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Verfahren zur Herstellung von wasserlösliche hydratisierte Salze enthaltenden
Granulaten, insbesondere Wasch- und Reiniyungsmittelgranulaten" Vor der Einführung
des Heißsprühverfahrens wurden Wasch- und Reinigungsmittel meist nach alten Verfahren"
hergestellt. Bei diesen "KaltverLahren" werden die Komponenten der Wasch- und Reinigungsmittel
zusammen mit einer hydratisierbaren Gerüstsubstanz, wie z.B. weitgehend wasserfreiem
Natriumcarbonat und Wasser, in etwa der zur Hydratisierung erforderlichen Menge
angerührt. Der durch Erstarrung des Breies erhaltene Kuchen wird anschließend zu
einem Pulver zerkleinert. Als eine Fortentwicklung kommt eine mechanische Bearbeitung
des Breies während des Abbindens in Frage, bei der ein granuliertes Produkt erhalten
wird.
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Die genannten Verfahren werden als t altverfahren" bezeichnet, um
sie von den heute üblichen Heißsprühverfahren abzusetzen, Die genannten älteren
Verfahren zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteln zeichnen sich gegenüber
dem Heißsprühverfahren durch apparative Einfachheit und entsprechend niedrigere
Investitionserfordernisse aus Daß sie sich trotzdem nicht gegenüber dem Heißsprühverfahren
behaupten konnten, ist in den mangelhaften Gebrauchseigenschaften der nach dem alten
Verfahren erhaltenen Produkte begründet: Von einem modernen Wasch- oder Reinigungsmittel
wird gefordert, daß es unmittelbar nach der Herstellung gebunkert werden kann, ohne
dabei zusammenzubacken, daß es eine relativ enge Größen verteilung aufweist, do
ho daß es weder Staub noch Klumpen enthält,
daß es möglichst frei
rieselt, worauf sowohl bei der Verpackung als auch bei der Anwendung, z.B. durch
die Hausfrau,besonderer Wert gelegt wird, daß es sich in Wasser schnell und vollständig
auflöst, ohne zu klumpen, und daß es ein niedriges Schüttgewicht aufweist, was die
schnelle Auflösung der Mittel fördert und die Dosierung erleichtert.
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Die auf "kaltem Wege" erhaltenen Produkte weisen jedoch ein hohes
Schüttgewicht auf und neigen stark zum Zusammenbacken.
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Diese Neigung zum Zusammenbacken bzw. zur Bildung von Klumpen wird
durch die Langsamkeit des vollständigen Abbindens verursacht. Die Oberfläche des
Rohgranulats ist nämlich noch etwas feucht und weicht durch Freiwerden von Kristallisationswärme
noch auf, wird also klebrig. Um das Zusammenbacken bzw. die Bildung von Klumpen
bei der Zusammenlagerung zu vermeiden, müßte die mechanische Bearheitung des eingesetzten
Gemisches bis zum Ende des Kristallisationsvorganges fortgesetzt werden. Da jedoch
die Kristallisationsdauer ein Vielfaches der zur Bildung eines geeigneten Granulats
erforderlichen Zeit beträgt, ist eine solche Arbeitsweise nicht vertretbar. Es ist
bereits vorgeschlagen worden, eine Trocknung der Granulatoberfläche durch Anblasen
mit einem kalten Luftstrom herbeizuführen. Dadurch wird aber nur eine vorübergehende
Verringerung der Neigung zum Zusammenbacken erreicht; die Oberfläche wird beim Freiwerden
von Kristallisationswärme wieder klebrig.
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Zur Beseitigung der oben aufgezählten Nachteile bei der Herstellung
von Wasch- und Reinigungsmitteln auf §kaltem Wege" ist in der britischen Patentschrift
Nr. 776 626 vorgeschlagen worden, nach einem bestimmten Verfahren erzeugte, noch
feuchte Wasch mittelkörnchen, um Zusammenlagerung zu vermeiden, mit einem kalten
Luftstrom anzublasen und dann das Wasser zu vertreiben, indem die feuchten Waschmittelkörnchen
in dünner Schicht, im wesentlichen einzeln einem Förderband an einer auf etwa 10000
C erhitzten Oberfläche in etwa 5 cm Abstand bei einer Verweilzeit von 6 - 12 sec.
vorbeigeführt werden. Bei dieser Behandlung verlieren die Waschmittelkörnchen das
Wasser. Die '§Trocknung", d h.
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die Beseitigung der Klebrigkeit wird in diesem Falle also nicht durch
Abbinden erreicht, sonden durch Entfernung des Wassers.
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Das Verfahren der britischen Patentschrift weist entscheidende Nachteile
auf. So ist das Verfahren, da sonst, insbesondere bei der Erwärmung, ein Zusammenbacken
erfolgen würde, beschränkt auf Granulier-Verfahren, die im wesentlichen einzelne
Körnchen liefern, welche dann auf dem Förderband als einzelne Schicht transportiert
werden können, während die technisch erheblich einfacheren Verfahren der Granulierung,
die durch Rühren oder Schaufeln einer feuchten bröckeligen Masse ein Haufwerk liefern,
von vornherein ausscheiden.
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Es bestand die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, welches die genannten
Nachteile nicht besitzt. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
von wasserlösliche hydratisierte Salze enthaltenden Granulaten, insbesondere granulierten
Wasch- und Reinigungsmitteln, aus hydratisierbare Substanzen und Wasser enthaltenden
Rohgranulaten, dadurch gekennzeichnet, daß man das als Haufwerk vorliegende Rohgranulat,
welches mindestens eine zur Hydratisierung unter Bildung eines festen, trocken erscheinenden
Produktes befähigte Komponente sowie Wasser enthält, wobei die Wassermenge wenigstens
50 % der zur vollsätndigen Fydratisierung erforderlichen Menge beträgt, diese aber
nicht um mehr als 5 Gew.-%, bezogen auf das gesamte wasserhaltige Rohgranulat, überschreitet,
in noch nicht völlig verfestigtem, feucht erscheinendem Zustand durch Mikrowellenbestrahlung
aufbläht bzw. verfestigt.
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Die Verfestigung zu einem nicht mehr zusammenbackenden Granulat ist
meist mit einem Aufblähen bzw. einer Verringerung des Schüttgewichts verbunden.
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Unter einem "feucht erscheinenden Zustand" wird der Zustand verstanden,
in welchem sich bei der Herstellung von Granulaten nach "Kaltverfahren" die Rohgranulate
vor dem vollständigen Abbinden des noch vorhandenen Wassers befinden. Insbesondere
wird darunter ein Zustand verstanden, in welchem die Rohgranulate sich feucht anfühlen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Herstellung von Wasch-
und Reinigungsmitteln beschränkt. Dementsprechend können beliebige Rohgranulate
eingesetzt werden. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Gesamtheit der hydratisierbaren
Verbindungen dazu ausreicht, etwa 5 - 30 Gew.-%, insbesondere 5 - 20 Gew.-t zugesetztes
Wasser, bezogen auf das gesamte wasserhaltige Rohgranulat, zu binden, was bei einer
Vielzahl aus ein und mehreren KQmponenten bestehender üblicher Granulate leicht
erreicht werden kann, wenn darauf geachtet wird, daß ein hinreichender Teil der
Komponenten in noch nicht völlig hydratisierter Form eingesetzt wird.
