DE2753573A1

DE2753573A1 - Tablettenfoermiges wasch- und reinigungsmittel

Info

Publication number: DE2753573A1
Application number: DE19772753573
Authority: DE
Inventors: David P Joshi
Original assignee: Colgate Palmolive Co
Current assignee: Colgate Palmolive Co
Priority date: 1976-12-06
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1978-06-08
Also published as: CA1083004A; FR2372890A1; DE2753573C2; CH634872A5; FR2372890B1; US4370250A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von festen Tabletten, die Wasch- und Reinigungseigenschaften haben und nachstehend als Reinigungstabletten bezeichnet sind. Die erfindungsgemäßen Reinigungstabletten sind ein agglomeriertes Produkt aus frei fließfähigen Waschmittelbuilderkornern, die als Trägersubstanz für relativ große Mengen verschiedener Tenside und sonstiger flüssiger oder halbfester Stoffe dienen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von sprühgetrockneten Basisbuilderkörnern, die mit synthetischen Tensiden, wie beispielsweise nicht-ionischen, anionischen und/oder kationischen Tensiden übersprüht und daraus eine Waschmittelgranulatformulierung gefertigt wird, die sich zum Verpressen und Agglomerieren zu Reinigungstabletten verbesserter Waschfähigkeit, guter physischer Beschaffenheit und Löslichkeit eignet. Die erfindungsgemäßen Reinigungstabletten enthalten relativ große Mengen einer synthetischen Tensidkomponente. Die erfindungsgemäße Arbeitsweise ist besonders zweckmäßig für die Fertigung einer körnigen frei fließfähigen Waschmittelzusammensetzung, die sich zum Tablettieren eignet und einen hohen Gehalt an nicht-ionischem synthetischem organischem Tensid besitzt. Wenn nachstehend von Übersprühen oder nachträglichem Aufsprühen gesprochen wird, werden diese Begriffe für die gleiche technische Maßnahme verwendet, und

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es wird darunter das Aufbringen einer Flüssigkeit oder verflüssigbaren Substanz auf sprühgetrocknete erfindungsgemäß zusammengesetzte Basisbuilderkörner in beliebiger geeigneter Weise verstanden, einschließlich des Versprühens der Flüssigkeit durch eine Sprühdüse in Form von feinen Tröpfchen.

Nicht-ionische synthetische Tenside, die die gewünschte Waschkraft aufweisen und sich zur Einarbeitung in handelsfähige Wasch- und Reinigungsmittelgranulate, wie beispielsweise Waschpulver und Tabletten, benutzen lassen, sind typischerweise dicke viskose zähklebrige Flüssigkeiten oder halbfeste oder wachsartige Stoffe. Es ist unpraktisch, wenn solche Stoffe in einem Waschmittelslurry (Crutcher-Mischung) vor dem Sprühtrocknen in 2 bis 3 Gew.% übersteigenden Mengen vorhanden sind, weil das nicht-ionische synthetische Tensid während des Sprühtrocknens "verfliegen" und eine erhebliche anteilige Menge als Abgas aus dem Sprühturm verlorengehen kann.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, daß man zur Herstellung von relativ rieselfähigen Granulatprodukten, die sich als Haushaltswaschmittel verwenden lassen, nicht-ionische synthetische Tenside dieser Art auf die verschiedensten körnigen Trägeroder Basissubstanzen aufbringen kann. Herstellungsmethoden für rieselfähige Waschmittelgranulate durch nachträgliches Aufsprühen eines nicht-ionischen synthetischen organischen Tensids auf sprühgetrocknete teilchenförmige Produkte, die

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Waschmittelbuildersubstanzen enthalten, sind beispielsweise in den folgenden Patentschriften beschrieben: Di Salvo und Mitarbeiter, US-PS 3 849 327 und 3 888 O98, Gabler und Mitarbeiter US-PS 3 538 004, Kingry US-PS 3 888 781 und GB-PS 918 499 (13. Februar 1963). Gemäß diesem Stand der Technik werden etwa 1 bis maximal 10 Gew.% eines nicht-ionischen synthetischen Tensids auf durch Sprühtrocknen gewonnene Körner, die einen wesentlichen Anteil an Tensidsubstanz, wie beispielsweise anionischen Tensiden, Füllstoffmaterial und Waschmittelbuilder enthalten, nachträglich aufgesprüht.

Gewisse in Waschmittelformulierungen erwünschte Bestandteile, wie beispielsweise kationische Tenside, die das Gewebe weichmachende Eigenschaften haben, optische Aufheller, Bläumittel und enzymatisch wirkende Substanzen, können infolge ihrer Anfälligkeit gegen Zersetzung in der Wärme nicht sprühgetrocknet werden. Solche Substanzen kann man erfindungsgemäß in ein gekörntes Waschmittel durch nachträgliches Aufsprühen auf sprühgetrocknete Basisbuilderkörner einarbeiten. Man kann diese Substanzen für sich alleine oder zusammen mit einem nicht-ionischen Tensid oder mit anderen geeigneten Bestandteilen zusammen aufsprühen.

Waschmittelformulierungen in Form von Reinigungstabletten sind bekannt, vergl. beispielsweise die US-PSs 2 875 155, 3 034, 911,

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3 081 267, 3 247 122, 3 247 123, 3 370 015, 3 417 024 und 3 503 889.

