DE3438654C2

DE3438654C2 - Verfahren zur Herstellung eines körnigen Wasch- und Reinigungsmittels

Info

Publication number: DE3438654C2
Application number: DE19843438654
Authority: DE
Inventors: Noboru Hara; Kazuo Nagoh; Masayoshi Nakamura
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1983-10-31
Filing date: 1984-10-22
Publication date: 1995-11-23
Anticipated expiration: 2004-10-23
Also published as: JPS6096698A; DE3438654A1; JPH0510400B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines körnigen bzw. pulverförmigen Wasch- und Reini gungsmittels durch Zerkleinern eines festen Wasch- und Reinigungsmittels.

Körnige Wasch- und Reinigungsmittel wurden bisher vor nehmlich durch Sprühtrocknen hergestellt. Beim Sprüh trocknen werden Wasch- und Reinigungsmittelbestandteile, z. B. oberflächenaktive Mittel und Builder, mit Wasser vermischt, um eine Aufschlämmung eines Wassergehalts von 35-50 Gew.-% zu gewinnen. Nach dem Erwärmen wird die erhaltene Aufschlämmung in einem Sprühtrockner in einen erwärmten Raum gesprüht, wobei man perlenartige Hohlteilchen eines Wassergehalts von 5-10 Gew.-% und einer Schüttdichte von etwa 0,3 g/cm³ erhält.

Die Maßnahme des Sprühtrocknens ist deshalb von Vorteil, weil man dabei ein hohlkörniges Wasch- und Reinigungs mittel hervorragender Löslichkeit erhält. Da jedoch in der Trocknungsstufe 30-40 Gew.-% Wasser entfernt werden müssen, kommt es hierbei in höchst nachteiliger Weise zu einem extrem großen Wärmeenergieverbrauch. Ferner benötigt man großdimensionierte Anlagen, was zwangsläufig hohe Kosten bedingt.

Wenn man körnige Wasch- und Reinigungsmittel durch Sprüh trocknen herstellt, sind der Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteln hohen Gehalts an oberflächenaktiven Mitteln und der Verwendung wärmeempfindlicher Substan zen, z. B. von nicht-ionischen oberflächenaktiven Mit teln, Grenzen gesetzt. Nachteilig am Sprühtrocknen ist ferner, daß man kaum staubfreie Produkte herstellen kann, da infolge der feinteiligen Pulverteilchen höchst wahrscheinlich Pulverstäube entstehen.

Es hat nun nicht an Versuchen gefehlt, körnige Wasch- und Reinigungsmittel nach anderen Verfahren als durch Sprühtrocknen herzustellen. Aus den JP-OS 46-7586, 55-49535 und 49-74703 ist es bekannt, körnige Wasch- und Reinigungsmittel dadurch herzustellen, daß man von Substanzen mit Kristallwasser oder Substanzen, die beim Erwärmen leicht erschmelzen, ausgeht. Gemäß den bekannten Lehren werden die genannten Ausgangs substanzen wärmebehandelt, wobei sie ihr Kristallwas ser verlieren oder aufschmelzen. Diese Substanzen wirken als Bindemittel und erlauben ein Zusammenbacken und eine Granulierung einiger bis einiger Dutzend Pulverteilchen. Nachteilig an den bekannten Verfahren ist jedoch, daß die gebildeten Pulverteilchen eine breite Teilchengrößenverteilung aufweisen und/oder ihre Wasserlöslichkeit schlecht ist.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein nicht mit den geschilderten Nachteilen der bekannten Verfahren be haftetes Verfahren zur Herstellung eines körnigen Wasch- und Reinigungsmittels anzugeben, bei dem ein körniges Wasch- und Reinigungsmittel hoher Schüttdichte, geringer Klebrigkeit und hervorragender Pulvereigenschaften mit der für die Praxis ausreichenden Löslichkeit erhalten wird, und das praktisch keine oder allenfalls eine höchst geringe Trocknungsenergie erfordert.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Her stellung eines körnigen Wasch- und Reinigungsmittels einer Schüttdichte von 0,8 g/cm³ oder mehr, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man

1. ein festes Wasch- und Reinigungsmittel zerkleinert und
2. das zerkleinerte körnige Wasch- und Reinigungsmittel mit wasserun löslichen, feinteiligen Pulverteilchen eines durch schnittlichen Primärteilchendurchmessers von 10 µm oder darunter beschichtet.