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Insbesondere kann dies leicht bei den meisten Produkten der Haushaltschemie,
die in Granulatform vorliegen, und bei verwandten Produkten erfüllt werden, also
insbesondere bei Wasch- und Reinigungsmitteln.
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Als hydratisierbare Bestandteile sind insbesondere die Salze polymerer
Phosphorsäuren, Alkalicarbonate, -sulfate und -borate zu nennen. Es kommen aber
grundsätzlich alle hydratisierbaren Verbindungen, die Bestandteil des gewünschten
Granulats, also z.B. eines Waschmittels, sein können, in Frage.
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Die Granulierung kann in der Weise vorgenommen werden, daß man die
trockenen Wasch- und Reinigungsmittelkomponenten in einem handelsüblichen Mischer
vermischt und nach kurzer Zeit eine geeignete Menge Wasser bzw. einer wäßrigen Lösung
weiterer Waschmittelbestandteile zugibt und solange intensiv durchmischt, bis eine
zusammenhängende krümelige Granulatmasse vorliegt, was gewöhnlich nach wenigen Minuten
der Fall ist.
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Die Menge des zugegebenen Wassers beträgt etwa 5 - 30 Gew.-%, vorzugsweise
etwa 5 - 20 Gew,-, bezogen auf das Rohgranulat. Besonders bevorzugt ist dabei ein
Zusatz von etwa 8 - 20 Gew.-t Wasser.
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Das einzusetzende Wasser kann als Lösungsmittel weiterer Bestandteile
dienen. Wasser kann auch in Form von Kristallwasser bereits in den trocken erscheinenden
Komponenten enthalten sein. Der Anteil des als Bestandteil der trocken erscheinenden
Komponenten gegebenenfalls eingesetzten Kristallwassers liegt jedoch im allgemeinen
unter 20 Gew.-t, vorzugsweise unter 10 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Rohgranulat.
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Auch bei Einsatz trocken erscheinender Komponenten, die einen Kristallwassergehalt
aufweisen, ist es meist vorteilhaft, zur Granulierung etwa 5 - 20 Gew.-% flüssigen
Wassers, bezogen auf das gesamte Rohgranulat, zuzusetzen. In manchen Fällen gestattet
die Gegenwart von Kristallwasser in den trocken erscheinenden Bestandteilen jedoch,
die Menge des zur Granulierung zuzugebenden Wassers zu reduzieren. Dabei kann in
bestimmten Fällen sogar auf einen Zusatz von flüssigem Wasser zur Granulierung gänzlich
verzichtet werden, wenn nämlich kristallwasserhaltige Verbindungen zu den trocken
erscheinenden Komponenten gehören, welche bei den niedrigen, im folgenden erwähnten
Granulierungstemperaturen im eigenen Kristallwasser schmelzen.
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Die Menge flüssigen Wassers, welche den trocken erscheinenden Bestandteilen
zugesetzt wird, hängt selbstverständlich von der Aufnahmefähigkeit der trocken erscheinenden
Komponenten ab. In der Regel werden besonders gute Resultate erhalten, wenn die
Menge des zugesetzten flüssigen Wassers in der Größenordnung der Wassermenge liegt,
die den gesamten trocken erscheinenden Bestandteilen zur vollständigen Hydratisierung
zugegeben werden müßte. Die zugesetzte Wassermenge kann jedoch ohne weiteres in
weiten Grenzen von dem Wasserunterschuß der trocken erscheinenden Bestandteile abweichen.
So kann im allgemeinen die zur vollständigen Hydratisierung erforderliche Wassermenge
um bis zu etwa 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des wasserhaltigen Rohgranulats,
überschritten werden. Um jedoch die Energieverluste durch Verdampfung
von
Wasser gering zu halten, ist es meist zweckmäßig, wenn der Überschuß des zugesetzten
Wassers nicht mehr als etwa 3, vorzugsweise 2 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Rohgranulat,
beträgt.
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Für die Granulierung im Mischer ist ein leichter Wasserüberschuß über
die theoretisch erforderliche Menge hinaus oft vorteilhaft.
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Auch nach unten hin kann die Menge des eingesetzten flüssigen Wassers
von der Menge abweichen, die die Gesamtheit der trocken erscheinenden Bestandteile
ohne Bildung eines feucht erscheinenden Granulats zu binden vermag. Es ist jedoch
im allgemeinen zweckmäßig, wenigstens etwa die Hälfte der zur vollständigen Hydratisierung
der trocken erscheinenden Bestandteile erforderlichen Wassermenge als flüssiges
Wasser zuzusetzen, und so eine wenigstens etwa 50teige Hydratisierung der hydratisierbaren
Bestandteile herbeizuführen. Vorzugsweise beträgt dabei die zugesetzte Wassermenge
wenigstens etwa 70 %, insbesondere wenigstens etwa 80 % der zur vollständigen Hydratisierung
erforderlichen Menge. Die Menge des zuzusetzenden flüssigen Wassers kann allerdings
äußerst niedrig gehalten werden, wenn man nämlich unter den trocken erscheinenden
Bestandteilen Verbindungen einsetzt, welche bereits bei sehr niedrigen Temperaturen,
beispielsweise zwischen etwa 30 und 60 °C, im eigenen Kristallwasser schmelzen -
in diesem Falle gilt für das Kristallwasser, welches zwischen 30 und 60 °C frei
wird, ungefähr das über die einzusetzenden Mengen an flüssigem Wasser Gesagte. Vorzugsweise
wird jedoch zusätzlich zu Verbindungen, welche sich zwischen etwa 30 und 60 °C in
ihrem eigenen Kristallwasser auflösen, noch wenigstens etwa 3 Gew.-% flüssigen Wassers,
bezogen auf die Summe aller trocken erscheinenden Bestandteile, zugesetzt. Nach
dem Vermischen der trocken erscheinenden Bestandteile mit Wasser bzw. wäßriger Lösung,
jedoch vor Mikrowellenbestrahlung, beträgt der Wassergehalt des Gemisches meist
zwischen 70 und 130 Gew.-% des höchsten Wassergehaltes, bei welchem das Gemisch
noch unter Bildung eines trocken erscheinenden Produktes beim Stehen abbindet.
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Bei manchen Rezepturen wird die Granulierung erleichtert, wenn das
ganze Gemisch zu Anfang der Granulierung über die durch Freiwerden von Hydratationswärme
erfolgende Erwärmung hinaus leicht erwärmt wird. Dabei werden Temperaturen unter
etwa 70 °C, z.B.
