DE2548639C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Reinigungsmittelzusammensetzungen in Granulatform.
Eine feste Reinigungsmittelzusammensetzung wird für den Markt
gewöhnlich in Form eines granulatförmigen Feststoffes hergestellt.
Üblich angewandte Arbeitsweisen zur Herstellung
dieser Granulate sind Sprühtrocknen, Sprühkühlen und Trockenmischen.
Diese Arbeitsweisen werden zur Herstellung von Granulen
mit einem Durchmesser von etwa 0,3 mm bis 3 mm angewandt.
Diese Arbeitsweisen können in Kombination angewandt werden,
z. B. kann ein Bestandteil in ein sprühgetrocknetes Produkt
trocken eingemischt werden.
In der deutschen Patentanmeldung P 23 52 393 ist die Verwendung
einer Vorrichtung beschrieben, welche einen innerhalb einer
zylindrischen, glatten Seitenwand drehbaren Grundteller aufweist,
um eine Reinigungsmittelzusammensetzung aus Pulverbestandteilen
zu granulieren. Bei dieser zuvor beschriebenen
Arbeitsweise werden die Reinigungsmittelbestandteile in
Pulverform zu einem praktisch waagerechten, kreisringförmig
sich drehenden Bett geformt und mit einem flüssigen Bindemittel
in Kontakt gebracht, das aus einem Bestandteil während
der Rotation freigesetzt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Vorrichtung für die Nachgranulierungsbehandlung
von Granulen angewandt, welche nach einer
anderen, nicht auf Extrusion beruhenden Granuliertechnik gebildet
wurden.
Erfindungsgemäß wird eine Reinigungsmittelzusammensetzung gemäß
dem Verfahren des Hauptanspruchs hergestellt. Die Aggregation
der Pulverbestandteile kann beispielsweise durch Pfannengranulation
erfolgen.
Eine andere Vorrichtung, die für die ursprüngliche Granulierungsstufe
verwendet werden kann, besteht in einer offenen
Schüssel mit einer zentralen, senkrechten Welle. Die Schüssel
ist auf einem Vibrationstisch montiert, der der Schüssel eine
kreisende, oszillierende Bewegung erteilt. Das Material in der
Schüssel erfährt eine Taumel- und Rollbewegung. Ein Beispiel
einer solchen Vorrichtung ist eine Beschichtungsmaschine, wie
sie im Handel unter der Bezeichnung "Vibro-Energy" von William
Boulton, Burslem, England erhältlich ist. Die hier vorgeschlagene
Nachgranulierungsvorrichtung ist als Vorrichtung zur Überführung
von extrudierten Materialien in Kugelform bekannt.
Die Behandlung von extrudierten Materialien fällt jedoch nicht
unter die vorliegende Erfindung.
Die Anwendung dieser Nachgranulierungsbehandlung ermöglicht
es, die Schüttdichte des Ansatzes so auszuwählen, daß sie
für den Ansatz geeignet ist. Bei der Verarbeitung von Reinigungsmittelansätzen
tritt es nicht selten auf, daß ein Bestandteil
des Ansatzes verändert wird, und daß mit den zuvor angewandten
Verarbeitungsbedingungen ein Ansatz mit einer unterschiedlichen,
niedrigeren Schüttdichte erhalten wird. Falls
die zuvor vorhandene, hohe Schüttdichte erwünscht ist, muß
eine beträchtliche Arbeit aufgewandt werden, um die Verarbeitungsparameter
so zu variieren, daß die zuvor erreichte Dichte
erhalten wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß es eine
Grenze hinsichtlich der Steigerung der Schüttdichte gibt, die
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden kann;
üblicherweise beträgt diese Steigerung nicht mehr als 60%
der ursprünglichen Schüttdichte. Die Nachgranulierungsbehandlung
wird ohne Zugabe eines Bindemittels durchgeführt.
Vorzugsweise erfolgt die Verdichtungsbehandlung für eine Zeitspanne
von wenigstens etwa 0,5 Minuten und besonders bevorzugt
3 Minuten. Die Verdichtung wird vorzugsweise solange durchgeführt,
bis die Schüttdichte um wenigstens etwa 0,1 g/ccm erhöht
worden ist.
