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Verfahren zum Zubereiten von niedrigschmelzenden Schaum-
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dämpfern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zubereiten von Schaumdämpfern,
die aufgrund ihrer niedrigen Schmelz- oder Erweichungstemperatur beim Lagern zum
Verbacken neigen, in rieselfähiger Form.
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Die in Haushaltswaschmitteln für die Maschinenwäsche in der Regel
als hauptsächliche waschaktive Substanz eingesetzten anionischen Tenside neigen
in wäßriger Lösung im allgemeinen so stark zum Schäumen, daß ein Schaumdämpfer mitverwendet
werden muß. Als Schaumdämpfer ist eine große Zahl von wasserunlöslichen Substanzen
bekannt. Schmilzt oder erweicht der Schaumdämpfer hoch genug, daß man ihn zu einem
rieselfähigen Pulver vermahlen kann, das auch bei längerem Lagern bei sommerlichen
Temperaturen nicht verbackt, so liegt es nahe, ihn in dieser Form dem Waschmittel
zuzusetzen. Die Wirkung eines festen Schaumdämpfers kann sich dabei umso besser
entfalten, je kleiner dessen Partikeln sind. Abgesehen von der Problematik der Rieselfähigkeit
sehr feinteiliger Pulver und von Entmischungsproblemen bei deren Mischungen mit
Waschpulvern, die in der Regel relativ grobteilig sind, hat sich gezeigt, daß die
Schaumdämpferpartikeln dazu neigen, sich auf der Wäsche abzulagern, was zumindest
bei farbiger Wäsche als störend empfunden wird. Außerdem ist diese Art der Zubereitung
nicht möglich bei pastosen sowie bei an sich festen, aber schon bei wenig erhöhter
Temperatur erweichenden oder schmelzenden Schaumdämpfern.
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Es ist schon vielfach vorgeschlagen worden, den Schaumdämpfer auf
Trägermaterial aufzubringen, wobei dieses Trägermaterial aus organischem (z.B. GB-PS
1 340 043 und 1 450 580) oder anorganischem (z.B. GB-PS 1 378 874 und L J
ei
450 580), in Wasser löslichem oder unlöslichem Pulver oder aus einem mitzuwaschenden
Stück Tuch (FR-PS 2 299 447) bestehen kann. Das hat den Vorteil, daß der feinteilige
Schaumdämpfer an der Oberfläche von relativ grobteiligen Trägermaterialien adsorbiert
werden und daß so den beiden oben genannten, einander widersprechenden Forderungen
an die Partikelgröße gleichzeitig entsprochen werden kann.
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Liegt der Erweichungspunkt des Schaumdämpfers oberhalb etwa 50ob,
so bleiben solchermaßen erhaltene Schaumdämpferzubereitungen auch bei längerem Lagern
bei sommerlichen Temperaturen rieselfähig. Liegt der Erweichungspunkt jedoch tiefer
oder ist der Schaumdämpfer gar von vornherein pastos und klebrig, so besteht die
Gefahr des Verbackens sowohl der in Handelsform vorliegenden Zubereitungen der Schaumdämpfer
auf Trägermaterialien wie auch der fertigen, diese Zubereitungen enthaltenden Waschmittel.
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Die exakte automatische Dosierung von Wirkstoffen in fester Form setzt
aber gute Rieselfähigkeit voraus. Dazu müssen die Partikeln mittlere Durchmesser
von mehr als 100 besser mehr als 200/um (meist liegen sie bei Waschmitteln in der
Größenordnung von 200 bis 1500/um) besitzen, und ihre Oberfläche darf nicht klebrig
sein und es auch nicht bei den in der Praxis vorkommenden Temperaturen werden.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zubereitung
von pastosen oder niedrigschmelzenden Schaumdämpfern in lagerbeständiger rieselfähiger
Form und vorzugsweise in der für Waschpulver üblichen Partikelgröße zu entwickeln.
