schüttgewicht von 110 g/l
auf 650 g/l an. Das Produkt wurde anschließend in einem Eirich-Mischer (B4 und B5) bzw.
in einer kontinuierlichen Granulieranlage aus einem Pflugscharmischer der Firma Lödige
und einem Hochgeschwindigkeitsmischer der Firma Schugi unter Zugabe von Niotensid
und polymerem Polycarboxylat granuliert.
Gemäß der Lehre des europäischen Patents EP-B-0 486 592 wurden Extrudate, enthaltend
7 Gew.-% Alkylbenzolsulfonat, 8,7 Gew.-% C₁₂-C₁₈-Fettalkylsulfat, 4,8 Gew.-% C₁₂-C₁₈-
Fettalkohol mit 3 bis 7 EO und 0,6 Gew.-% Seife, 16 Gew.-% wasserhaltigem Zeolith A und
15 Gew.-% der erfindungsgemäßen Produkte B1, B2, B3, B4, B5 oder B6 hergestellt. Die
Schüttgewichte dieser 6 Extrudate lagen alle oberhalb 800 g/l. Keines der Extrudate neigte
im Test (Schüsseltest, Beschreibung siehe unten) zur Vergelung (Noten zwischen 1 und 2).
Zur Bestimmung des Rieselverhaltens wurden jeweils 1 Liter der zu messenden Probe in
einen an seiner Auslaufrichtung zunächst verschlossenen Pulvertrichter gefüllt und dann
die Auslaufzeit der Proben im Vergleich zu trockenem Seesand gemessen. Die Auslaufzeit
des trockenen Seesands nach Freigabe der Auslauföffnung (13 Sekunden) wurde auf 100%
gesetzt.
In einer Waschschüssel aus dunklem Kunststoff (beispielsweise dunkelrot) wurden in 5 l
Leitungswasser (30°C) 25 g des Testmittels eingestreut. Nach 15 Sekunden wurde das
Mittel mit der Hand in der Schüssel verteilt. Nach weiteren 15 Sekunden wurde 1 blaues
Frottierhandtuch in die Waschflotte gegeben und wie in einer typischen Handwäsche be
wegt. Nach 30 Sekunden wurde mit dem Handtuch die Wand der Schüssel abgewischt.
Schließlich wurde das Handtuch nach weiteren 30 Sekunden ausgewrungen und visuell
benotet. Dabei bedeuten:
Note 1: einwandfrei, keine erkennbaren Rückstände
Note 2: tolerierbare, vereinzelte, noch nicht störende Rückstände
Note 3: erkennbare, bei kritischer Beurteilung bereits störende Rückstände
ab Note 4: deutlich erkennbare und störende Rückstände in steigender Anzahl und Menge.
Note 1: einwandfrei, keine erkennbaren Rückstände
Note 2: tolerierbare, vereinzelte, noch nicht störende Rückstände
Note 3: erkennbare, bei kritischer Beurteilung bereits störende Rückstände
ab Note 4: deutlich erkennbare und störende Rückstände in steigender Anzahl und Menge.
Die Waschlauge wurde abdekantiert und der Rückstand nach Behandlung mit 5 bis 10 ml
Wasser ebenfalls visuell benotet. Dabei bedeuten:
Note 1: einwandfrei, keine erkennbaren Rückstände
Note 2: tolerierbare, vereinzelte, noch nicht störende Rückstände, sehr fein verteilt, bei Zugabe von Wasser nicht gelierend
Note 3: erkennbare, bei kritischer Beurteilung bereits störende Rückstände,
ab Note 4: deutlich erkennbare und störende Rückstände in steigender Anzahl und Menge, Agglomerat- bis Klumpenbildung, bei Zugabe von Wasser gelierend.
Note 1: einwandfrei, keine erkennbaren Rückstände
Note 2: tolerierbare, vereinzelte, noch nicht störende Rückstände, sehr fein verteilt, bei Zugabe von Wasser nicht gelierend
Note 3: erkennbare, bei kritischer Beurteilung bereits störende Rückstände,
ab Note 4: deutlich erkennbare und störende Rückstände in steigender Anzahl und Menge, Agglomerat- bis Klumpenbildung, bei Zugabe von Wasser gelierend.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung von granularen amorphen Alkalisilikaten durch Sprüh
trocknung und anschließende Verdichtung des sprühgetrockneten Beads, dadurch ge
kennzeichnet, daß das sprühgetrocknete Bead vermahlen und gleichzeitig oder an
schließend unter Zugabe eines flüssigen Granulierhilfsmittels granuliert wird, wobei ein
Schüttgewicht von mindestens 700 g/l eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges Granulier
hilfsmittel eine oder mehrere verschiedene wäßrige Lösungen und/oder wäßrige Dis
persionen eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sprühgetrock
nete Bead vor oder während des Vermahlens angefeuchtet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anfeuchtung wäßrige
Lösungen von Inhaltsstoffen von Wasch- oder Reinigungsmitteln, vorzugsweise wäß
rige Silikatlösungen eingesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf 100 Gew.-Teile
der sprühgetrockneten Beads 1 bis 5 Gew.-Teile an Flüssigkeit(en) eingesetzt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ent
standene Granulat getrocknet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Granu
lierung und Trocknung in einem Wirbelschichtgranulator durchgeführt wird.
8. Verfahren zur Herstellung eines granularen Wasch- oder Reinigungsmittels mit einem
Schüttgewicht oberhalb 600 g/l, dadurch gekennzeichnet, daß ein sprühgetrocknetes
und anschließend vermahlenes und verdichtend granuliertes Silikat, hergestellt gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 7, eingesetzt wird.
9. Extrudiertes Wasch- oder Reinigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß es ein
sprühgetrocknetes und anschließend nach einem der Ansprüche 1 bis 7 vermahlenes
und verdichtend granuliertes amorphes Silikat mit Sekundärwaschvermögen enthält.
10. Extrudiertes Wasch- oder Reinigungsmittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß es ein Schüttgewicht von mindestens 750 g/l aufweist.
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