Die Verwendung der beschriebenen Vorrichtung ermöglicht es,
daß sogar bei einer Veränderung der Ansatzbestandteile in der
ersten Granulationsstufe eine bleibende Schüttdichte erreicht
werden kann. Die in der Vorrichtung vorgeschlagene Behandlung
führt zu einer Erhöhung bzw. Steigerung der Schüttdichte, wobei
eine solche Steigerung von der Behandlungszeit abhängt. Auf
diese Weise können durch Veränderung dieses Parameters in der
nachfolgenden Behandlungsstufe Ansätze von bleibender Schüttdichte
hergestellt werden. Schüttdichten im Bereich von 0,25
bis 1 g/ccm können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
erreicht werden. Die Zeit, die zwischen der Granulierstufe
und der Nachgranulierungsstufe verstreichen kann, hängt von dem
verwendeten Granulierprozeß ab. Bei einigen Granulierprozessen
nimmt die Erhöhung der Schüttdichte, die mit einer üblichen
Nachgranulierungsbehandlung erreicht wird, mit Zunahme der Zeitspanne
zwischen den Stufen ab.
Die bei dem Nachgranulierungsverfahren gemäß der Erfindung angewandte
Vorrichtung umfaßt eine senkrecht angeordnete,
glatte Seitenwand eines Zylinders, innerhalb
dessen ein drehbarer, gerauhter, im wesentlichen waagerechter
Tisch angeordnet ist. Der 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 wird von den Seitenwänden geringfügig getrennt angeordnet,
wobei das Aufrauhen von der Herstellung herrühren
kann.
Eine Vorrichtung dieser Art wird von Fuji Paudal KK
(früher Fuji Denki Kogyo KK), Japan unter der Warenbezeichnung
"Marumerizer" hergestellt. Diese Vorrichtung ist in der
deutschen Patentschrift 12 94 351 und in der US-Patentschrift
32 77 520 (reissued 27214) wie auch in der bekanntgemachten
japanischen Patentanmeldung 8684/1967 beschrieben.
Der Reinigungsmittelansatz, auf welchen das erfindungsgemäße
Verfahren angewandt wird, enthält einen reinigungsmittelaktiven
Stoff. Dieser aktive Stoff oder ein Gemisch solcher aktiver
Stoffe besteht aus der bekannten Gruppe von anionischen,
kationischen, nicht-ionischen, amphoteren und zwitterionischen,
aktiven Stoffen. Beispiele von handelsüblichen, bekannten,
aktiven Stoffen sind Alkylarylsulfonate, z. B. Dodecylbenzolsulfonat,
C₁₀-C₂₀-Alkylsulfate, sulfonierte Olefine (C₁₀-C₂₀),
äthoxylierte (5ÄO bis 9ÄO) Alkohole (C10-18), wobei letztere
verzweigt- oder geradkettig sein können, Salze von langkettigen
Fettsäuren (C₁₀-C₂₀). Die üblichen Salze sind die Natriumsalze,
jedoch sind auch Kaliumsalze, Ammoniumsalze und andere
wasserlösliche Salze verwendbar. Beispiele der aktiven Stoffe
sind in "Surface Active Agents and Detergents", Band II (1958)
von Schwartz, Perry und Berch aufgeführt.
Ebenfalls können Builder bzw. Gerüststoffe für die Reinigungskraft
vorhanden sein, wobei Beispiele sind: Ausfällungsbuilder,
die unlösliche Calciumsalze bilden, z. B. Natriumorthophosphat,
Carbonate und Natriumalkyl- und -alkenylsuccinate, sulfonierte
Fettsäuresalze und Malonate und ebenfalls Sequestrierbuilder,
die entweder organische oder anorganische Stoffe sein können,
z. B. Natriumhydrofurantetracarboxylat, Natriumpyrophosphat,
Natriumnitrilotriacetat, Natriumäthylendiamintetraacetat,
Natriumzitat, Natriumtartrat, Natriummalat, Trinatriumcarboxymethyloxysuccinat,
Natriumoxydiacetat, Natriumoxydisuccinat
und ebenfalls Polyelektrolytbuilder, wie Natriumpolyacrylat
und Copolyäthylenmaleat.
Alkalische Salze, z. B. Natriumsilikate, können ebenfalls vorliegen.