Reinigungstabletten sind nur dann gewerblich verwertbar, wenn sie eine so ausreichende Festigkeit haben, daß sie bei der normalen Produktion, beim Verpacken und bei der Handhabung nicht brechen oder bröckeln. Darüber hinaus müssen sie in kaltem Wasser leicht zerfallen und sich ähnlich verhalten wie die granulierten oder flüssigen Produkte, die sich infolge ihrer physischen Natur in wäßrigen Medien leicht verteilen. Eine Zerfallszeit von etwa 3 Minuten oder weniger gilt als eine für Waschmitteltabletten erwünschte Zerfallsgeschwindigkeit, und zwar sowohl im Hinblick auf die Reinigungskraft, die eine Funktion der Geschwindigkeit ist, mit der das Tensid sich in dem Wasser verteilt, als auch im Hinblick auf eine möglichst geringe Fleckenbildung auf dem Waschgut, die durch lokale Konzentration an Tensid verursacht werden kann und z.B. dann aufzutreten pflegt, wenn größere Teilchen des Tablettenmaterials in dem Waschgut eingeschlossen bleiben. Eine weitere Schwierigkeit, diese Probleme zu beheben, besteht darin, daß heutzutage Reinigungsprodukte benötigt werden, die in gleicher Weise in heißem Wasser und in kaltem Wasser wirksam verwendet werden können. Insbesondere die Waschfähigkeit in kaltem Wasser ist ein wichtiger Faktor, weil Energie gespart werden soll, und weil es wichtig

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ist, daß man die Tabletten für jede Art von Reinigungsvorgang beliebig und untereinander austauschbar einsetzen kann. Unter Kaltwasser versteht man im Zusammenhang mit Wasch- und Reinigungsprodukten in der Regel Leitungswasser, das eine Temperatur von etwa 21 C hat.

Man hat sich schon bemüht, die Dichotomie zwischen einerseits einer ausreichenden physischen Festigkeit und andererseits einer befriedigenden Auflösungsfähigkeit in Wasser und auch die anderen damit zusammenhängenden Probleme bei solchen tablettenförmigen Produkten dadurch zu lösen, daß man ganz spezielle Reinigungsmittelformulierungen zusammengestellt und eigene Verfahrenstechniken entwickelt hat. Jedoch haften auch diesen bisherigen Lösungsversuchen für diese Probleme noch zahlreiche Schwierigkeiten an. Wenn solche Tabletten handhabungsfähig sein sollen, ohne daß sie zerbröckeln, ist es nötig, daß sie eine hohe Festigkeit haben. Andererseits zerfallen Reinigungstabletten üblicherweise sehr viel langsamer, wenn die Tablettenfestigkeit erhöht wird. Diese Gegensätze, zusammen mit der Reinigungstabletten eigenen Eigenschaft besserer Zerfallsfähigkeit in heißem Wasser, stellen den Hersteller vor außergewöhnlich große Probleme, die er überwinden muß, wenn er Tabletten mit der gewünschten Eigenschaftskombination fertigen will.

Das Arbeiten mit üblichen Tablettenpressen ist darüber hinaus sehr erschwert, wenn die Basispulverkörner, die zu Tabletten

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verpreßt werden sollen, (a) nicht frei fließfähig, (b) zäh

und klebrig, (c) spezifisch leicht sind und entsprechend hohes

Schüttgewicht haben und (d) nach dem Verpressen schwach und brüchig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Grund- bzw. Basiswaschmittelkörner zu schaffen, die so rieselfähig sind, daß sie das Tablettenpressen nicht erschweren und die sich ohne Schwierigkeiten zu Reinigungstabletten mit verbesserter Körperhaltigkeit und Zerfallsgeschwindigkeit im Waschmedium ausformen lassen.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von sprühgetrockneten Builderkörnern, die geeignete Gerüstsubstanzen zum Aufnehmen von großen Mengen, z.B. etwa 2 bis 40 Gew.%, vorzugsweise etwa 12 bis 30 Gew.% der verschiedensten Waschmittelbestandteile, wie beispielsweise anionische, nicht-ionische, kationische Tenside, opische Aufheller, Bläumittel, Schmutzablösemittel, Vergrauungsinhibitoren und Mischungen solcher Bestandteile sind. Die nachträglich beizugebenden Waschmittelbestandteile werden mit geeigneten Maßnahmen in flüssiger Form auf die Basiskörner aufgebracht, z.B. in Form von feinen Tropfen aus Sprühdüsen auf die in Bewegung gehaltenen Körner aufgesprüht. Allgemein gesagt, läßt sich erfindungsgemäß praktisch jede flüssige oder verflüs-

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sigbare organische Substanz, die sich zum Einbau in Waschmittelformulierungen eignet, nachträglich auf sprühgetrocknete Basisbuilderkörner, die aus anorganischen Waschmittelgerüstsubstanzen bestehen, aufbringen.

Die neuen erfindungsgemäßen Basisbuilderkörner lassen sich als kugelförmige oder ungleichmäßig geformte Teilchen oder Körner charakterisieren, die aus etwa 4 5 bis 80 % Phosphatbuildersalz, etwa 5 bis 15 % Alkalisilikatfeststoff und etwa 5 bis 15 % Wasser bestehen. Etwa 30 bis 60 % der Alkaliphosphatkomponente liegt hydratisiert in Anwesenheit der Alkalisilikatkomponente, der restliche Anteil in wasserfreier Form vor. Im Gegensatz zu Hohlkörnern, wie sie typischerweise sprühgetrocknete Pulver darstellen, können die erfindungsgemäßen Basiskörner als Festmaterial klassifiziert werden, das eine poröse schwammartige äußere Oberfläche und skelettförmiqe innere Struktur hat.

Erfindungsqemäß sind die nachträglich aufgesprühten Bestandteile vorwiegend innerhalb zur äußeren Oberfläche der Grundkörner und zu einem nur geringen Teil außen auf der äußeren Oberfläche der Grundkörner vorhanden. Das resultierende Produkt ist rieselfähig und hat keine merkliche Tendenz, aneinander zu haften oder zu agglomerieren. Vorzugsweise ist weniger als etwa 10 Gew.% des nachträglich aufgesprühten Materials auf der äußeren Oberfläche der fertigen Körner vorhanden.

