DE2418942A1

DE2418942A1 - Verfahren zur herstellung von poroesen granulen und nach dem verfahren hergestellte granulen

Info

Publication number: DE2418942A1
Application number: DE19742418942
Authority: DE
Inventors: Robin John Green; Daniel Marten Van Kampen
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1973-04-19
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1974-11-07
Also published as: DE2418942C2; IT1011757B; GB1466868A; NL7405235A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ING. A.VAN DERWERTH DR. FRANZ LEDERER

21 HAMBURG 90 β MÖNCHEN 80

WllSTORFER STR 32 TEL. IO40I 770861 LUCILE-CRAHN-STR. 22 · TEL. (0891 47 29-«7

München, 19. April 1974 C 743 .

TJNILEVEE N. V.

Burgemeester s'Jacobplein 1, Rotterdam, Niederlande

Verfahren zur Herstellung von porösen Granulen und nach dem Verfahren hergestellte Granulen

Die Erfindung betrifft granulierte Materialien, welche zur Absorption von flüssigen Bestandteilen geeignet sind, die in eine ßeinigungsmittelformulierung eingebaut werden sollen. Bei einer Pulverformulierung besteht die Schwierigkeit bei der Zugabe von Flüssigkeiten, daß die Flüssigkeiten in einer Form zugesetzt werden müssen, die mit den Pulvermaterialien verträglich ist, und eine Methode zur Erzielung dieser Verträglichkeit besteht darin, die Flüssigkeitskomponente in der Komponente der porösen Granulen der Formulierung zu absorbieren. Die die absorbierte Flüssigkeit tragende Granule kann dann in einer Beschichtungsstufe weiterbehandelt werden.

Die geforderten Eigenschaften für diese absorbierenden Materialien sind, daß sie eine hohe Porosität besitzen, so daß die

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Flüssigkeitskomponente in wirksamer Weise in der Formulierung eingebaut werden, und daß sie eine hohe Festigkeit besitzen, so daß sie während des Verarbeitens und der Lagerung nicht zerrieben oder abgerieben werden,'wodurch die Bildung von feinen Anteilen in der Formulierung gegeben wäre. Ein weiteres Erfordernis ist es, daß die Flüssigkeitskomponente nach dem Einbau in einer Formulierung stabil bleibt.

Es wurde gefunden, daß Alkalimetall- und Ammoniumtr!polyphosphate in hochporöse Granulen mit guter Festigkeit durch einen Granulierungsvorgang in einem praktisch waagerechten, kreisringförmigen, rotierenden Bett in einer Vorrichtung, welche eine drehbare, am unteren Ende eines praktisch senkrechten Zylinders angeordnete Grundplatte besitzt, überführt werden können. Der Ausdruck "Alkalimetall" umfaßt Natrium und Kalium. Ein Bindemittel, z. B. Wasser, ist zur Herbeiführung der Granulierung erforderlich, und dieses Bindemittel wird vorzugsweise hinzugesetzt, nachdem das gepulverte Tripolyphosphat zu einem kreisringförmigen Bett durch Drehung der Grundplatte ausgebildet worden ist. Andere Bindemittel, z. B. Carboxymethylzellulosen, Dextrin oder Polyvinylalkohol können ebenfalls verwendet werden. Silikat kann auch als Bindemittel wirken, jedoch ist dieses Produkt bei der gemeinsamen Verwendung mit Enzymen nicht geeignet. Die Grundplatte wird vorzugsweise mit 200 bis I5OO Upm , besonders bevorzugt mit 500 bis 800 Upm. rotieren gelassen. Der Wert wird in Abhängigkeit von der Größe der Grundplatte ausgewählt. Das granulierte Produkt wird getrocknet, um eine annehmbare Porosität sicherzustellen, vorzugsweise wird das Trocknen unter Inbewegunghalten vorzugsweise oberhalb von 135 ⁰C und besonders bevorzugt oberhalb von 150 ⁰C durchgeführt. Ein praktisch wasserfreies Material wird bevorzugt.