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Temperaturen im Bereich zwischen 30 und 55 °C, insbesondere zwischen
30 und 45 OC, gewöhnlich bevorzugt. Die zusätzliche leichte Erwärmung kann z.B.
durch Freisetzen von Neutralisationswärme erreicht werden. Im Falle der Wasch- und
Reinigungsmittel kann z.B. Neutralisationswärme bei der Granulierung dadurch freigesetzt
werden, daß anionische Waschaktivsubstanzen, insbesondere diejenigen, die sich von
relativ starken Säuren ableiten, nämlich z.B. die Sulfonate, Sulfate und gegebenenfalls
die Carboxylate, ganz oder teilweise in Form der freien Säuren eingesetzt werden.
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Die Korngröße des Granulats hängt hauptsächlich von der vorhandenen
Wassermenge ab. Bei größeren Wassermengen wird ein gröberes Korn erhalten.
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Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, Rohgranulate zu verarbeiten, bei
deren Herstellung die festen Komponenten vorgelegt und beispielsweise 20 sec. bis
6 min. vorgemischt und dann mit den flüssigen Anteilen, gegebenenfalls zusammen
mit einem weiteren Teil der festen Komponenten als Brei vermischt worden sind, wobei
nach Zugabe der flüssigen Komponenten erneut etwa 0,5 - 4 min.
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lang durchgemischt worden ist.
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Wird die so erhaltene noch feuchte Granulatmasse keiner weiteren Behandlung
unterworfen, so erwärmt sie sich im Laufe einiger Stunden durch die Entwicklung
von Hydratisierungswärme. Dabei kleben die einzelnen Körnchen aneinander fest und
ein weitgehendes Zusammenbacken ist die Folge. Wird aber die noch feuchte Granulatmasse
der erfindungsgemäßen Bestrahlung mit Mikrowellen, insbesondere aus dem Bereich
zwischen 1.000 und 5.000 MHz, ausgesetzt, so wird ein Produkt erhalten, das völlig
trocken erscheint, bei der darauffolgenden Lagerung keine Hydratisierungswärme mehr
entwickelt und nicht zusammenbackt und dabei ein um 10 - 30 % verringertes Litergewicht
aufweist. Dabei geht nur ein kleiner Teil des zu Anfang zugegebenen Wassers als
Wasserdampf verloren. Der Wassergehalt des Granulats verringert sich nämlich, bezogen
auf das Gesamtgewicht, nur um etwa 1 - 10, vorzugsweise 3 - 8 %, fällt aber nicht
unter 3 Gew.-%. Vorzugsweise wird die Bestrahlung nur bis zu einem Restwassergehalt
von wenigstens 5 Gew.-%, insbesondere von wenigstens 7,5 Gew.-%, geführt. Die Energieersparnis
gegenüber einem Verfahren, bei welchem das gesamte zugesetzte und als Kristallwasser
gebundene Wasser zur Aufblähung bzw. zur Verhinderung des Zusammenbackens ausgetrieben
wird, ist also erheblich. Das Verfahren läßt sich auch so durchführen, daß die noch
nicht verfestigen Granulatmassen der Mikrowellenbestrahlung nur solange ausgesetzt
werden wie erforderlich, um ein rieselfähiges, nicht mehr zusammenbakkendes Granulat
zu erhalten. Es ist nämlich ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens,
daß die Kristallisationsdauer des Rohgranulats durch eine Mikrowellenbestrahlung
außerordentlich verkürzt wird, und zwar auch bei Mikrowellenbestrahlung, die in
Intensität und Dauer nicht dazu ausreicht, eine erhebliche Aufblähung zu bewirken.
Eine solche Variante des Verfahrens ist dann von Interesse und oft bevorzugt, wenn
relativ hohe Schüttgewichte toleriert werden können oder gar erwünscht sind. Das
Rohgranulat wird also der Mikrowellenbestrahlung so lange ausgesetzt, wie erforderlich,
um den gewünschten Aufblähungsgrad zu erreichen bzw. die Klebrigkeit im gewünschten
Maße zu verringern.
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Das erEindungsgemäße Verfahren weist gegenüber dem'Stand der Technik
erhebliche überraschende Vorteile auf. Ein besonderer und völlig überraschender
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß noch feuchte Granulatmassen,
also relativ kompakte Haufwerk, eingesetzt werden können, ohne daß es dabei zu einem
Zusammenbacken kommt. Nach dem Stand der Technik dagegen ist es erforderlich, die
Granultteilchen so auszubreiten, daß der Kontakt zwischen den einzelnen Teilchen
weitgehend ausgeschaltet wird.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu
sehen, daß das erwünschte Ergebnis mit relativ geringem Energieaufwand erreicht
wird, da nur ein kleiner Teil des insgesamt vorhandenen Wassers ausgetrieben werden
muß. Ein ganz besonders überraschender Vorteil ist es, daß selbst bei sehr kurzer
bzw.
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sehr wenig intensiver Mikrowellenbestrahlung Produkte erhalten werden
können, die bei der Lagerung nicht mehr zum Zusammenbacken neigen.
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Während es beim Verfahren der britischen Patentschrift Nr. 776 626
sehr leicht zu einem Verkohlen der Granulate kommt, ist es beim erfindungsgemäßen
Verfahren praktisch unmöglich, das Produkt versehentlich zu schädigen.
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Die Zusammensetzung der einzusetzenden Substanznischung variiert natürlich
je nach-Verwendungszweck der Produkte. Der Gehalt an zur Kristallwasserbindung befähigten
Verbindungen beträgt wenigstens etwa 6 Gew.-t und kann bis zu 100 Gew.-% der eingesetzten
trocken erscheinenden Stoffe ausmachen.
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Als Mikrowellengeneratoren können handelsübliche Geräte verwendet
werden. Die erforderliche Intensität und Dauer der Bestrahlung lassen sich durch
einfache Versuche ermitteln. In der Regel liegt die erforderliche Mikrowellenenergie
zwischen etwa 10 und etwa 150 Wattstunden/kg Pulver, die Bestrahlungsdauer zwischen
etwa 0,5 und etwa 10 min. Diese Werte sind jedoch nur Richtwerte, bei höherer Mikrowellenleistung
kann die Bestrahlungsdauer entsprechend verkürzt, bei niedrigerer Leistung entsprechend
verlängert werden. Eine beschleunigte Verfestigung wird dabei schon mit sehr wenig
Mikrowellenenergie erreicht, beispielsweise im Bereich von 10 - 30 Wattstunden und
darunter.
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Die erforderliche Leistung und die Dauer der Bestrahlung hängen natürlich
auch von der Zusammensetzung der Pulver, insbesondere von ihrem Wassergehalt ab.
Die Mikrowellenbestrahlung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt
werden.