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Die Rieselfähigkeit einer granulat- oder teilchenförmigen Substanz läßt sich unter bestimmten Bedingungen, wie beispielsweise festgelegte Neigung der horizontalen Ebene, in Relation zu der Rieselfähigkeit von sauberem trockenem Sand, dessen Rieselfähigkeit mit 100 bewertet wird, messen. Derzeit auf dem Markt erhältliche typische sprühgetrocknete Waschmittelpulver haben eine relative Rieselfähigkeit von etwa 60 in Relation zu Sand, d.h. sie besitzen unter den gleichen Bedingungen 60 % der Fließfähigkeit von Sand, überraschend wurde gefunden, daß die neuen erfindungsgemäßen körnigen Produkte einen Rieselwert von wenigstens etwa 7O und bis zu etwa 90 und mehr, bezogen auf trockenen Sand unter den gleichen Bedingungen, besitzen. Dieser unerwartet hohe Grad an Rieselfähigkeit, die den erfindungsgemäßen Basiskörnern eigen ist, macht sie zum Verpressen zu Reinigungstabletten speziell geeignet, da dabei das Risiko, daß die Zufuhrleitungen und Preßwerkzeuge, die für die Tablettenherstellung benötigt werden, verkleben und verstopfen, nur noch sehr gering ist.

Die neuen erfindungsgemäßen Basisbuilderkörner lassen sich darüber hinaus wie folgt charakterisieren:

Korngrößenverteilung: wenigstens etwa 90 Gew.%, die

durch ein 20 Maschensieb (US-Standard-Siebreihe) hindurchgehen und von einem 2OO Maschensieb (US-Standard-Siebreihe) zurückgehalten werden;

Dichte (spezifisches 0,5 bis 0,80

Gewicht) 809823/0774

Rieselfähigkeit : 70 bis 100 (bezogen auf sauberen

trockenen Sand).

Die neuen erfindungsgemäßen Basiskörner lassen sich wie folgt herstellen:

Eine erste Masse eines hydratisierbaren Alkaliphosphatbuildersalzes wird in Anwesenheit einer zweiten Masse Alkalisilikat hydratisiert; das Gewichtsverhältnis der ersten Masse zu der zweiten Masse liegt bei etwa 1,5 bis 5. Hydrätisiertes Phosphat und Silikat werden bei einer Temperatur von etwa 76 C in einem wäßrigen Medium mit einer dritten Masse aus wasserfreiem Alkaliphosphatbuildersalz zu einem Slurry oder Crutcher-Gemisch vermischt. Das Gewichtsverhältnis der ersten Masse zu der dritten Masse beträgt dabei etwa 0,3 bis 0,7. Nach der Hydratation kann man dem Crutcher-Gemisch zahlreiche andere Waschmittelbestandteile zugeben, z.B. Builder, wie Carbonate, Zitrate, Silikate und dergleichen, und organische Builder sowie Tenside. Beim erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet man vorzugsweise so, daß die Anwesenheit von organischen Tensiden in dem Crutcher-Gemisch auf weniger als 2 %, bezogen auf die vorhandene Festsubstanz, beschränkt ist. Vorzugsweise bleibt das Crutcher-Gemisch von organischen Tensiden frei. Man bewegt das Crutcher-Gemisch und hält es bei einer Temperatur von etwa 76 bis 94 C und verhindert auf diese Weise nennenswerte Hydratation der dritten Masse an wasserfreiem Phosphatbuildersalz. In dem Slurry ist eine so ausreichende Menge an Wasser vorhanden, daß das Crutcher-Gemisch etwa 4 0 bis 55 %

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an Feststoff enthält. In dem Crutcher-Gemisch können, falls erforderlich oder erwünscht. Adjuvantien, wie beispielsweise optische Aufheller, Bläumittel oder sonstige in kleinen Mengen zuzusetzende Bestandteile vorhanden sein; man kann sie den sprühgetrockneten Körnern jedoch auch nachträglich zugeben.

Das Crutcher-Gemisch wird anschließend in den Sprühturm eingepumpt und dort in üblicher Weise sprühgetrocknet. Das Sprühtrocknen kann im Gegenstrom oder im Gleichstrom bei einer Lufteinlaßtemperatur von etwa 260 bis 371 C und mit einem Sprüh-

druck von etwa 14 bis 71 kg/cm erfolgen. Das sprühgetrocknete Produkt liegt in Form von zahlreichen Einzelteilchen vor, die eine neue schwammartige Struktur haben, die anders ist als die Hohlstruktur, wie sie typischerweise beim Sprühtrocknen einer Waschmittel-Crutcher-Mischung resultiert.

Erfindungsgemäß wird anschließend das nicht-ionische synthetische Tensid in einer Menge von etwa 10 bis etwa 40 Gew.% des Endprodukts auf die sprühgetrockneten Builderkörner aufgesprüht, während diese in Bewegung gehalten werden. Das nicht-ionische synthetische Tensid imprägniert die Poren oder Öffnungen an der Oberfläche der Körner und dringt in die innere Skelettstruktur ein; wenn überhaupt, verbleibt nur eine unbeachtliche Menge an nicht-ionischer Komponente auf der Körneroberfläche. Die geringe Menge an nicht-ionischem Tensid auf

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der äußeren Oberfläche der Körner läßt sich dadurch feststellen, daß die Rieselgeschwindigkeiten, die man an den Körnern vor und nach dem Aufsprühen der nicht-ionischen Tensidkomponente ermittelt, im wesentlichen gleich sind. Zum nachträglichen Aufbringen zusätzlicher Bestandteile auf die sprühgetrockneten tensidhaltigen Builderkörner arbeitet in der gleichen wie zuvor beschriebenen Weise.

Bei dieser Aufsprühbehandlung, während die Basiskörner bewegt werden, oder unmittelbar danach, wird den Körnern in einer Menge von etwa 1 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Endgewicht der sprühbehandelten Körner, ein Trennhilfsmittel beigegeben. Das Trennhilfsmittel dient zu Erzielung optimaler Ergebnisse beim erfindungsgemäßen Verfahren; es kann erfindungsgemäß auch ohne Zusatz eines solchen Mittel gearbeitet werden.