Erfindungsgemäß verwendet man als Ausgangsmaterial ein festes Wasch- und Reinigungsmittel in Form von bei spielsweise Pellets, in massiver Form oder in Form von Brocken. Solche feste Wasch- und Reinigungsmittel erhält man durch inniges Vermischen von Wasch- und Reinigungs mittelbestandteilen, z. B. oberflächenaktiven Mitteln und Buildern, in beispielsweise einer Knetvorrichtung. Das innig gemischte feste Wasch- und Reinigungsmittel sollte vorzugsweise einen Wassergehalt von 5-15 Gew.-% auf weisen. Selbstverständlich können erfindungsgemäß als Ausgangsmaterialien nicht nur feste Wasch- und Reinigungs mittel eingesetzt werden, die durch Verkneten der Wasch- und Reinigungsmittelbestandteile erhalten wurden. Viel mehr eignen sich als Ausgangsmaterialien auch nach an deren bekannten Verfahren gewonnene feste Wasch- und Reinigungsmittel.

Bei den erfindungsgemäß einsetzbaren Wasch- und Reini gungsmittelbestandteilen handelt es sich um allgemein bei der Herstellung üblicher Wasch- und Reinigungsmit tel verwendete Bestandteile. Beispiele hierfür sind anionische oberflächenaktive Mittel, wie Alkylsulfate und Alkylarylsulfonate, ampholytische oberflächenaktive Mittel, z. B. Netzmittel vom Betain-Typ und Allanin-Typ, nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, z. B. Alkyl ethoxylate und Alkylphenylethoxylate, Alkalibuilder, z. B. Carbonate, Silikate, Polyphosphate, Borate, Per oxycarbonate und Peroxoborate, Zeolite vom Typ A und Chelatbildner. Erfindungsgemäß können insbesondere auch flüchtige und thermisch zersetzbare Substanzen, z. B. nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, in vorteil hafter Weise Wasch- und Reinigungsmitteln einverleibt werden, da bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keine Wärmetrocknung bei erhöhter Temperatur stattfindet.

Nach dem innigen Vermischen der Bestandteile des festen Ausgangswasch- und Reinigungsmittels wird dieses in einer Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinert. Das Zer kleinern erfolgt vorzugsweise derart, daß 50 Gew.-% oder mehr des in dem innig gemischten festen Wasch- und Reinigungsmittel enthaltenen Wassers in den Wasch- und Reinigungsmittelbestandteilen, z. B. oberflächenakti ven Mitteln und Buildern, als Kristallwasser oder ge bundenes Wasser zurückbleibt. Aus diesem Grunde wird das zu zerkleinernde feste Wasch- und Reinigungsmittel vorzugsweise auf eine Temperatur von 30°C oder darunter gehalten. Da die Temperatur des festen Wasch- und Reinigungsmittels infolge Reibungswärme während des Zerkleinerns steigt, wird in die Zerkleinerungsvorrich tung Kühlluft einer Temperatur von beispielsweise 20°C oder weniger in einer Menge von beispiels weise 10 l oder mehr pro 1 kg festes Wasch- und Reini gungsmittel eingeleitet.

Das Zerkleinern erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer Zerkleinerungsvorrichtung mit einer Klassierein richtung, z. B. einem Sieb oder einer Luftklassier einrichtung, oder durch Klassieren der zerkleiner ten Pulverteilchen mit Hilfe eines Siebs und anschlie ßendes Rückführen derjenigen Pulverteilchen, deren Teilchengröße außerhalb des vorgegebenen Bereichs der Zerkleinerungsvorrichtung liegt. Auf diese Weise er hält man Pulverteilchen einer engen Teilchengrößenver teilung, z. B. eines durchschnittlichen Teilchendurch messers von 300-4000 µm.