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Im Gegensatz zu dem Verfahren der britischen Patentschrift ist es
bei der Behandlung mit Mikrowellen nicht erforderlich, daß das noch feuchte Granulat
in einer einzelnen Schicht vorliegt.
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Die zusammenhängende Granulatmasse kann vielmehr bei der Behandlung
mit Mikrowellen Schichtdicken bis zu wenigen Dezimetern aufweisen.
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Das bestrahlte Produkt, das den Mikrowellenapparat heiß verläßt, wird
vorzugsweise vor der Bunkerung gekühlt. Am einfachsten geschieht dies durch Transport
zum Bunker in einem kalten ggf. wirt belnden Luftstrom, doch auch andere übliche
Verfahren kommen in Betracht. Die Körnchen, die nach Verlassen des Mikrowellenapparates
noch zum Teil leicht aneinanderhängen können, werden dabei völlig voneinander getrennt.
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Die Zusammensetzung der durch Vermischen der trocken erscheinenden
Komponenten mit Wasser bzw. den wäßrigen Anteilen hergestellten Rohgranulate liegt
im allgemeinen etwa in folgendem Bereich: 5 - 90, vorzugsweise 10 - 40 Gew.-% Verbindungen,
welche zur Aufnahme von wenigstens 5 Gew.-% Wasser unter Bildung eines trocken erscheinenden
Produktes befähigt sind, jedoch berechnet als wasserfreie Verbindungen, 0 - 55,
vorzugsweise 7 - 35 Gew.-% einer Tensidkomponente, bestehend aus anionischen und/oder
zwitterionischen sowie gegebenenfalls nichtionischen Waschaktivsubstanzen, 0 - 30,
vorzugsweise 2 - 5 Gew.-% übliche Bestandteile von Wasch- und Reinigungsmitteln,
welche nicht zu den hydratisierbaren Verbindungen oder zu den Tensiden gehören,
beispielsweise nicht hydratisierbare Gerüstsubstanzen, Textilweichmacher, Desinfektionsmittel,
Aufheller, Farbstoffe, Duftstoffe und Vergrauungsinhibitoren, sowie 5 - 40, vorzugsweise
8 - 30 Gew.-%, insbesondere 8 - 20 Gew.-% Wasser, wobei die Wassermenge, welche
insgesamt von den zur Wasseraufnahme befähigten Verbindungen aufgenommen werden
kann, um nicht mehr als 5 Gew.-% überschritten wird.
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Dabei beziehen sich alle %-Angaben auf das Gesamtgewicht des Gemisches.
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Im folgenden wird näheres über die möglichen Bestandteile der erfindungsgemäß
einzusetzenden Rohgranulate ausgeführt. Die Ausführungen sind dabei, wenn nichts
anderes ausdrücklich vermerkt wird, nicht auf Rohgranulate beschränkt, die zur Herstellung
von Wasch- und Reinigungsmitteln bestimmt sind.
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Als Gerüstsubstanzen eignen sich schwach sauer, neutral und alkalisch
reagierende anorganische oder organische Salze, insbesondere anorganische oder organische
Komplexbildner. Brauchbare Salze sind beispielsweise die Bicarbonate, Carbonate,
Borate, Silikate, Phosphate, Polyphosphate, Metaphosphate und Sulfate der Alkalien.
Erdalkalisalze kommen dagegen nur vereinzelt in Betracht.
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Mindestens einer der Bestandteile muß eine hydratisierbare Verbindung
sein, die in nicht voll hydratisierter Form eingesetzt wird, und zwar in einer solchen
Menge, daß 5 - 30 Gew.-%, insbesondere 5 - 20 Gew.-% Wasser, bezogen auf das fertige
Granulat, kristallin gebunden werden können.
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Unter der Vielzahl der Gerüstsubstanzen, die dieser Bedingung entsprechen,
sind besonders die Bicarbonate, Carbonate, Borate, Silikate und Polyphosphate der
Alkalien zu nennen, von welchen Natriumcarbonat und speziell -tripolyphosphat bevorzugt
sind.
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Wird eine Neutralisation, wie z.B. von Waschaktivsubstanzen, die sich
von Säuren, insbesondere relativ starken Säuren ableiten und in dieser Form eingesetzt
werden, im Mischer durchgeführt, so empfiehlt sich Natriumcarbonat als Gerüstkomponente.
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Dabei ist es günstig, die Gewichtsmengen so zu wählen, daß das Verhältnis
von Carbonat zu freier Säure etwa dem doppelten Verhältnis der Äquivalentgewichte
entspricht oder darüber liegt, daß also die Säure unter Bildung von Bicarbonat neutralisiert
werden kann.
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Als hydratisierbare Bestandteile sind zwar die oben genannten anorganischen
Verbindungen besonders geeignet. Es kommen jedoch auch andere Verbindungen, insbesondere
organische Verbindungen in Betracht. Bevorzugt sind dabei organische Komplexbildner,
die aus wäßrigen Lösungen kristallwasserhaltig auskristallisieren, wie z.B. Alkalisalze
von Citronen- und Weinsäure. Erfindungsgemäß werden diese organischen Komplexbildner
in unhydratisierter bzw. teilhydratisierter Form eingesetzt. Sie können dabei die
alleinige hydratisierbare Komponente darstellen, oder aber als zusätzliche hydratisierbare
Komponente neben anorganischen, noch nicht voll hydratisierten Verbindungen vorliegen.
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Als besonders günstig hat sich auch der Einsatz geringer Mengen von
Alkalitetraboraten erwiesen. Ein Zusatz eines Alkalitetraborats, wie z.B. Borax,
zu dem Gemisch der Waschmitteikomponenten bewirkt eine deutliche Steigerung der
Blähwirkung, ohne aber bei der Granulierung zu stören; dabei sind Mengen zwischen
etwa 0,5 und 4 Gew.-t, berechnet als Decahydrat, bezogen auf das gesamte Rohgranulat,
besonders vorteilhaft. Besonders bemerkenswert ist, daß auch bei Zusatz von Borax,
einer Substanz, die bereits bei Temperaturen weit unter 100 °C aufschmilzt, ein
Zusainmenbacken des Granulats während der Mikrowellenbestrahlung nicht erfolgt.
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Weitere brauchbare Gerüstsubstanzen sind die Alkalisalze von organischen,
nicht kapillaraktiven, 1 - 8 C-Atome enthaltenden Sulfonsäuren, Carbonsäuren und
Sulfocarbonsäuren. Hierzu gehören beispielsweise wasserlösliche Salze der Benzol-,
Toluol-oder Xylolsulfonsäure, wasserlösliche Salze der Suifoessigsäure, Sulfobenzoesäure
oder Salze von Sulfodicarbonsäuren sowie die Salze der Essigsäure, Milchsäure, Zitronensäure
und Weinsäure.