Zum Ausformen der sprühgetrockneten Builderkörner und (sofern vorhanden) Trennhilfsmittel zu Reinigungstabletten füllt man die Körner in eine übliche Tablettenpreßmaschine ein und verpreßt unter ausreichendem Druck, im allgemeinen mit etwa 105 bis 422 Atmosphären, zu einer zusammenhängenden Masse.

Die resultierenden Tabletten haben ein Gewicht von etwa 20 bis 50 g, einen Durchmesser von etwa 2,5 bis 5 cm und bestehen aus etwa 10 bis 40 % Tensid, etwa 85 bis 35 % Builderkörnern und etwa 1 bis 5 % Trennhilfsmittel.

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In der beigefügten Zeichnung, der zwei Mikrofotografien eines erfindungsgemäßen sprühgetrockneten Builderkorns oder Teilchens vor dem nachträglichen Besprühen beigegeben sind, ist die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 in 2OO-facher Vergrößerung den Hauptteil eines erfindungsgemäßen Grundkorns,

Figur 2 in 2000-facher Vergrößerung einen Ausschnitt aus Figur 1, und

Figur 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, bestehen die Basisbuilderkörner aus festen Teilchen unregelmäßiger Konfiguration, die eine schwammartige poröse äußere Oberfläche und eine skelettartige innere Struktur haben. Im Gegensatz dazu sind übliche sprühgetrocknete Waschmittelpulver, wie sie derzeit ständig auf dem Markt erhältlich sind, runde Teilchen oder Körner mit praktisch vollständig zusammenhängender äußerer Oberfläche und einem hohlen Kern.

Die erfindungsgemäßen neuen Basis-Builderkörner bestehen aus, bezogen auf das Gewicht, etwa 45 bis 8O %, vorzugsweise etwa

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50 bis 70 % Phosphatbuildersalz, etwa 5 bis 15 % Alkalisilikatfeststoffen und etwa 5 bis 15 % Wasser. Ein wesentlicher Anteil der Buildersalzkomponente der Basiskörner, etwa 30 bis 60 % der Phosphatbuildersalzkomponente, liegt beim erfindungsgemäßen Produkt maximal hydratisiert, typischerweise als Hexahydrat, in Anwesenheit des Alkalisilikats vor. Ein weiteres Merkmal erfindungsgemäßer Produkte besteht darin, daß das Gewichtsverhältnis an hydratisiertem Phosphatbuildersalz zu Alkalisilikat sowohl in dem Crutcher-Gemisch als auch in den Basiskörnern etwa 1,5 bis 5, vorzugsweise etwa 2 bis 4 ausmacht, und das Gewichtsverhältnis an hydratisiertem Phosphatbuildersalz zu wasserfreiem Buildersalz in dem Crutcher-Gemisch und in den Basiskörnern zwischen etwa 0,3 bis 0,7, vorzugsweise etwa 0,4 bis 0,6 liegt.

Bevorzugt wird beim erfindungsgemäßen Verfahren so gearbeitet, daß das Crutcher-Gemisch nur anorganische Waschmittel-Gerüstsubstanzen und Wasser enthält und frei ist von organischen Tensiden. Besonders bevorzugt wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Crutcher-Gemisch verarbeitet, das darüber hinaus keine Füllersubstanzen, wie Natriumsulfat, enthält.

Als Alkaliphosphatbuildersalzkomponente für die erfindungsgemäßen Basisbuilderkörner lassen sich die Phosphatsalze, die Waschmittelgerüstsubstanzeigenschaften haben, einsetzen. Beispiele für solche Gerüstsubstanzeigenschaften aufweisenden Phosphatbuildersalze sind die Alkalitripolyphosphate und Pyro-

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phosphate, und unter diesen die Natrium- und Kaliumverbindungen. Diese Phosphate sind in der Waschmitteltechnik bekannte Gerüstsubstanzen und können als solche oder als Gemische aus verschiedenen Phosphaten benutzt werden. Spezielle Beispiele für solche Phosphatbuildersalze sind Natriumtripolyphosphat, Natriumphosphat, dreibasisches Natriumphosphat, einbasisches Natriumphosphat, zweibasisches Natriumpyrophosphat, saures Natriumpyrophosphat. Auch die entsprechenden Kaliumsalze sind Beispiele dafür, ebenso wie Gemische aus Kalium- und Natriumsalzen.

Die Alkalisilikatkomponente der Crutcher-Mischung wird in Form einer wäßrigen Lösung, vorzugsweise mit etwa 40 bis 60 Gew.% und typischerweise mit etwa 50 Gew.% Silikatfeststoff, zugesetzt. Vorzugsweise besteht die Silikatkomponente aus Natriumsilikat mit einem Na-OrSK^-Verhältnis von etwa 1:1,6 bis etwa 1:3,4, zweckmäßig von etwa 1:2 bis etwa 1:3 und insbesondere etwa 1:2,4.

Als Bestandteile oder Komponenten, die man zum Aufsprühen einsetzt, können beliebige flüssige oder verflüssigbare Substanzen verwendet werden, die zum Einbau in eine Waschmittelformulierung geeignet oder erwünscht sind. So lassen sich beispielsweise in Mengen von etwa 2 bis etwa 40 Gew.% Tenside, Mittel

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zur Verhinderung des Wiederabsetzens von Schmutzstoffen, optische Aufheller, Bläumittel, enzymatische Zusätze und dergleichen auf die sprühgetrockneten Builderkörner beim erfindungsgemäßen Verfahren nachträglich aufsprühen.