Bleichmittel, z. B. aktiven Sauerstoff freisetzende Verbindungen
wie Perborate, Percarbonate, können vorhanden sein, vorzugsweise
in einer Menge von etwa 5 bis etwa 30%. Andere Zusatzstoffe,
die normalerweise in relativ kleinen Mengen vorliegen,
sind Mittel zur Verhinderung der Rückablagerung von
Schmutz, Dufststoffe, optische Aufheller und Germizide.
Der Reinigungsmittelansatz enthält vorzugsweise von etwa 5 bis
etwa 30 Gew.-% eines als Reinigungsmittel aktiven Materials
und ein Buildermaterial für das Reinigungsvermögen im gleichen
Bereich. Die Menge an aktivem Stoff kann außerhalb dieser
Grenzwerte für spezifische Ansätze bzw. Formulierungen liegen,
d. h. von etwa 2 bis etwa 40 Gew.-%. Die Menge an Builder bzw.
Gerüststoff für das Reinigungsvermögen kann ebenfalls außerhalb
dieses bevorzugten Bereiches liegen, d. h. von etwa 5
bis etwa 60 Gew.-%. Die größeren Mengen an Builder bzw. Gerüststoff
werden bei Ansätzen angewandt, die für relativ geringe
Konzentrationen beim Gebrauch vorgesehen sind, z. B. zum Waschen
von Textilien.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt
besitzt visuelle Ähnlichkeit zu dem Produkt, das nach bekannten
Arbeitsweise erhalten wurde, z. B. durch Sprühtrocknen.
Daher wird das Produkt vom Verbraucher in einem handelsüblichen
Produkt ohne weiteres angenommen.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Ein Pfannengranulator mit einem Durchmesser von 500 mm und
einer Tiefe von 250 mm wurde für die Granulierstufe verwendet.
Es wurde mit einem Winkel von 30° zur Waagerechten bei einer
Rotationsgeschwindigkeit von 22 UpM betrieben. Der unten angegebene
Ansatz wurde in Pulverform gemischt, und eine 5-kg-
Charge wurde in der Pfanne durch Aufsprühen von Wasser hierauf
als Bindemittel granuliert.
Bestandteil | |
Menge (Gew.-%) | |
Natriumdodecylbenzolsulfonat | |
15,6 | |
Kokosnußäthanolamid | 2,2 |
Natriumtripolyphosphat | 35,6 |
alkalisches Silikat | 6,7 |
Natriumsulfat | 18,4 |
Natriumperborat | 21,1 |
Zusatzstoffe in kleineren Mengen | 0,4 |
Das Produkt besaß eine Schüttdichte von 0,56 g/ccm. Ein Kilogramm
des Produktes wurde unmittelbar nach der Herstellung in die
Vorrichtung zum Nachgranulieren (Marumerizer) mit einem Durchmesser
von 230 mm eingefüllt. Das Produkt wurde dem Nachgranulierverfahren
unterworfen, wobei die Vorrichtung mit 1160 Upm
rotieren gelassen wurde. Nach 5 Minuten hatte sich die Schüttdichte
auf einen Wert von 0,91 g/cm erhöht. Die Prüfung des
Produktes zu zwischenliegenden Zeiten zeigte, daß die Dichte
nach 0,5 Minuten einen Wert von 0,69, nach 1 Minute einen Wert
von 0,71 und nach 3 Minuten einen Wert von 0,82 hatte.
Das Beispiel 1 wurde mit dem folgenden Ansatz wiederholt:
Bestandteil | |
Menge (Gew.-%) | |
Natriumdodecylbenzolsulfonat | |
8,3 | |
Natriumstearat | 4,7 |
nicht-ionisches, grenzflächenaktives Mittel | 2,6 |
Natriumtripolyphosphat | 42,0 |
alkalisches Silikat | 6,8 |
Natriumsulfat | 7,4 |
Natriumperborat | 27,3 |
Zusatzstoffe in kleineren Mengen | 0,9 |
Für diesen Ansatz bestand der für die Granulierung verwendete
Binder aus Wasser, das die geeignete Menge des zuvor
angegebenen, nicht-ionischen, aktiven Stoffes enthielt. Die
Granulen besaßen anfänglich eine Schüttdichte von 0,56 g/ccm,
und nach einer Behandlung für 4 Minuten in der zuvor beschriebenen
und im Beispiel 1 angewandten Vorrichtung (Marumerizer)
wurde eine Schüttdichte (Grenzwert) von 0,87 g/ccm erreicht.