Erfindungsgemäß verwendbare Zerkleinerungsvorrichtungen sind beispielsweise solche, die mit beispielsweise mehrstufigen, drehbaren Zerkleinerungsflügeln und einem 360° offenen Sieb, durch das die zerkleinerten Pulver teilchen fallen können, ausgerüstet sind. Diese Arten von Zerkleinerungsvorrichtungen sind deshalb von Vor teil, weil man bei ihnen die obere Teilchengröße durch Einstellen der Öffnungsgröße des Siebs beliebig steuern kann und ferner eine sehr scharfe Teilchengrößenvertei lung erreicht, da ein Übermahlen verhindert und die Menge an übermäßig feinteiligem Pulver auf ein Mindest maß gesenkt wird. Zerkleinerungsvorrichtungen dieses Typs sind im Handel erhältlich. Darüber hinaus können aber auch noch beliebige andere Zerkleinerungsvorrich tungen, und zwar vorzugsweise solche, die mit einer Klassiereinrichtung und Einrichtungen zur Kühlluft zufuhr zum Mahlraum ausgestattet sind, Verwendung fin den. Beim Zerkleinern können auch Mahlhilfsmittel, z. B. pulverisiertes Natriumcarbonat, mitverwendet werden.

Nach dem Zerkleinern wird das feinpulverige Wasch- und Reinigungsmittel mit wasserunlöslichen, feinteiligen Pulverteilchen beschichtet, um die Oberfläche der zer kleinerten Wasch- und Reinigungsmittelteilchen zu modi fizieren. Unter den Ausdruck "wasserunlösliche Substan zen" fallen für den Erfindungszweck definitionsgemäß auch "schwach wasserlösliche Substanzen".

Bei den erfindungsgemäß einsetzbaren wasserunlöslichen, feinteiligen Pulverteilchen handelt es sich um solche eines durchschnittlichen Primärteilchendurchmessers von 10 µm oder darunter, zweckmäßigerweise von 4 µm oder darunter, vorzugsweise von 0,01-4 µm. Wenn der durch schnittliche Primärteilchendurchmesser der wasserun löslichen feinteiligen Pulverteilchen zu groß ist, läßt sich keine gleichmäßige Beschichtung herstellen, d. h. die Fließfähigkeit und Lagerungsstabilität können nicht verbessert werden. Das Beschichten kann mit Hilfe üblicher Beschichtungsvorrichtungen, z. B. Tonnenbe schichtungsvorrichtungen, Wirbelbettbeschichtungsvor richtungen oder Mischerbeschichtungsvorrichtungen, erfolgen. Obwohl die Menge an wasserunlöslichen fein teiligen Pulverteilchen keiner speziellen Beschränkung unterliegt, sollte die Menge an wasserunlöslichen, feinteiligen Pulverteilchen, bezogen auf das Gewicht des zerkleinerten Wasch- und Reinigungsmittels, vor zugsweise 0,5-5 Gew.-% betragen. Beispiele für fein teilige Pulverteilchen der beschriebenen Art sind Calciumstearat, Magnesiumstearat, Aluminosilikat, z. B. Zeolite vom Typ A, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumsilikat, Siliziumdioxid und Titandioxid.

Das Beschichten der zerkleinerten Wasch- und Reini gungsmittels mit den feinteiligen Pulverteilchen ver hindert in höchst wirksamer Weise eine Haftung zwischen den Pulverteilchen und ein Zusammenbacken während der Lagerung. Darüber hinaus kann man durch das Auftragen der feinteiligen Pulverteilchen die Oberflächeneigen schaften des körnigen Wasch- und Reinigungsmittels da hingehend modifizieren, daß dessen Fließfähigkeit ver bessert wird. Schließlich wird dadurch auch die Löslich keit so weit verbessert, daß das Wasch- und Reinigungs mittel eine für die Praxis ausreichende Löslichkeit in kaltem Wasser erhält. Dies ist auf die Rückhaltung von überschüssigem Wasser in den Pulverteilchen des körnigen Wasch- und Reinigungsmittels zurückzuführen.