Beispiele für geeignete Tenside sind anionische und nicht-ionische Tenside sowie kationische Substanzen. Typische anionische Stoffe sind beispielsweise Seifen, organische Sulfonate, wie lineare Alkylsulfonate, lineare Alkylbenzolsulfonate und lineares Tridecylbenzolsulfonat und dergleichen. Beispiele für kationische Verbindungen sind solche, die dem Gewebe einen weichen Griff verleihen oder antibakterielle Eigenschaften aufweisen, wie beispielsweise quaternäre Verbindungen. Die letztgenannten kationischen Substanzen eignen sich besonders gut zum nachträglichen Aufbringen, weil sie, wenn man sie als Teil einer Crutcher-Mischung sprühtrocknet, zum Zersetzen unter Wärmeeinwirkung neigen. Beispiele für solche Gewebeweichspüleigenschaften besitzende quaternäre Verbindungen sind Distearyldimethylammoniumchlorid (im Handel erhältlich von der Firma Ashland Chemical unter der Handelsbezeichnung Arosurf TA100) und 2-Heptadecyl-1-methyl-1-/72-stearoylamido)-ethyl7-imidazoliniummethylsulfat (erhältlich ebenfalls von der Firma Ashland Chemical Co. unter der Handelsbezeichnung Varisoft 475).

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Die nicht-ionische Tensidkomponente der erfindungsgemäßen Formulierungen kann ein (bei Zimmertemperatur) flüssiges oder halbfestes polyoxethyHertes organisches Tensid sein^ Vorzugsweise gehören dazu die oxethylierten aliphatischen Alkohole mit gerader oder verzweigter Kette mit etwa 8 bis 22 C-Atomen und etwa 5 bis 30 Ethylenoxideinheiten je Mol. Eine besonders vorteilhaft einsatzfähige Klasse nicht-ionischer organischer Tenside dieser Art sind die von der Firma Shell Chemical Company unter der Handelsbezeichnung "Neodol" erhältlichen Produkte. Neodol 25-7 (12 bis 15 C-Atome in der Kette aufweisender Alkohol; durchschnittlich 7 Ethylenoxideinheiten) und Neodol 45-11 (14 bis 15 C-Atome in der Kette; durchschnittlich 11 Ethylenoxideinheiten) sind besonders bevorzugt.

Eine weitere geeignete Gruppe nicht-ionischer synthetischer Tenside auf Basis von oxethylierten aliphatischen Alkoholen sind von der Firma Continental Oil Company unter der Handelsbezeichnung "Alfonic" erhältlich. Speziell brauchbar ist das Handelsprodukt Alfonic 1618-65, bei dem es sich um ein Gemisch aus oxethylierten, 16 bis 18 C-Atome enthaltenden primären Alkoholen mit 65 Mol.% Ethylenoxid handelt.

Weitere Beispiele für nicht-ionische synthetische organische Tenside sind:

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1. Die unter der Handelsbezeichnung "Pluronic" erhältlichen Produkte. Diese Verbindungen werden durch Kondensation von Ethylenoxid mit einer hydrophoben durch Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglykol gebildeten Base hergestellt. Der hydrophobe Molekülanteil, der bekanntlich die Wasserunlöslichkeit bedingt, hat ein Molekulargewicht von etwa 1500 bis 1300. Durch den Anbau der PoIyoxethylenreste an den hydrophoben Molekülteil wird die Wasserlöslichkeit des Moleküls als Ganzes erhöht, und der Flüssigkeitscharakter des Produktes wird beibehalten bis zu einem Punkt, an dem der Polyoxyethylengehalt etwa 50 % des Gesamtgewichtes des Kondensationsproduktes ausmacht.

2. Die Polyethylenoxidkondensationsprodukte von Alkylphenolen, z.B. die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit einer 6 bis 12 C-Atome entweder als gerade oder verzweigte Kette enthaltenden Alkylgruppe mit Ethylenoxid, wobei das Ethylenoxid in Mengen von 5 bis 2 5 Molen Ethylenoxid je Mol Alkylphenol vorhanden sein kann. Der Alkylsubstituent in diesen Verbindungen kann beispielsweise aus polymerisiertem Propylen, Diisobutylen, Octen oder Nonen bestehen.

Weitere Tenside, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind beschrieben in "Surface Active Agents and Detergents"

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Band II, von Schwarz, Perry und Berch, veröffentlicht 1958 von Interscience Publishers, Inc., und in Detergent and Emulsifiers, 1968 Annual, von John W. McCutcheon.

Eine speziell bevorzugte erfindungsgemäße Waschmittelformulierung enthält etwa 12 bis etwa 3O % an nicht-ionischem synthetischem organischem Tensid, bevorzugt polyoxethyliertem aliphatischem Alkohol, das auf erfindungsgemäß hergestellte sprühgetrocknete Basisbuilderkörner aufgesprüht ist.

In Figur 3 sind die Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Die zuvor beschriebene Crutcher-Mischung wird zu den Builderkörnern sprühgetrocknet, und diese werden in einer geeigneten Mischvorrichtung, wie beispielsweise dem in Figur 3 veranschaulichten V-förmigen Trommelmischer, übersprüht. In dem Trommelmischer 1 befindet sich eine hohle Querstange bzw. Rohr 2 mit einer Vielzahl von Sprühdüsen 3, durch die nicht-ionisches Tensid auf die Basiskörner aufgesprüht wird. Das nicht-ionische Tensid wird aus einem Vorratsbehälter 4 mittels einer Pumpe 5 durch die Leitungen 6 und 7 in den Innenraum des Sprühraums 2 gefördert. In den Trommelmischer 1 kann nach Bedarf Builderkornmaterial nachgefüllt werden. Wie in Figur 3 veranschaulicht, werden die mit Tensid besprühten Körner 10 aus dem Behälter 11 über eine Zuführung

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in eine Tablettenpresse 12, z.B. eine Stokes Summit-Kompaktiermaschine eingespeist.