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Sprüht man die Schaumdämpferschmelze auf bewegtes pulverförmiges Trägermaterial,
so kommt es in der Regel zu Inhomogenitäten und Verklumpungen, wenn die Temperatur
des J
#rägermaterials unter dem Erweichungspunkt des Schaumdämpfers
liegt, wie es bei den bisher üblichen technischen Verfahren der Fall ist.
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Erfindungsgemäß wird die Schaumdämpferschmelze auf eine heiße (über
den Erweichungspunkt des Schaumdämpfers erwärmte), intensiv bewegte Pulverschüttung
so lange (20 bis 400, vorzugsweise 40 bis 300 Gew.-%, bezogen auf das Trägermaterial)
aufgedüst - zweckmäßig in einem diskontinuierlich oder vorzugsweise kontinuierlich
arbeitenden Intensivmischer, dessen Wände beheizt sind - bis sich aus dem Pulver
Agglomerate bilden. Sobald diese die gewünschte Partikelgröße von 100 bis 1500,
vorzugsweise 300 bis 1000/um Durchmesser haben, hört man mit dem Aufsprühen von
Schaumdämpferschmelze auf, mischt zur Stabilisierung der Agglomerate eine dazu geeignete
Menge (2 bis 30 % der ursprünglich eingesetzten Trägermaterialmenge) an feinteiligem
Pulver mit einem Erweichungspunkt oberhalb der Temperatur der Mischung ein und läßt
die Masse ggf. unter fortgesetzter Bewegung abkühlen. Bei zur Stabilisierung der
plastischen Agglomerate hinreichender Menge an Pulver kann die Abkühlung der Mischung
auch in ruhender Schüttung (z.B. auf Kühlbändern) erfolgen. Das Pulver besteht vorzugsweise
aus Trägermaterial, kann aber prinzipiell aus beliebigem, ausreichend hochschmelzendem
Material, beispielsweise einer Waschmittelkomponente, bestehen. Die mittlere Teilchengröße
dieses zum Stabilisieren der Agglomerate verwendeten Pulvers soll im Bereich von
1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 15/um, liegen. Das gesamte Pulver soll bei diskontinuierlicher
Fahrweise in einem Schub zugegeben werden, damit das Größenwachstum der Agglomerate
schlagartig gestoppt wird. Es hat bei der Zugabe vorzugsweise Raumtemperatur.
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Bei kontinuierlicher Arbeitsweise gibt man das Pulver nach der Agglomeratbildung
in einem gesonderten Mischerbereich ohne Rückmischung kontinuierlich zu. Man hat
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dann ein gut rieselfähiges, lagerstabiles Schaumdämpferkonzentrat
mit einem Wirkstoffgehalt von etwa 20 bis 80 Gew.-%, das als solches in den Handel
kommen kann.
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Das Zumischen der Schaumdämpferschmelze zum Trägermaterial erfolgt
durch Aufdüsen (Aufsprühen), damit von vornherein eine möglichst gleichmäßige Verteilung
der Schmelze auf dem Träger erreicht wird. Die Düse ist zweckmäßig beheizt, ansonsten
sind an sie keine besonderen Anforderungen zu stellen. Bei Verwendung eines Intensivmischers
könnte man die Schmelze im Prinzip auch auf das Trägermaterial auftropfen oder auffließen
lassen, doch ist auch hier eine Feinverteilung in-Form kleiner Tröpfchen vorzuziehen.
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Als niedrigschmelzende Schaumdämpfer von pastoser, klebriger Konsistenz
oder mit einem unter 50 0C beginnenden Erweichungsbereich, für die das erfindungsgemäße
Zubereitungsverfahren von Interesse ist, seien beispielweise die auf Silikonbasis
und vor allem die in der DE-PS 27 10 355 beschriebenen Ester und Ether von methyloliertem
Melamin mit Fettsäuren bzw. Fettalkoholen, ferner die in der DE-OS 28 21 626 beschriebenen
Ester und Ether der Tetramethylol-acetylendiharnstoffe.