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Ferner sind als Gerüstsubstanzen die wasserlöslichen Salze höhermolekularer
Polycarbonsäuren brauchbar, insbesondere Polymerisate der Maleinsäure, Itaconsäure,
Mesaconsäure, Fumarsäure, Aconitsäure, Methylen-malonsäure und Citraconsäure e Auch
Mischpolymerisate dieser Säuren untereinander oder mit anderen polymerisierbaren
Stoffen, wie z.B. mit Äthylen Propylen, Acryl säure, Methacrylsäure, Crotonsäure,
3-Butencarbonsäure, 3-Methyl-3-butencarbonsäure sowie mit Vinylmethyläther, Vinylacetat,
Isobutylen, Acrylamid und Styrol sind brauchbar
Zu den organischen
Komplexbildnern gehören beispielsweise Nitrilotriessigsäure, Athylendiamintetraessigsäure,
N-Hydroxyäthyl-äthylendiamintriessigsäure, polyalkylen-polyamin-N-polycarbonsäuren
und andere bekannte organische Komplexbildner, wobei auch Xombinationen verschiedener
Komplexbildner eingesetzt werden können. Zu den anderen bekannten Komplexbildnern
gehören auch Di- und Polyphosphonsäuren folgender Konstitutionen:
worin R Alkyl- und.R' Alkylenreste mit 1 - 8, vorzugsweise mit 1 - 4 C-Atomen, X
und Y Wasserstoffatome oder Alkylreste mit 1 - 4 C-Atomen und Z die Gruppen -OH,
-NH2 oder -NXR darstellen. Für eine praktische Verwendung kommen vor allem die folgenden
Verbindungen in Frage: Methylendiphosphonsäure, 1-Hydroxyäthan-1,1-diphosphonsäure,
1-Aminoäthan-1,1-diphosphonsäure, Amino-tri-(methylenphosphonsäure), Methylamino-
oder Åthylamino-di-(methylenphosphonsäure) sowie Athylendiamin-tetra-(methylenphosphonsaure).
Alle diese Komplexbildner können.als freie Säuren oder als Alkalisalze eingesetzt
werden.
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Die in den erfindungsgemäß herzustellenden Produkten vorzugsweise
vorhandene Tensidkomponente besteht zu 30 - 100 Gew.-%, vorzugsweise zu 50 - 75
Gew.-% aus Tensiden vom Sulfonat- und/ oder Sulfattyp mit 8 - 18 C-Atomen im hydrophoben
Rest Außer den genannten Tensiden können als weitere Tenside Seife und/ oder Nonionics
vorhanden seine Will man schaumarme Waschmittel herstellen, so kombiniert man in
an sich bekannter Weise synthetische Tenside mit schaumdämpfender Seife und/oder
man arbeitet bis zu 6 Gew.-, vorzugsweise 0,5 - 3 Gew g an nichttensidartigen Schauminhibitoren
ein; Der Gesamtgehalt an Tensiden richtet sich nach dem Verwendungs bereich der
Mittel. Produkte, die nur als Einweichmittel verwandt werden sollen, sind gekennzeichnet
durch eine Gesamtmenge von Tensiden im Bereich von 1 - 7 Gew.-%. Dagegen enthalten
Produkte, die nur als Vor- oder Buntwaschmittel verwandt werden sollen wie auch
Universal oder Vollwaschmittel gewöhnlich größere, im Bereich oberhalb 7 liegende
Mengen an Tensiden.
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Aktivchlorentwickelnde Bleichmittel sowie andere empfindliche Substanzen,
wie z.B. Duftstoffe und Enzyme, werden gewöhnlich erst nach der Mikrowellenbehandlung
beigemischt.
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Es folgt nunmehr eine nach Produktgruppen geordnete Aufzählung von
Beispielen für die in den erfindungsgemäß herzustellenden Mitteln vorhandenen bzw.
ggf. vorhandenen Bestandteile.
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Die Tenside enthalten im Molel.vl wenigstens einen hydrophoben Rest
von meist 8 - 26, vorzugsweise 10 - 22 und insbesondere 12 - 18 C-Atomen und wenigstens
eine anionische, nichtionische oder zwitterionische wasserlöslichmachende Gruppe.
Der vorzugsweise gesättigte hydrophobe Rest ist meist aliphatischer, ggf. auch alicyclischer
Natur; er kann mit den wasserlöslichmachelXden Gruppen direkt oder über Zwischenglieder
verbunden sein, wie z.B. über Benzolringe, Carbonsäureester-, Carbonamid-oder Sulfonsäureamidgruppen
sowie über äther- oder esterartig gebundene Reste mehrwertiger Alkohole.
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Als anionische Waschaktivsubstanz sind Seifen aus natürlichen oder
synthetischen Fettsäuren, ggf. auch aus Harz- oder Naphthensäuren brauchbar, insbesondere
wenn diese Säuren Jodzahlen von höchstens 30 und vorzugsweise von weniger als 10
aufweisen.
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Von den synthetischen anionischen Tensiden besitzen die Sulfonate
und Sulfate besondere praktische Bedeutung.
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Zu den Sulfonaten gehören beispielsweise die Alkylbenzolsulfonate
mit vorzugsweise geradkettigen c915-, insbesondere C1O 14-Alkylresten, die Alkansulfonate,
erhältlich aus vorzugsweise gesättigten aliphatischen C8 18- insbesondere C12-18-Kohlernqasserstoffen
über Sulfochlorierung oder Sulfoxydation, die unter dem Namen "Olefinsulfonate"
bekannten Gemische aus Alkensulfonaten, Hydroxialkansulfonaten und Disulfonaten,
die bei saurer oder alkalischer Hydrolyse der aus end- oder mittelständigen C8 18-
und vorzugsweise c1218-Olefinen durch Sulfonierung mit Schwefeltrioxid zunächst
gebildeten Sulfonierungsprodukte entstehen. Zu den erfinclungsgemäß verwendbaren
Sulfonaten gehören weiterhin Salze, vorzugsweise Alkalisalze von α-Sulfofettsäuren
sowie Salze von Estern dieser Säuren mit ein- oder mehrwertigen, 1 - 4 und vorzugsweise
1 - 2 C-Atome enthaltenden Alkoholen.
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Weitere brauchbare Sulfonate sind Salze von b1ettsä.ureestern der
Oxäthansulfonsäure oder der Dioxypropansulfonsäure, die Salze der Fettalkoholester
von niederen, 1 - 8 C-Atome enthaltenden aliphatischen oder aromatischen Sulfomono-
oder -dicarbonsäuren, die AlhBrlglyceryläthersulfonate sowie die Salze der amidartigen
Kondensationsprodukte von Fettsäuren bzw. Sulfonsäuren mit Aminoäthansulfonsäure.