Die Tablettenpresse 12 enthält eine in Form der fertigen Tabletten 15 ausgebildete Hohlform 14, die das Grundkorn 10 aufnimmt, einen Tablettenpreßstempel 16, mit dem der erforderliche Druck typischerweise einen Druck im Bereich von 105 bis 425 at auf das Grundkorn 10 aufgegeben wird, ein Manometer 17 für die Druckmessung und einen Elektromotor 18, der den Tablettenpreßstempel treibt und die Maschine mit Strom versorgt.

In den folgenden Beispielen 1 bis 6 sind einzelne spezielle Ausbildungsformen des erfindungsgemäßen Grundkorns 10 beschrieben, die zur Herstellung erfindungsgemäßer Tabletten geeignet sind (alle Prozentangaben beziehen sich, sofern nichts anderes gesagt ist, auf Gew.%).

Beispiel 1

Es wurde ein wäßriger Slurry aus den folgenden Bestandteilen zubereitet:

Menge %

(bezogen auf Gesamtmenge Bestandteil an Crutcher-Mischung)

Natriumtripolyphosphatpulver
(wasserfrei) 14,5

Natriumsilikatfeststoff
(SiO₂/Na₂O = 2,4) 7,6

^Wasser 809823/0774 ²⁸'⁶

Der Slurry wurde auf eine Temperatur von etwa 60 C erwärmt und gut durchgemischt, so daß sich das Hexahydratphosphatsalz bildete. Anschließend wurde auf 87,8 C erwärmt und zur Vermeidung der Hydratation der nachfolgend zuzugebenden Phosphatzusatzmasse auf einer Temperatur zwischen 87,8 und 93,3°C gehalten.

Danach wurden die nachstehenden Bestandteile dem auf 87,8 bis 9 3,3 C befindlichen Slurry zur Bildung eines Crutcher-Gemisches zugegeben.

Menge %

(bezogen auf Gesamtmenge Bestandteile an Crutcher-Mischung)

Natriumtripolyphosphatpulver

(wasserfrei) 28,3

Wasser 21 ,0

Das Crutcher-Gemisch enthielt etwa 45 bis 5O Gew.% an Feststoff.

Die Crutcher-Mischung wurde auf einen 2,4 m hohen Gegenstromsprühturm aufgegeben und unter Verwendung einer Whirljet 15-1 oder Fulljet 3007-Sprühdüse sprühgetrocknet, wobei die Einlaßtemperatur auf 82,2 C eingestellt und mit einem Druck von 43,2 bis 64,3 kg/cm gearbeitet wurde.

Die Einlaßtemperatur (T.) für die Trockenluft im Sprühturm betrug etwa 316°C.

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Das so hergestellte sprühgetrocknete Grundkorn hatte die folgenden Eigenschaften und wies die gleichen Merkmale für die innere Struktur und die äußere Oberfläche auf, wie sie das in Figur 1 gezeigte Korn hat.

Eigenschaften der Basiskörner

Feuchtigkeit Tripolyphosphat (Natriumsalz) Silikatfeststoffe

Bechergewicht

Fluß (Rieselwert) Klebrigkeit Korngrößenanalyse:

es verblieben auf (US-Standard-Siebreihe)

	Maschensieb =	10 %	86
Iz)	Maschensieb =	77 %	0
	Maschensieb =	13 %	1 %
	Maschensieb =	130 g (spez.Gew	19 %
	Maschensieb —	= 0,55)	50 %
	Maschensieb =	20 %
	Maschensieb =	6 %
20	3 %
40	1 %
60
80
100
2OO
2OO

es fielen durch

100 %

Anschließend wurden die Basiskörner in den in Figur 3 veranschaulichten V-Trommelmischer eingefüllt und bei 48,9 C mit Neodol 25-7 und geringen Mengen weiterer Zusätze, wie Färbemittel, Parfüm, Aufheller usw. nachträglich besprüht. Es wurde das folgende Endprodukt gefertigt:

Basiskörner (wie oben) 78 %

Neodol 25-7 (bei 48,9°C) 19,7 % geringe Zusätze (Färbemittel, Parfüm, Aufheller) 2,3 %

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Zuerst wurde das Neodol und dann anschließend die Zuätze aufgesprüht.

Beim Besprühen der Körner mit nicht-ionischem Tensid und den sonstigen Zusätzen wurden 3 Gew.% Maisstärke in den V-Trommelmischer eingegeben und mit den Körnern innig vermischt. Dann wurde das Gemisch in den Trichter 11 eingefüllt und aus diesem wurde es der Tablettenpresse zugeführt. Es kann irgendein beliebiger für ansatzweises Arbeiten geeigneter Mischer, der mit geeigneten Einrichtungen zum Versprühen von Flüssigkeit in Form von feinen Tröpfchen oder Sprühnebel ausgerüstet ist, beispielsweise ein Patterson Kelly-Zwillingstrommelmischer, benutzt werden, das nachträgliche Aufsprühen kann auch in einer für kontinuierliche Arbeitsweise eingerichteten Mischapparatur, wie beispielsweise dem Patterson Kelly Zig-Zag-Mischer durchgeführt werden.

Das resultierende Waschmittelgranulat hatte die folgenden Eigenschaften:

Eigenschaften des Fertigprodukts

Bechergewicht 160 g (spez.Gew. = 0,68)

Rieselwert 79

Klebrigkeit O Korngrößenanalyse:
es verbleiben auf

(US-Standard-Siebreihe) 20 Maschen = 1 %

40 Maschen = 2O %

60 Maschen = 52 %

80 Maschen = 2O %

1OO Maschen = 5 %

200 Maschen = 2 %

es fielen durch ^ _Ä 2OO Maschen = O %

809823/0774 TööT

Beispiel 2

Ein wäßriger Slurry wurde aus den folgenden Bestandteilen zubereitet:

Bestandteile

(in der Reihenfolge der Zugabe)

heißes Wasser (6O°C)

Natriumsilikatfeststoff (Si0₉/Na₀0 = 2,4)

Natriumtripolyphosphatpulver (wasserfrei)

Menge %

(bezogen auf Gesamtmenge an Crutcher-Mischung)

25,0

3,5 13,0

Der wäßrige Slurry wurde in einem einen Dampfmantel aufweisenden Behälter zum Hydratisieren des Phosphatbestandteils innig vermischt und dann mit Dampf auf 93,3 C erhitzt.