Ein in der geschilderten Weise hergestelltes körniges Wasch- und Reinigungsmittel kann direkt oder nach Zu satz von Mikromengenbestandteilen, z. B. Parfüms, ver marktet werden. Gegebenenfalls kann jedoch das körnige Wasch- und Reinigungsmittel mit Hilfe einer handels üblichen Granuliervorrichtung zu einer praktisch kuge ligen Form weiter gleichmäßig granuliert werden. Schließlich läßt sich auch der Wassergehalt des ge bildeten körnigen Wasch- und Reinigungsmittels durch Warmlufttrocknung einstellen.

Erfindungsgemäß erhält man ohne nennenswerten Aufwand an Trocknungsenergie das gewünschte körnige Wasch- und Reinigungsmittel hervorragender Pulvereigenschaften, guter Fließfähigkeit und guter Anti-Verbackeigenschaf ten bei der Lagerung. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit ein energiesparendes Verfahren zur Her stellung körniger Wasch- und Reinigungsmittel dar. Schließlich fällt das erfindungsgemäß erhältliche kör nige Wasch- und Reinigungsmittel anders als ein sprüh getrocknetes Produkt nicht in Form von Pulverhohlteil chen an. Demzufolge steigt die Schüttdichte desselben auf beispielsweise etwa 0,8 g/cm³ oder darüber. Ferner kann der Gehalt an aktiven Bestandteilen in einem sol chen Wasch- und Reinigungsmittel erhöht werden. Schließ lich besitzt ein erfindungsgemäß erhältliches körniges Wasch- und Reinigungsmittel eine gute Löslichkeit in kaltem Wasser und genügt den an körnige Wasch- und Rei nigungsmittel zu stellenden Löslichkeitsanforderungen.

Die folgenden Beispiele und das Vergleichsbeispiel sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

Die folgenden Bestandteile werden in einer Knetvorrich tung gründlich miteinander verknetet:

Bestandteil
Teile
Natrium-α-olefinsulfonat (Wassergehalt: 5%)
20
Natriumdodecylbenzolsulfonat (Wassergehalt: 5%)	20
Natriumhydroxid (Wassergehalt: 52%)	6
Zeolit vom Typ A (Wassergehalt: 20%)	15
Natriumcarbonat (Wassergehalt: weniger als 1%)	30
fluoreszierender Aufheller, Carboxymethylcellulose u. dgl.	3

94 Teile des gründlich gemischten Wasch- und Reinigungs mittels eines Wassergehalts von 12% in Form von Pellets und 3 Gew.-Teile Natriumcarbonat werden kontinuierlich und quantitativ einer handelsüblichen Zerkleinerungsvor richtung zugeführt. In diese werden gleichzeitig pro 1 kg Wasch- und Reinigungsmittelgemisch 15 l Kühlluft einer Temperatur von 15°C eingeleitet. Die Zerkleine rungsvorrichtung enthält vier kreuzweise angeordnete Zerkleinerungsflügel eines Durchmessers von 15 cm und ein Sieb aus einem gelochten Metallblech eines Poren durchmessers von 2 mm und eines Öffnungsverhältnisses von 20%. Die Zerkleinerungsflügel werden mit einer Ge schwindigkeit von 3000 Umdrehungen/min betrieben.

97 Gew.-Teile des erhaltenen zerkleinerten Wasch- und Reinigungsmittels und 3 Teile Zeolit vom Typ A eines durchschnittlichen Primärteilchendurchmessers von 3 µm werden kontinuierlich und quantitativ einer rotieren den Trommel eines Durchmessers von 30 cm und einer Länge von 60 cm zugeführt. Die Trommel wird mit einer Geschwindigkeit von 30 Umdrehungen/min rotierengelas sen. Nach einer Aufenthaltsdauer von 5 min (in der rotierenden Trommel) wird das beschichtete Produkt ausgetragen.