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Als Tenside vom Sulfattyp sind Fettalkoholsulfate zu nennen, insbesondere
aus Nokosfettalkoholen, Talgfettalkoholen oder aus Oleylalkohol hergestellte, weiterhin
sulfatierte Fettsäurealkylolamide oder Fettsäuremonoglyceride sowie sulfatierte
Alkoxylierungsprodukte von Alkylphenolen (C8-15-Alkyl), Fettalkoholen, Fettsäureamiden
oder Fettsäurealkylolamiden mit 0,5 - 20, vorzugsweise 1 - 8 und insbesondere 2
- 4 Athylen- wld/oder Propylenglykolresten im Molekül.
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Als anionische Tenside vom Typ der Carboxylate eignen sich z.B. die
Fettsäureester oder Fettalkoholäther von Hydroxy carbonsäuren sowie die amidartigen
Kondensationsprodukte von Fettsäuren oder Sulfonsäuren mit Aminocarbonsäuren, z.B.
mit Glykokoll> Sarkosin oder mit Eiweißhydrolysaten.
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Die anionischen Tenside können als Salze der Alkalimetalle, insbesondere
des Natriums, des Ammoniums, niederer aliphatischer Amine oder Alkylolamine eingesetzt
werden, werden aber in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wenigstens
teilweise als freie Säuren eingesetzt und erst beim Durchmischen neutralisiert.
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Zu den nichtionischen Tcrlsidens hier der Einfachheit halber als "Nonionics"
bezeiclmet, gehören die durch Anlagern von 4 - 100, vorzugsweise 6 - 40 und insbesondere
8 - 20 Mol Äthylenoxid an Fettalkohole, Alkylphenole, Fettsäuren, Fett -amine Fettsäure
- oder Sulfonsäureamide erh;ltlichen Polyäthylenglykoläther> außerdem die noch
wasserlöslichen Anlagerungsprodulcte von Propylen oder Butylenoxid an diese. Zu
den Nonionics gehören auch die unter den Handelsnamen "Pluronics" bzw."Tetronics"
bekannten, aus an sich wasserunlöslichen Polypropylenglykolen oder aus wasserunlöslichen
propoxylierten niederen, 1 - 8, vorzugsweise 5 - 6 C-Atome enthaltenden aliphatischen
Alkoholen bzw. aus wasserunlöslichen propoxylierten Alkylendiaminen durch Athoxylieren
bis zur Wasserlöslichkeit erhaltenen Produkte. Schließlich sind als Nonionics auch
die als "Ucon-Fluid" bekannten, z.T. noch wasserlöslichen Reaktionsprodukte der
oben genannten aliphatisehen Alkoholemit Propylenoxid zu verwenden.
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Als Nonionics sind auch vom Mono- oder Diäthanolamin, vom Dihydroxypropylamin
oder anderen Polyhydroxyalkylaminen, z.B. den Glyeaminen abgeleitete Fettsäure-
oder Sulfonsäurealkylolamide, brauchbar. Weiterhin können als Nonionics die Oxide
von höheren tertiären Aminen mit einem hydrophoben Alkylrest und zwei kürzeren,
bis zu je 4 C-Atome enthaltenden Alkyl- und/oder Alkylolresten angesehen werden.
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Zwitterionische Tenside enthalten im Molekül sowohl saure Gruppen,
wie z.B. Carboxyl-, Sulfonsäure-, Schwefelsaurehalbester-, Phosphonsäure und Phosphorsäureteilestergruppen,
als auch basische Gruppen, wie z.B. primäre, sekundäre, tertiäre und quaternäre
Ammoniumgruppierungen. Zwitterionische Verbindungen mit quaternären Ammoniumgruppen
gehören zum Typ der Betaine. Carboxy-, Sulfat- und Sulfonatbetaine haben wegen ihrer
guten Verträglichkeit mit anderen Tensiden besonders praktisches Interesse.
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Das Schäumvermögen der Tenside läßt sich durch Kombination geeigneter
Tensidtypen steigern oder verringern, ebenso wie es durch Zusätze nicht tensidartiger
organischer Substanzen verändert werden kann.
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Als Schaumstabilisatoren eignen sich, vor allem bei Tensiden vom Sulfonat-
oder Sulfattyp, kapillaraktive Carboxy- oder Sulfobetaine sowie die oben erwähnten
Nonionics vom Alkylolamidtyp; außerdem sind für diesen Zweck Fettalkohole oder höhere
endständige Diole vorgeschlagen worden, Ein verringertes Schäumvermögen, das beim
Arbeiten in Maschinen erYrünscht ist, erreicht man vielfach durch Kombination verschiedener
Tensidtypen, z.B. von Sulfaten und/oder Sulfonaten und/oder von Nonionics einerseits
mit Seifen andere seits. Bei Seifen steigt die Schaumdämpfung mit dem Sättigungsgrad
llnd der C-Zahl des Fettsäurerestes an; als Schaumdämpfer haben sich Seifen von
gesättigten C2024-Fettsäuren bewährt.
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Zu den nicht tensidartigen Schauminhibitoren gehören ggf.
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Chlor enthaltende N-alkylierte Aminotriazine, die man durch Umsetzen
von 1 Mol Cyanursäurechiorid mit 2 - 3 Mol eines Mono- und/oder Dialkylamins mit
6 - 20, vorzugsweise 8 - 18 C-Atomen im Alkylrest erhält. Ähnlich wirken propoxylierte
und/oder butoxylierte Aminotriazine, z.B. Produkte, die man durch Anlagern von 5
- 10 Mol Propylenoxid an 1 Mol Melamin und weiteres Anlagern von 10 - 50 Mol Butylenoxid
an dieses Propylenoxidderivat erhält.
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Weitere nicht tensidartige Schauminhibitoren sind wasserunlösliche
organische Verbindungen wie Paraffine oder Halogenparaffine mit Schmelzpunkten unterhalb
von 100O C, aliphatische C18 bis C40-Ketone sowie aliphatische Carbonsäureester,
die
im Säure- oder im Alkoholrest, ggf. auch in jedem dieser beiden Reste, wenigstens
18 C-Atome enthalten (z.B. Triglyceride oder Fettsäurefettalkoholester); sie lassen
sich vor allem bei Kombinationen von Tensiden des Sulfat- und/oder Sulfonattyps
mit Seifen zum Dämpfen des Schaumes verwenden.
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Als besonders schwach schäumende Nonionics, die auch in Kombination
mit anionischen und/oder zwitterionischen Tensiden verwandt werden können und das
Schäumvermögen besser schäumender Tenside herabsetzen, eignen sich Anlagerungsprodukte
von Propylenoxid an die oben beschriebenen kapillaraktiven Polyäthylenglykoläther
sowie die gleichfalls oben beschriebenen Pluronic-, Tetronic- und Ucon-Fluid-Typen.
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Die als Bleichmittel dienenden Aktivehlorverbindungen können anorganischer
oder organischer Natur sein.