Dieses Beispiel beschreibt die Nachgranulierungsbehandlung
eines sprühgetrockneten Produktes. Der folgende Ansatz wurde
in Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von 55% aufgeschlämmt
und einem normalen Sprühtrocknungsvorgang unterzogen.
Bestandteil | |
Menge (Gew.-%) | |
Natriumdodecylbenzolsulfonat | |
9,1 | |
Natriumstearat | 12,5 |
nicht-ionisches Aktivmaterial | 6,0 |
Natriumtripolyphosphat | 50,0 |
alkalisches Silikat | 6,8 |
Natriumsulfat | 14,8 |
Zusatzstoffe in kleineren Mengen | 0,8 |
Das sprühgetrocknete Produkt besaß eine anfängliche Schüttdichte
von 0,34 g/ccm, und nach einer Verzögerung von 10 Minuten
wurde es einer 10minütigen Nachgranulierbehandlung in der im
Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung (Marumerizer) unterzogen,
wobei es eine Schüttdichte (Grenzwert) von 0,52 g/ccm erreichte.
Es wurde ein Ansatz mit den im folgenden aufgeführten Bestandteilen
der Granulierung in der zuvor beschriebenen Vibrationsschüsselvorrichtung
unterworfen.
Bestandteil | |
Menge (Gew.-%) | |
Natriumdodecylbenzolsulfonat | |
21,5 | |
Natriumtripolyphosphat | 34,4 |
alkalisches Silikat | 6,5 |
Natriumsulfat | 14,0 |
Natriumperborat | 21,4 |
Kokosnußäthanolamid | 2,2 |
Vier Kilogramm des Ansatzes in Pulverform wurden in die Vorrichtung
eingefüllt und durch Aufsprühen von Wasser als Bindemittel
in einer Menge von 600 g während einer Zeitspanne von
10 Minuten granuliert. Das Granulierungsprodukt wurde entleert,
und das Material mit Übergröße (größer als 1 mm) wurde ausgesiebt.
Das gesiebte Produkt besaß eine Schüttdichte von
0,64 g/ccm, und 1 kg des Produktes wurde in die in Beispiel 1
beschriebene Nachgranulierungsvorrichtung mit 230 mm Durchmesser
(Marumerizer) eingefüllt und 5 Minuten bei 1160 Upm behandelt.
Die Zeitspanne zwischen der Entleerung und dem Beginn
der Nachgranulierungsbehandlung betrug 5 Minuten. Die Schüttdichte
erhöhte sich auf 0,73 g/ccm.
Dieses Beispiel zeigt die Verminderung der Erhöhung der Schüttdichte
bei zunehmender Zeitspanne zwischen den beiden Stufen
des Verfahrens. Das Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch
unterschiedliche Zeitintervalle zwischen der Granulierung und
der Nachgranulierung verstreichen gelassen wurden. Die Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt. Die
Schüttdichte betrug unmittelbar nach der Granulierung 0,64 g/ccm.
Zeitspanne zwischen den Stufen (Minuten) | |
Schüttdichte (g/ccm) nach der Nachgranulierung | |
0 | |
0,90 | |
30 | 0,89 |
50 | 0,83 |
60 | 0,75 |
120 | 0,67 |
240 | 0,65 |
Der folgende Ansatz wurde in einem Pfannengranulator granuliert
und dann dem Verfahren zur Erhöhung der Schüttdichte unterzogen.
Dodecylbenzolsulfonsäure|1,48 kg | |
Natriumtripolyphosphat | 3,20 kg |
alkalisches Natriumsilikatpulver | 0,60 kg |
Natriumsulfat | 1,50 kg |
Natriumperborat | 1,90 kg |
Natriumcarbonat (in der Hammermühle gemahlen) | 0,25 kg |
Wasser | 1,00 kg |
Die Bestandteile mit Ausnahme der Sulfonsäure und des Wassers,
wurden in einen Pfannengranulator mit 500 mm Durchmesser, der
mit 30°C gegenüber der Waagerechten geneigt war und mit 22 Upm
rotierte, eingefüllt. Die Säure wurde bei 60°C mittels Luft von
100°C und einem Druck von 1,4 kg/cm² zur Atomisierung aufgesprüht.