Anschließend wurden die folgenden Bestandteile dem wäßrigen Slurry zugegeben und ein Crutcher-Gemisch gebildet. Die Temperatur wurde zwecks Verhinderung von Hydratation des anschließend zugegebenen wasserfreien Phosphatbuildersalzes auf

über 82,2 C gehalten.

Bestandteile

(in der Reihenfolge der Zugabe) Natriumtripolyphosphat (wasserfrei) Wasser

Natriumtripolyphosphat (wasserfrei) Natriumcarbonat

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Menge %

(bezogen auf Gesamtmenge an Crutcher-Mischung)

13,0

25,0

13,0

7,5

Das Crutcher-Gemisch wurde einem im Gegenstrom arbeitenden Sprühturm bei einer Temperatur von etwa 77 C zugeführt und mit einem

Druck von 57,2 kg/cm versprüht. Die weiteren Arbeitsbedingungen waren: Eine Lufteinlaßtemperatur T₁ von 343 C und eine Luftauslaßtemperatur T₂ von etwa 113°C.

Die sprühgetrockneten Builderkörner hatten eine solche Korngrößenverteilung, daß 90 Gew.% durch ein 20 Maschensieb (US-Standard-Siebreihe) hindurch gingen und 90 Gew.% auf einem 2OO Maschensieb (US-Standard-Siebreihe) zurückgehalten wurden.

Die sprühgetrockneten Teilchen wurden, wie in Beispiel 1 beschrieben, wie folgt übersprüht:

Formulierung des übersprühten Produktes Menge %

sprühgetrocknete Körner 78,0

Neodol 25-7 19,5

geringe Zusätze (optische Aufheller, Parfüm usw.) 2,5

100,0

Das Endprodukt hatte ein Bechergewicht von 180 g, eine Rieselfähigkeit von 75 % und einen Viassergehalt von 5 Gew.%. Es wurde in diesem Beispiel kein Trennhilfsmittel zugegeben.

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- 3O -

13	,0
26	,0
47	,0
7	,5
6	,5

Beispiel 3

Es wurde, wie in Beispiel 2 beschrieben, gearbeitet und dabei eine Crutcher-Mischung (mit etwa 50 % an Feststoff) folgender Zusammensetzung verwendet:

Bestandteile Menge %

Natriumtripolyphosphat (Hexahydrat) Natriumtripolyphosphat (wasserfrei) Wasser

organischer Builder "M" (Monsanto Chemical Co.)

Natriumsilikat (Feststoff)

100,0

Die sprühgetrockneten Builderkörner wurden, wie in Beispiel 1 beschrieben, übersprüht.

Bestandteile

sprühgetrocknete Builderkörner nicht-ionisches Tensid (Neodol 45-11) Zusätze

Das resultierende körnige Wasch- und Reinigungsmittel war rieselfähig und nicht klebrig und eignete sich erfindungsgemäß
zum Verpressen zu Waschmitteltabletten.

Menge %	,0
85	,0
12	#0
3	,0
100

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Beispiel 4

Es wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, gearbeitet. Jedoch wurde als nicht-ionisches Tensid das Handelsprodukt Alfonic 1618-65 in einer solchen Menge eingesetzt, daß der Gehalt an nicht-ionischem Tensid in dem fertig übersprühten granulierten Waschmitte!produkt 30 % betrug.

Beispiel 5

Wie in Beispiel 1 beschrieben wurden Crutcher-Mischungen folgender Zusammensetzungen zubereitet:

Menge % Bestandteile I II III IV

Natriumtripolyphosphat (Hexahydrat) 10 12 18 2O

Natriumsilikatfeststoff (SiO^/Na-O = 2,4) Natriumtripolyphosphat (wasserfrei) Wasser

Wie in Beispiel 1 beschrieben wurden die Crutcher-Mischungen I, II, III und IV sprühgetrocknet. Die sprühgetrockneten Körner wurden in folgenden Ansätzen übersprüht:

3	8	6	4
30	30	26	28
57	50	50	48

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Menge "■ Bestandteile I II ill IV

sprühgetrocknete Körner 74,5 80,5 59 83

Zusätze 0,5 1,5 1 2

Neodol 45-11 — 18,0 —

Neodol 25-7 25,0 — 40

Alfonic 1618-65 — — — 15

Die aus den Ansätzen I, II, III und IV resultierenden körnigen Waschmittelzusammensetzungen waren rieselfähig und eigneten sich zum Verpressen zu Waschmitteltabletten.

Beispiel 6

Die aus den Crutcher-Gemischen I bis IV gemäß Beispiel 5 gefertigten Basisbuilderkörner wurden in folgenden Ansätzen übersprüht:

Bestandteile I II III IV

sprühgetrocknete Basisbuilderkörner 94 79,9 73,5 79,4

Neodol 25-7 — 15 20 12

lineares Tridecylbenzolsulfonat — 3 -- 5

Arosurf TA100 (gesprüht bei 82,2 bis

89,9 C) 6

Bläumittel — 0,1 — 0,1

optischer Aufheller -- 2 1,5 1

Enzymkomponente (dispergiert in

einem Trägerstoff) -- — 1 0,5

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Beispiel 7

In den Behälter 11 wurden nach einem der Beispiele 1 bis 6 fertiggestellte Basiskörner eingefüllt. Dann wurden die Basiskörner der Tablettierform 14 der Tablettenpresse 12 zugeführt und mit einem Druck von etwa 140 at zu Tabletten 15 verpreßt. Die Tabletten 15 hatten während der Produktion, während des Vertriebs und beim Verbrauch eine größere physische Integrität als übliche bekannte Tabletten.