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Zu den anorganischen Aktivchlorverbindungen gehören Alkalihypochlorite,
die insbesondere in Form ihrer Mischsalze bzw. Anlagerungsverbindungen an Orthophosphate
oder an kondensierte Phosphate wie beispielsweise an Pyro- und Polyphosphate oder
an Alkalisilikate verwandt werden können.
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Enthalten die Wasch- und Waschhilfsmittel Monopersulfate und Chloride,
so bildet sich in wäßriger Lösung Aktivchlor.
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Als organische Aktivchlorverbindungen kommen insbesondere die N-Chlorverbindungen
infrage, bei denen ein oder zwei Chloratome an ein Stickstoffatom gebunden sind,
wobei vor zugsweise die dritte Valenz der Stickstoffatome an eine negative Gruppe
führt, insbesondere an eine CO- oder SO2-Gruppe. Zu diesen Verbindungen gehören
Dichlor- und Trichlorcyanursäure bzw. deren Salze, chlorierte Alkylguanide oder
Älkylbiguanide, chlorierte Hydantoine und chlorierte Melamine.
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Die verwendbaren Aufheller sind meist, wenn auch nicht cusschließlich,
Derivate der Aminostilbensulfonsäure bzw. Cer Diaminostilbendisulfonsäure, der Diarylpyrazoline,
des Carbostyrils, des 1 ,2-Di-(2-benzoxazolyl)- oder 1,2-Di-(2-benzimidazolyl)-äthylens,
des Benzoxazolyl-thiophens und des Cumarins.
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Beispiele für Aufheller aus der Klasse der Diaminostilbendisulfonsäurederivate
sind Verbindungen gemäß Formel I:
In der Formel können R1 und R2 Alkoxylgruppen, die Aminogruppe oder Reste aliphatischer,
aromatischer oder heterocyclischer, primärer oder sekundärer Amine sowie Reste von
Aminosulfonsäuren bedeuten, wobei in den obigen Gruppen vorhandene aliphatische
Reste bevorzugt 1 - 4 und insbesondere 2 - 4 C-Atome enthalten, während es sich
bei den heterocyclischen Ringsystemen meist um 5- oder 6-gliedrige Ringe handelt.
Als aromatische Amine kommen bevorzugt die Reste des Anilins, der Anthranilsäure
oder der Anilinsulfonsäure infrage. Von der Diaminostilbendisulfonsäure abgeleitete
Aufheller werden meist als Baumwollaufheller eingesetzt. Es sind die folgenden,
vqn der Formel I abgeleiteten Produkte im Handel, wobei R1 den Rest -NHC6H5 darstellt
und R2 folgende Reste bedeuten kann: -NH2, NHCH3 -NHCH2CH20H, -NHCH2CH20CH3, -NHCH2CH2CH20CH3,
-N(CH)CH2CH20H, -N(CH2CH20H)2,Morpholino-, -NHC6H5, -NHC6H4SOH, -OCH3. Einige dieser
Aufheller sind hinsichtlich der Faseraffinität als Ubergangstypen zu den Polyamidaufhellern
anzusehen, z.B. der Aufheller mit R2 = -NHC6H5. Zu den Baumwollaufhellern vom Diaminostilbendisulfonsäuretyp
gehört weiterhin die Verbindung 4,4'-Bis-(4-phenyl-1,2,5-triazol-2-yl)-2,2 -stilbendisulfonsäure.
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Zu den Polyamidaufhellern gehören Diarylpyrazoline der elw II und
III:
In der Formel II bedeuten R3 und R5 Wasserstoffatome, ggf. durch Carboxyl-, Carbonamid-
oder Estergruppen substituierte Alkyl-oder Arylreste, R4 und R6 Wasserstoff oder
kurzkettige Alkylreste, Ari sowie Ar2 Arylreste, wie Phenyl, Diphenyl oder Naphthyl,
die weitere Substituenten tragen können, wie Hydroxy-, Alkoxy-, Hydroxyalkyl-, Amino-,
Alkylamino-, Acylamino-, Carboxyl-, Carbonsäureester-, Sulfonsäure-, Sulfonamid-
und Sulfongruppen oder Halogenatome. Im Handel befindliche Aufheller dieses Typs
leiten sich von der Formel III ab, wobei der Rest R7 die Gruppen Cl, S02NH2, -SO2CH=CH2
und -COOCH2CH20CH darstellen kann, während der Rest R8 meist ein Chloratom bedeutet.
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Auch das 9-Cyanoanthracen ist zu den Polyamidaufhellern zu zählen.
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Zu den Polyamidaufhellern gehören weiterhin aliphatische oder aromatische
substituierte Aminocumarine, z.B. das 4-Methyl-7-dimethylamino- oder das 4-Methyl-7-diäthylaminocumarin.
Weiterhin sind als Polyamidaufheller die Verbindungen 1-(2-Benzimidazolyl )-2-(
1 -hydroxyäthyl-2-benzimidazolyl )-äthylen und 1-Äthyl-3-phenyl-7-diäthylamino-carbostyril
brauchbar. Als Aufheller für Polyester- und Polyamidfasern sind die Verbindungen
2,5-Di-(2-benzoxazolyl )-thiophen, 2-(2-Benoxazolyl)-naphthoC2 3-b3 -thiqphen und
1, 2-Di- (5-methyl-2-benzoxazolyl )-äthylen geeignet.
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Zum Stabilisieren der Aufheller empfiehlt es sich, organische Komplexbildner
in Mengen von wenigstens 0,1, vorzugsweise 0,2 1 Gew,- der festen Produkte einzuarbeiten,
sofern sie nicht erst nach der Mikrowellenbehandlüng zugesetzt werden.
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Beispiel 1 Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde ein Grobwaschmittel
hergestellt. Die Bestandteile und ihre Anteile waren: 50 Gew. -% Natriumtripolyphosphat
2 Gew.-% Carboxymethylcellulose 3 Gew.-% Magnesiumsilikatpulver 5 Gew.-% Fettsäure
(30 % Kokos-, 20 % Palmkern-, 50 % Talgfettsäure, Jodzahl = 1) 7 Gew.-% Soda kalziniert
4 Gew.-% Na20 . 3,35 SiO2 8 Gew.-& Dodecylbenzolsulfonsäure 3 Gew.-% FeLtalkohol-ÄO-Addukt
(Oleylalkohol + 10 Ä0) 4 Gew.-% Natriumsulfat 3 Gew.-% mit den oben genannten Rohstoffen
eingeschlepptes Wasser 11 Gew.-t weiter zugesetztes Wasser.
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Die Feststoffe (Natriumtripolyphosphat, Carboxymethylcellulose, Magnesiumsilikatpulver,
Fettsäure, Soda und Wasserglaspulver) wurden in einem Lödige-Mischer zunächst vorgemischt,
worauf bei weiterlaufendem Mischer die Alkylbenzolsulfonsäure, welche auch das Natriumsulfat
enthielt, und anschließend eine Suspension von Fettalkohol-ÄO-Addukt in der gesamten
noch zuzusetzenden Wassermenge zugesetzt wurde. Es wurde noch kurze Zeit weitergemischt.