Das zur Granulierung verwendete Pulver besitzt vorzugsweise eine Teilchengröße unterhalb von 100 Mikron, jedoch können

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auch Pulver bis zu 300 Mikron (0,3 mm) bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Vorrichtung umfaßt eine vorzugsweise senkrecht angeordnete, glatte Seitenwand, z. B. einen Zylinder, wobei sich hierin konzentrisch angeordnet ein drehbarer, aufgerauhter, vorzugsweise waagerechter Tisch, befindet. Dieser Tisch ist um die Mittelachse der Seitenwände drehbar, so daß eine Relativbewegung zwischen· dem Tisch und der Seitenwand auftritt. Das Ausmaß des Aufrauhens des Tisches wird für ein bestimmtes Verfahren ausgewählt, und der Tisch ist von der Seitenwand geringfügig getrennt. Eine Vorrichtung dieses Typs wird von S¹UJi Paudal KK (früher S¹UJi Denki Kogyo KK) in Japan unter der Warenbezeichnung Marumerizer hergestellt. Diese Vorrichtung ist in der deutschen Patentschrift 1 294 351 und der US-Patentschrift 3 277 520 (reissued No. 27214) wie auch in der veröffentlichten japanischen Anmeldung 8684/1967 beschrieben. In der letztgenannten Anmeldung ist eine Methode zum Granulieren von Pulvern mit Hilfe eines Bindemittels in einer Vorrichtung beschrieben, welche einen waagerechten Rotor auf dem Boden eines glatten, senkrechten Zylinders umfaßt.

Es war jedoch überraschend, daß Tripolyphosphate in Granulen, welche die gewünschten Eigenschaften besitzen, in einer einzigen Granulierstufe unter Verwendung der zuvor beschriebenen Vorrichtung überführt werden konnten.

Das Granulierverfahren liefert Granulen mit einem Durchmesser im Bereich von 0,3 mm bis 3*0 mm, wobei dieser Bereich für Reinigungsmittelzusammensetzungen vorteilhaft und erwünscht ist. ·

Ein Vorteil der Verwendung granulierter Tripolyphosphate liegt darin, daß sie übliche Reinigungsmittelbestandteile

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im Gegensatz zu porösen Kieselerden und Diatomeenerden sind. Diese letztgenannten Materialien sind als Träger für flüssige Komponenten in Reinigungsmittelformulierungen vorgeschlagen worden. Ein besonderer Anwendungszweck für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Tripolyphosphatgranulen ist der Einbau einer Enzjmkomponente in einer Reinigungsformulierung. Es wurde gefunden, daß die Absorption eines in einem flüssigen, nicht-ionischen, grenzflächenaktiven Mittel suspendierten Enzymsin die porösen Granulen enzymhaltige Granulen ergibt, weiche eine Stabilität in einer Reinigungsformulierung besitzen, die oberhalb derjenigen üblicher Proben liegt. Das Enzym kann ein beliebiges der zur Verwendung in Reinigungsformulierungen bekannten Enzyme sein_s z« B₀ Alkalase und Maxatase.

Die Granu-len können ebenfalls zur Absorption eines nichtionischen, grenzflächenaktiven Materials verwendet werden, so daß ein relativ hoher Gehalt an nicht-ionischem Anteil in eine Eeinigungsraittelformulierung ohne die üblichen Probleme der Verarbeitung und der Lagerung eingebaut werden kann. Dibutylphthalat ist ein !weiteres Material, das in dieser Weise zugesetzt werden kann» Wie bereits zuvor ausgeführt, können Granulen mit einem in Wasser dispergierbaren Material überzogen werden« z. B. nachdem die Flüssigkeit absorbiert worden ist. Das wasserdispergierbare Material löst sich in der Waschlauge auf. Es %-mrde gefunden, daß die Phase I, die Phase II und die Hexahydrate geeignete Formen von Tripolyphosphat für ein Granulieren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind«,

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des folgenden Beispieles näher erläutert»

Beispiel

2 kg Katriunrfcripolyphosphat, Phase II (Ex Progil) wurde in einer Granuliervorrichtung vom Typ liarumerizer Q4JO angeordnet, die einen Durchmesser von 229 mm besaß, und es wurden

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etwa 700 ml Wasser auf das Pulver während einer Zeitspanne von etwa 4 Minuten aufgesprüht, während die Grundplatte bei 350 Upm rotieren gelassen wurde. Das Produkt wurde dann abgelassen und in einem Ofen oder einem Fließbett-Trockner getrocknet, wobei die erzielte Porosität und die erzielte Festigkeit in beiden Fällen gleich war. Bei dem ersten Ansatz traten einige Probleme mit durch den Spalt zwischen der Grundplatte und der Zylinderwand nach unten durchtretendem Pulver und mit auf der Grundplatte aufgebautem Material auf. Jedoch wurde die Vorrichtung nicht gereinigt, und der zweite und die folgenden Ansätze führten zu keinem weiteren Aufbau von Material und zu keinem weiteren Verlust von feinen Anteilen. Die Ausbeute betrug 100 %, wobei 70 bis 80 % des Produktes im gewünschten Größenbereich (0,35 his 1,5 mm) vorlagen. Der restliche- Anteil wurde nach dem Absieben und Mahlen von Material mit Übergröße rückgeführt.