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Als Trägermaterial kommen grundsätzlich alle hierfür üblichen, vorzugsweise
porösen, durch die Schaumdämpferschmelze benetzbaren anorganischen Stoffe in Betracht.
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Voraussetzung für ihre Eignung ist lediglich, daß sie gegenüber dem
Schaumdämpfer inert sind und auch sonst bei der Anwendung nicht stören. Genannt
seien beispielsweise Kieselgur und Aluminiumoxid. Für die Anwendung in Waschmitteln
werden Substanzen bevorzugt, die nicht nur nicht stören, sondern im Waschmittel
eine nützliche Funktion, z.B. als Schmutzträger (Builder), übernehmen, vor allem
gefällte Kieselsäure, Zeolithe und Natriumtriphosphat.
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#rundsätzlich sind auch andere anorganische Substanzen,
auch wasserlösliche Salze wie Natriumsulfat, als Trägermaterial brauchbar.
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Die Teilchen des Trägermaterials sollen einen mittleren Durchmesser
von weniger als 100, vorzugsweise (insbesondere bei wasserunlöslichem Material)
1 bis 20#um haben.
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Die Teilchen sollen mindestens während des Mischvorgangs (Aufdüsen
oder Aufsprühen des Schaumdämpfers) und in schwächerem Maße auch während der Pulverzugabe
zur Stabilisierung der Agglomerate in Bewegung gehalten werden.
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Dies kann mit geeigneten Rührern oder sonstigen Mischwerkzeugen, auch
mit rotierenden Gefäßen mit entsprechenden Einbauten oder im Fließbett geschehen.
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Die Temperatur des Trägermaterials soll beim Aufdüsen des Schaumdämpfers
mindestens gleich der Erweichungstemperatur des Schaumdämpfers sein. Sie braucht
andererseits nicht wesentlich darüber zu liegen, es genügt, daß die Schaumdämpferschmelze
während des Mischvorgangs noch nicht erhärtet.
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Es versteht sich von selbst, daß die Temperatur nicht in die Nähe
der Siede- oder Zersetzungstemperatur des Schaumdämpfers kommen darf. Die Temperatur
des nach Beendigung des eigentlichen Mischvorganges und nach Erreichen der gewünschten
Größe der agglomerierten Teilchen zugemischten Trägermaterials ist unwesentlich.
Am einfachsten und zweckmäßigsten ist Raumtemperatur.
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Bei der Anwendung der erfindungsgemäß zubereiteten Schaumdämpfer ist
in erster Linie an Wasch- und Reinigungsmittel gedacht, doch kommen prinzipiell
auch andere Anwendungen in Betracht, bei denen es um eine Schaumdämpfung in wäR-rigen
Systemen geht, wo der Schaumdämpfer in fester Form eingesetzt werden soll und wo
das Trrgermaterial nicht stört, also beispielsweise bei den verschiedensten Tex-J
tilbehandlungsverfahren,
bei Druckpasten und bei der Herstellung von Papier und Leim.
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Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich auf
das Gewicht.
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Beispiel 1 In einem 5 1 Labormischer mit pflugscharähnlichen Mischwerkzeugen,
Wandtemperatur ca. 800C, werden auf 500 g gefällte Kieselsäure mit einer Oberfläche
von mehr als 200 m2/g der Temperatur ca. 800C 1150 g der 1100C heißen Schmelze eines
handelsüblichen Schaumdämpfers, der bereits 0 unter 50 C zu erweichen beginnt und
aus einem 6fachen Fettsäureester von 6fach methyloliertem Melamin besteht, aufgedüst.
Nach Bildung von wachsartig plastischen Agglomeraten mit einem mittleren Durchmesser
von etwa 600#um werden diese durch Zugabe von etwa 100 g trockenen Trägermaterials
von Raumtemperatur fixiert. Gleichzeitig wird ohne Unterbrechung bei geringer Drehzahl
der Mischwerkzeuge gekühlt. Man erhält gut rieselfähige, nicht staubende, feste
Partikeln in Waschmittelspezifikation. Der Anteil an Wirkstoff beträgt ca. 66 Gew.-%.