Die Formulierungen II, III und IV des Beispiels 6 waren als Wasch- und Reinigungsmittel in Tablettenform verwendbar. Die Formulierung I des Beispiels 6 war ein Gewebeweichspülmittel, das in einer Waschmaschine in Tablettenform benutzt werden konnte.

Die verschiedenen für den Nachsprühansatz gemäß Beispiel 6 angegebenen Bestandteile und die Bestandteile der anderen Beispiele können entweder getrennt voneinander oder in irgendeiner beliebigen Kombination auf das Grundkorn aufgebracht werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich aus rieselfähigen Waschmittelkörnern, die nach Arbeitsverfahren hergestellt werden, die keine Luftverschmutzung verursachen (Rauchbildung oder Teilchenflug), Waschmittel in Tablettenform herstellen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist technisch nicht aufwendig und läßt sich mit hohem Durchsatz unter Einsatz von üblichen Einrichtungen und Anlagen fahren,

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Auch die Basiskörner sind nicht klebrig und haben gegenüber bisher bekannten Waschmittelpulvern verbesserte Wasserlöslichkeit, insbesondere in Form einer erfindungsgemäßen Tablette. Es ist nicht erforderlich, die als Zwischenprodukt dienenden sprühgetrockneten Waschmittelkörner längere Zeit zu altern, bevor sie mit den weiteren Bestandteilen übersprüht werden können, und es ist auch nicht erforderlich, die Produkte vor dem Einfüllen längere Zeit zu altern. Bei zahlreichen anderen Methoden zur Fertigung von nicht-ionische Tenside enthaltenden teilchenförmigen Waschmitteln muß man solche Alterungsoder Härtungszeiten beachten; das verlangsamt den Produktionsvorgang, und es werden Lagerkapazitäten beansprucht. Erfindungsgemäß fallen diese Nachteile fort.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Wasch- und Reinigungsmittels in Tablettenform, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Masse aus wasserfreiem Phosphat-Buildersalz in Anwesenheit einer zweiten Masse aus Alkalisilikat zu einem wäßrigen Slurry hydratisiert, diesem hydratisierten Slurry eine dritte Masse aus wasserfreiem Phosphat-Buildersalz zugegeben und daraus eine Crutcher-Mischung gebildet wird, diese Crutcher-Mischung zu Körnern sprühgetrocknet wird, in denen das Gewichtsverhältnis der ersten Masse zu der zweiten Masse etwa 1,5:5 und das Gewichtsverhältnis der ersten Masse zu der dritten Masse

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_— 9 —

etwa 0,3:0,7 betragen, diese Körner mit etwa 2 bis 40 Gew.% eines flüssigen oder verflüssigbaren organischen Tensids zu Waschmittelpulverkörnern kombiniert und diese zu festen Tabletten verpreßt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydratisierte Slurry auf eine Temperatur von etwa 76 bis etwa 94°C erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem hydratiserten Slurry Wasser zusetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydratisierung bei einer für die Hydratisierung der ersten Masse aus Phosphatbuildersalz geeigneten Temperatur durchführt und den Slurry auf eine Temperatur erhitzt, bei der Hydratisierung der dritten Masse aus Phosphatbuildersalz inhibiert ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gewichtsverhältnis der ersten Masse zu der dritten Masse auf etwa 0,5 einstellt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Crutcher-Mischung auf einen Feststoffgehalt von etwa 40 bis 55 % einstellt.

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7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sprühtrocknen in einem Gegenstromsprühturm

2 mit einem Sprühdruck von etwa 14 bis 71 kg/cm und einer Lufteinlaßtemperatur von etwa 260 bis 370 C durchführt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man bis zu 10 Gew.%, bezogen auf den Feststoffanteil in der Crutcher-Mischung, an einem oder mehreren Carbonaten, Zitraten und/oder Silikaten mit Buildereigenschaften für Waschmittelzusammensetzung als zusätzliches Buildersalz mitverarbeitet.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die gekörnten Stoffe und das organische Material mit einem Trennmittel vermischt.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verpressen in einer Tablettenpresse mit einem Druck von etwa 103 bis 141 Atmosphären durchführt.

11. Wasch- und Reinigungsmittel in Tablettenform, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Grundkorn und etwa 12 bis etwa 30 Gew.% eines nicht-ionischen polyoxethylierten, synthetischen organischen Tensids besteht, und das Grundkorn

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-A-

aus etwa 45 bis 85 Gew.% eines Phosphatbuildersalzes, etwa 5 bis etwa 15 Gew.% Alkalisilikat und etwa 5 bis etwa 15 Gew.% Wasser zusammengesetzt ist.

12. Tablette gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphatbuildersalz teilweise hydratisiert und teilweise wasserfrei vorliegt und das Gewichtsverhältnis des hydratisierten Anteils zu dem wasserfreien Anteil etwa 0,3 bis etwa 0,7 beträgt.

13. Waschmittelgranulat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als nicht-ionisches synthetisches Tensid ein oxethylierter aliphatischer Alkohol mit einer 8 bis etwa 22 C-Atome aufweisenden Kohlenstoffkette und etwa 5 bis etwa 30 Ethylenoxideinheiten je Mol vorhanden ist.

14. Waschmittelgranulat nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Natriumtripolyphosphat als Phosphatbuildersalz darin enthalten ist.

15. Waschmittelgranulat nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Natriumsilikat als Alkalisilikat darin vorhanden ist.

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16. Waschmittelgranulat nach Anspruch 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es ein spezifisches Gewicht von etwa
0,5 bis etwa 0,7 aufweist.

17. Waschmittelgranulat nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Rieselfähigkeit von wenigstens etwa 75 % aufweist.

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