Es wurde gefunden, daß die Granulen hinsichtlich mechanischer Festigkeit genau so gut oder besser als handelsübliche Produkte und besser als diese Produkte hinsichtlich Porosität und Enzymstabilität waren.

Die Verbesserung hinsichtlich der letztgenannten Eigenschaft wurde durch folgende Untersuchung gezeigt. In einem Lödige-Mischer wurden 1,5 kg (10 %) Enzym-Aufschlämmung, welche 22 % Maxatase, 23 % Magnesiumsulfat, 55 % nicht-ionische, grenzflächenaktive Stoffe (Tergitol 15-S-9) enthielt und eine Aktivität von 500 000 Delft-Einheiten besaß, über 12,79 kg (85,26 °/o) granuliertes, wie zuvor hergestelltes, Tripolyphosphat gesprüht. Nach dem Sprühvorgang wurde ein Gemisch von 704 g (4,6 °/o) nicht-ionischem, grenzflächenaktivem Stoff und 6 g (0,04 °/o) Monastral Fast Green als eine zweite Schicht über das Gemisch gesprüh^. Uach dem Entleeren des Lödige-Mischers wurden Lageruntersuchungen im Hinblick auf die Stabilität des Enzyms durchgeführt. Hierzu wurde ein Gemisch

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hergestellt, das 6 % des "besprühten Materials, 22 % Perborat und 72 % Grundpulver enthielt. Unter Verwendung eines Probenaufteilers wurden 20 Flaschen jeweils mit 100 g dieses Gemisches gefüllt und vier Wochen bei 37 ⁰^ aufbewahrt. Jede Woche wurde der gesamte Inhalt einer Flasche auf Enzymaktivität untersucht. Weiterhin wurde ein Vergleichsversuch durchgeführt, wobei handelsüblich erhaltene Granulen verwendet wurden. Die Enzymhalbwertszeit in einer Formulierung, bei welcher das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt verwendet wurde, betrug JO Tage und bei Verwendung des handelsüblichen Produktes nur 20 Tage.

Das Grundpulver enthielt:

Natriumalkylbenzolsulfonat 10 % nicht-ionischer, grenzflächenaktiver Stoff (Tergitol 15-S-9) 6 %

Natriumtalgseife 13 %

Natriumtripolyphosphat 4-5 %

alkalisches Natriumsilikat 8 %

Natriumsulfat · 18 %

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Claims

Patentansurüche

1. Verfahren zur Herstellung von porösen Granulen von Alkalimetalloder Ammoniumtripolyphosphat mit Durchmessern im Bereich von 0,3 mm "bis 3,0 mm, dadurch gekennzeichnet, daß Tripolyphosphat in Pulverform mit einer Teilchengröße unterhalb von 0,3 mm in einem praktisch waagerechten, kreisringförmigen, rotierenden Bett in einer Vorrichtung zu Granulen geformt wird, die eine im Unterteil eines praktisch senkrechten Zylinders angeordnete, drehbare Grundplatte besitzt, wobei ein flüssiges Bindemittel zur Herbeiführung der Granulierung hinzugesetzt und die Granulen anschließend getrocknet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichn e t, daß die Granulen unter Inbewegunghalten bzw. Rühren getrocknet werden.

3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulen bei 135 °^ oäer einer darüber liegenden Temperatur getrocknet werden.

^l'r_o Verfahren nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur wenigstens 150 ⁰G beträgt«

5= Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangspulver verwendet x-jird, dessen Teilchengröße unterhalb von 100 Mikron liegt»

6■«, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die Grundplatte mit 200 bis 1500 Upm gedreht wird.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte mit 500 bis 800 Upm gedreht wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichne-t, daß das granulatformxge Produkt im wesentlichen bis zur wasserfreien Form getrocknet wird.

9· G-ranulen, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

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