Insgesamt nahm die Vermischung sämtlicher Komponenten etwa vier Minuten in Anspruch;
das Gemisch erwärmte sich beim Durchmischen und hatte bei Entnahme eine Temperatur
von etwa 350C.
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Das Schüttgewicht des so erhaltenen Granulats liegt, wenn eine Mikrowellenbehandlung
unterlassen wird, bei etwa 590 g/l.
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Das entstandene Granulat wurde dem Mikrowellenapparat zugeführt.
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a) Das noch feuchte Granulat-lIaufwerk wurde in einer Höhe von etwa
10 cm und in Mengen von jeweils 600 g in einen handels üblichen Mikrowellenofen
(Typ "Privileg", Vertriebsfirma: Quelle Großversandhaus, 851 Fürth/Bayern, Betriebsfrequenz
etwa 2450 MHz, Mikrowellenleistung 600 Watt) eingeführt, worauf die verschiedenen
Granulatproben verschieden lange einer Mikrowellenbestrahlung ausgesetzt wurden.
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Selbst nach Bestrahlungsdauern von 1 Minute und weniger wurden Granulate
erhalten, die völlig trocken erscheinen und bei der-Lagerung nicht mehr erweichen
bzw. zusammenbacken. Tabelle 1 zeigt Schüttgewicht und Wassergehalt nach Bestrahlung
in Abhängigkeit von der Bestrahlungsdauer.
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Tabelle 1 Schüttgewicht und Wassergehalt nach Bestrahlung im Privileg-Mikrowellenofen
Zusatz % 3 Min. 4 Min. 5 Min. 6 Min.
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kein Zusatz 510 g/l 500 g/l 490 g/l 490 g/l 12 % H20 11 % H20 9 %
H20 7 % H20 2 % Borax 500 g/l 480 g/l 470 g/l 460 g/l 12 % H20' 10 % H2O 8 % H2O
7 % H2O 3 % Borax 500 g/l 480 g/l ß70 g/l 460 g/l 11 % H20 10 % H2O 8, % H2O 7 %
H2O
Aus Tabelle 1 ergib-t sich, daß durch die Mikrowellenbestrahlung
neben der bereits erwähnten Verhinderung eines Zusammen backens eine erhebliche
Schüttgewichtsverminderung eintritt.
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Die Schüttgewichtsminderung ist insbesondere bei Zusatz von Natriumborat
besonders hoch. Die erfindungsgemäß mit Mikrowellen bestrahlten Produkte lösen sich
schneller auf als entsprechende, ohne Anwendung von Mikrowellen verfestigte Granulate.
Beim Auflösen der erfindungsgemäß hergestellten Produkte verbleibt ferner weniger
nicht gelöster Rückstand als beim Auflösen nicht mit Mikrowellen behandelter entsprechender
Produkte.
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b) Wie oben beschrieben hergestelltes feuchtes Granulathaufwerk wurde
ferner durch Mikrowellenbestrahlung bei einer Leistung von 2500 Watt bei 2450 MHz
aufgebläht. (Verwendeter Mikrowellenofen: Hertz-Four FAC 4000-Mikrowellenherd, Vertriebsfirma:
Paul Tiefenbacher & Co., Hamburg).
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Tabelle 2 zeigt die Abnahme des Schüttgewichts und des Wassergehalts
mit der Bestrahlungsdauer.
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Tabelle 2 650 g Pulver 15 cm - 7 cm h Min. Mikrowell 0 0,5 0,75 1
1,25 1,5 1,75 2 Schüttgewicht g/l 580 510 490 470 440 430 420 410 % Wasser 14 12
11 10 8 7 6 5 1300 g Pulver 18 cm # 10 cm h blin ^1ikrowell 0 1 1,5 2 2,5 3 3,5
4 Schüttgewicht gIl 570 550 510 490 470 450 440 440 % Wasser 15 13 11 10 9 7 6 5
Auch hier wurden nach weniger als 1 min. (z.B. 30 sek.) Granulate erhalten, die
völlig trocken erscheinen und bei der Lagerung nicht mehr aufweichen und nicht mehr
zusammenbacken, obwohl bei einer so kurzen Bestralllungsdauer nur ein geringer Teil
des asrs verdampft wird.
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Vergleichbare Ergebnisse wurden bei kontinuierlicher Durchführung
des noch nicht völlig verfestigten Haufwerk durch eine speziell angefertigte Durchlaufapparatur
zur Mikrowellenbestrahlung erhalten.
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Beispiel 2 Die Beschleunigung des Abbindens, die durch Mikrowellenbestrahlung
erreicht wird, wird durch einen einfachen Versuch demonstriert: Gemäß Beispiel 1a)
3 min. lang mit Mikrowellen bestrahltes, auf Raumtemperatur durch kurze Luftaufwirbelung
abgekühltes Granulat und unbehandeltes, noch feuchtes, wie oben beschrieben hergestelltes
Granulat werden in je ein Dewargefäß gegeben, worauf die Innentemperatur des Granulats
während der folgenden Stunden regelmäßig ermittelt wird. Im Falle des bestrahlten
Produktes bleibt die Innentemperatur praktisch konstant, was auf praktisch völlig
abgeschlossene Hydratation schließen läßt. Die Innentemperatur des unbehandelten
Granulats nimmt jedoch noch mehrere Stunden lang zu und erreicht nach etwa 5 Stunden
ihren Höchstwert 49 °C. Der Höchstwert wird im allgemeinen nach etwa 4 - 14 Stunden
erreicht. In anderen entsprechenden Versuchen sind Höchsttemperaturen zwischen 45
und 60 °C beobachtet worden.
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Beispiel 3 Vergleichbare Ergebnisse wurden auch mit anderen Rezepturen
erhalten. Eine Rezeptur auf Sodabasis war die folgende: 45 Gew.-% Soda kalziniert
6 Gew.-% Na20 . 3,35 SiO2 3 Gew.-t Magnesiumsilikatpulver 5 Gew.-% Fettsäure (30
% Kokos-, 20 % Palmkern-, 50 % Talgfettsäure, Jodzahl = 1) 3 Gew.-% Carboxymethylcellulose
20 Gew.-% Talgfettalkohol mit 5 Mol Äthylenoxid 3 Gew.-% Natriumsulfat 15 Gew.-%
Wasser.
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Wie in Beispiel 1 wurden die Festbestandteile zunächst im Lödige-Mischer
vorgemischt, worauf bei weiterlaufendem Mischer eine Suspension des Talgfettalkohol-Äthylenoxid-Addukts
in der gesamten Wassermenge zugesetzt wurde. Es wurde wiederum 4 min.
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lang gemischt; bei der unmittelbar auf die Durchmischung folgenden
Entnahme hatte das Gemisch eine Temperatur von etwa 35 OC