Das Wasser wurde gleichzeitig aufgesprüht. Das Gemisch
wurde behandelt, bis das Produkt bei seiner Entleerung granuliert
war und es wurde der Nachgranulierverdichtung in der in Beispiel 1
beschriebenen Vorrichtung (230 mm Durchmesser, Marumerizer), die
sich mit 1160 Upm drehte, während 5 Minuten unterworfen. Die
Schüttdichte beim Entleeren aus dem Pflanzengranulator betrug
0,53 g/ccm, und nach der Verdichtung betrug sie 0,78 g/ccm.
Das Beispiel 6 wurde mit folgendem Ansatz wiederholt:
Dodecylbenzolsulfonsäure|0,64 kg | |
gehärtete Talgfettsäuren | 0,74 kg |
Talgalkohol, äthoxyliert mit durchschnittlich 18 Mol Äthylenoxid (nicht-ionischer Bestandteil) | 0,40 kg |
Natriumtripolyphosphat | 3,30 kg |
alkalisches Natriumsilikat | 0,42 kg |
Natriumsulfat | 1,00 kg |
Natriumperborat | 2,50 kg |
Natriumcarbonat (in der Hammermühle gemahlen) | 0,25 kg |
Wasser | 1,00 kg |
Die Sulfonsäure wurde in Mischung mit der Fettsäure und dem
nicht-ionischen Aktivbestandteil unter Verwendung von Luft
bei 1,4 kg/cm² und 150°C atomisiert. Proben wurden einer
Verdichtung (1160 Upm, 5 Minuten) nach bestimmten Zeitspannen
unterzogen, wobei die Schüttdichte zuerst mit der Verzögerung
zunahm und dann abnahm. Dies zeigt den Einfluß, welche die
Zeitspanne zwischen den aufeinanderfolgenden Behandlungen auf
die Endschüttdichte hat.
Schüttdichte nach der Pfannengranulierung | |
0,51 g/ccm | |
nach sofort durchgeführter Verdichtung | 0,80 g/ccm |
mit einer Verzögerung von 0,5 h | 0,82 g/ccm |
mit einer Verzögerung von 1 h | 0,86 g/ccm |
mit einer Verzögerung von 2 h | 0,83 g/ccm |
mit einer Verzögerung von 5 h | 0,85 g/ccm |
mit einer Verzögerung von 7,5 h | 0,87 g/ccm |
mit einer Verzögerung von 17 h | 0,75 g/ccm |
mit einer Verzögerung von 24 h | 0,74 g/ccm |
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung einer Reinigungsmittelzusammensetzung
in Granulatform, wobei zunächst eine Zusammensetzung durch
Sprühtrocknen einer Aufschlämmung der Zusammensetzung oder
durch Agglomerieren eines Gemisches der Pulverbestandteile der
Zusammensetzung zu Granulen geformt und dann weiterverarbeitet
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterverarbeitung zwecks
Erhöhung der Schüttdichte der granulatförmigen Zusammensetzung
auf einem im wesentlichen waagerechten, kreisringförmigen,
rotierenden Bett in einer Nachgranuliervorrichtung erfolgt,
welche einen im wesentlichen waagerechten, aufgerauhten, drehbaren
Tisch umfaßt, der innerhalb und im Unterteil eines im
wesentlichen senkrechten, glattwandigen Zylinders angeordnet
ist, und, daß die Nachgranulierung ohne Zugabe eines Bindemittels
durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zeit wenigstens etwa 0,5 Minuten beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zeit wenigstens etwa 3 Minuten beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Schüttdichte wenigstens
etwa 0,1 g/ccm beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung einen reinigungsmittelaktiven
Stoff in einer Menge von etwa 2 bis etwa 40 Gew.-%,
und insbesondere von etwa 5 bis etwa 30 Gew.-%,
enthält.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung einen Builder bzw.
Gerüststoff für das Reinigungsvermögen in einer Menge von
etwa 5 bis etwa 60 Gew.-%, und insbesondere von etwa 5 bis
etwa 30 Gew.-%, enthält.
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