Die Eigenschaften des jeweils erhaltenen zerkleinerten bzw. beschichteten Produkts sind in Tabelle I zusammen gestellt:

Tabelle I

Beispiel 2

Das gemäß Beispiel 1 zerkleinerte Wasch- und Reinigungs mittel wird entsprechend Beispiel 1 mit 3 Teilen Calcium carbonat eines durchschnittlichen Primärteilchendurch messers von 4 µm beschichtet.

Die Eigenschaften des erhaltenen beschichteten Produkts finden sich in Tabelle II.

Beispiel 3

Das gemäß Beispiel 1 zerkleinerte Wasch- und Reinigungs mittel wird entsprechend Beispiel 1 mit 1,5 Teilen Siliziumdioxid eines durchschnittlichen Primärteilchen durchmessers von 0,3 µm beschichtet.

VERGLEICHSBEISPIEL

Das gemäß Beispiel 1 zerkleinerte Wasch- und Reinigungs mittel wird entsprechend Beispiel 1 mit 5 Teilen Calciumcarbonat eines durchschnittlichen Primärteilchen durchmessers von 15 µm beschichtet.

Beispiel 4

Das gemäß Beispiel 1 erhaltene beschichtete Produkt wird 5 min lang zur gleichmäßigen Teilchenformeinstel lung in einer handelsüblichen Granuliervorrichtung behandelt.

Die Eigenschaften des erhaltenen Produkts finden sich ebenfalls in Tabelle II.

Test und Bewertung der Lagerungsstabilität

Die gemäß den Beispielen erhaltenen körnigen Wasch- und Reinigungsmittel werden bis zu 90% des Volumens in 660 ml fassende Neosand-Kartons einer Größe von 11 cm × 4 cm × 15 cm gefüllt. Nach dem Versiegeln der Kartons werden diese 7 Tage lang bei 35°C und einer relativen Feuchtigkeit von 85% gelagert. Danach werden die Kartons geöffnet und die Menge an körnigem Wasch- und Reinigungsmittel, die durch ein Sieb einer Maschenweite von 3,33 mm fällt, ermittelt.

Die Stabilität der körnigen Wasch- und Reinigungsmittel gegen Zusammenbacken wird nach folgendem Schema be wertet:

+ Die Menge (an Waschmittel), die nicht durch die Öffnungen fällt, liegt unter 10%.

± Die Menge (an Waschmittel), die nicht durch die Öffnungen fällt, beträgt 10-30%.

- Die Menge (an Waschmittel), die nicht durch die Öffnungen fällt, liegt über 30%.

TABELLE III

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines körnigen Wasch- und Reinigungsmittels, einer Schüttdichte von 0,8 g/cm³ oder mehr, dadurch gekennzeichnet, daß man

1. ein festes Wasch- und Reinigungsmittel zerklei nert und
2. das zerkleinerte körnige Wasch- und Reinigungsmittel mit wasserunlöslichen, feinteiligen Pulverteilchen eines durchschnittlichen Primärteilchendurchmessers von 10 µm oder darunter beschichtet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Teilchendurchmesser des zerkleinerten Wasch- und Reinigungsmittels 300 bis 4000 µm beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an wasserunlöslichen, feinteiligen Pulverteilchen, bezogen auf das Gewicht des zer kleinerten Wasch- und Reinigungsmittels, 0,5 bis 5 Gew.-% beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserunlöslichen, feinteiligen Pulverteil chen aus Calciumstearat, Magnesiumstearat, Alumino silikat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumsilikat, Siliziumdioxid oder Titandioxid bestehen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerkleinerungsschritt in Gegenwart von Natriumcarbonat als Mahlhilfsmittel durchgeführt wird.