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Beispiel 2 In gleicher Weise wie bei Beispiel 1 werden im 5 1 Labormischer
auf 1400 g Natriumtriphosphat ca. 500 g des bei Beispiel 1 verwendeten geschmolzenen
Schaumdämpfers aufgedüst. Die entstandenen Agglomerate fixiert man mit ca.
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400 g Trägermaterial. Nach Ausfahren der so entstandenen, recht festen
und nicht klebenden Partikeln aus dem Mischer und deren Abkühlung in ruhender Schüttung
an Luft liegt eine Handelsform mit 22 % Wirkstoffgehalt vor.
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beispiel 3 In gleicher Weise wie bei Beispiel 1
werden auf 800 g gereingten und geglühten Kieselgurs 1000 g Wirkstoff von Beispiel
1 aufgedüst. Die wachsartig plastischen Partikeln fixiert man mit 100 g Trägermaterial.
Die Abkühlung erfolgt außerhalb in ruhender Schüttung. Der Wirkstoffgehalt des so
in Handelsform erhaltenen Schaumdämpfers beträgt etwa 53 Gew.-%.
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Beispiel 4 In der bei Beispiel 1 beschriebenen Weise werden auf 1200g
getrockneten, pulverförmigen Zeolith A (in Waschmittelspezifikation, mittlere Partikelgröße
ca. 4/um) 425 g der in Beispiel 1 genannten Schaumdämpferschmelze aufgedüst und
die Partikeln mit 50 g Trägermaterial fixiert und gekühlt.
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Der Wirkstoffgehalt beträgt etwa 25 Gew.-%.
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Beispiel 5 In einem auf ca. 80 0C vorgewärmten 130 l-Mischer mit pflugsoharähnlichen
Mischwerkzeugen werden auf 15 kg gefällter Kieselsäure mit einer Oberfläche von
mehr als 200 m2/g und einer Temperatur von ca. 800c 34 kg einer ca. 1100C heißen
Schmelze des Schaumdämpfers von Beispiel 1 über eine beheizte Zweistoffdüse (ca.
80°C) mit Heißluft von ca. 1000C aufgedüst. Nach Bildung von Agglomeraten mit einem
mittleren Durchmesser von ca. 500'um werden diese durch Zugabe in einem Schub von
etwa 2,2 kg trockenen Trägermaterials von Raumtemperatur in bewegter Schüttung fixiert.
Nach Ausfahren der so erhaltenen, nicht mehr klebenden Partikeln von ca. 800G werden
diese in ruhender Schüttung an Luft getrocknet. Der Anteil an Wirkstoff beträgt
66,4 Gew.-%.
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Beispiel 6 In einem auf 800C vorgewärmten 300
l-Horizontalmischer mit paddelförmigen Mischwerkzeugen werden auf 75 kg Zeolith
A (siehe Beispiel 4) 26 kg der etwa 100 0C heißen Schmelze eines bei 32 bis 380C
erweichenden sechsfachen # 13-15 -Oxoalkohol-Ethers von sechsfach methyloliertem
Melamin als Schaumdämpfer über eine auf ca. 800C erwärmte Zweistoffdüse aufgedüst.
Nach Bildung von Agglomeraten mit einem mittleren Durchmesser von ca. 400#um werden
diese durch rasche Zugabe von 2 kg trockenen Trägermaterials von Raumtemperatur
fixiert. Durch Mantelkühlung wird das Laufwerk in langsam bewegter Schüttung unter
den Erweichungspunkt des Schaumdämpfers abgekühlt. Man erhält damit gut rieselfähige,
wenig staubende feste Partikeln in Waschmittelspezifikation. Der Anteil an Schaumdämpfer
beträgt 25,2 Gew.-%.