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Verfahren zum Herstellen einer granularen Detergentien-
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Zusammensetzung mit hoher Schüttdichte
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer granularen
(oder pulverförmigen) Detergentien- bzw. Reinigungsmittel-Zusammensetzung mit einer
hohen Schüttdichte durch Zerkleinern einer festen Detergentien-Zusammensetzung.
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Granulare Reinigungsmittel-Zusammensetzungen sind bisher hauptsächlich
durch Sprühtrocknen hergestellt worden.
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Beim Sprühtrocken-Verfahren werden Detergentien-Bestandteile, wie
grenzflächenaktive Mittel und Builder, mit Wasser unter Bildung einer Aufschlämmung
mit einem Wassergehalt von 35 bis 50 Gew.-% vermischt. Die erhaltene Aufschlämmung
wird nach dem Erhitzen in einen erhitzten Raum in einem Sprühtrockner gesprüht,
um hohle körnige Teilchen mit einem Wassergehalt von 5 bis 10 Gew.-% und einer Schüttdichte
von etwa 0,3 g/cm³ zu bilden.
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Das Sprühtrocknen ist vorteilhaft, da man damit ein hohles, granulares
Reinigungsmittel mit einer ausgezeichneten Löslichkeit erhalten kann. Da jedoch
30 bis 40 Gew.-% Wasser beim Trocknen entfernt werden müssen, wird nachteiligerweise
eine außerordentlich große Wärmemenge verbraucht.
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Da außerdem eine Einrichtung zum Herstellen großer Mengen erforderlich
ist, muß anfänglich eine sehr hohe Investition erfolgen. Das durch Sprühtrocknen
erhaltene Granulat hat außerdem eine geringe Schüttdichte, so daß das Verpakkungsvolumen
in nachteiliger Weise groß wird. Außerdem ist die Fließfähigkeit des durch Sprühtrocknen
erhaltenen Granulates wegen der großen Irregularitäten auf der Oberfläche der Granulatkörner
beeinträchtigt und das Granulat hat ein schlechtes Aussehen.
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Außerdem ist beim Herstellen von granularen Detergentien durch Sprühtrocknen
die Herstellung von Detergentien-Zu-
sammensetzungen mit einem hohen Gehalt an grenzflächenaktiven Mitteln
und der Einsatz wärmeempfindlicher Substanzen, wie von nicht-ionischen grenzflächenaktiven
Substanzen, beschränkt. Sprühtrocknen ist auch in soweit nachteilig, als damit Pulverstaub
erzeugt wird, da es sehr schwierig ist, unter Einsatz der fein zerteilten Pulverteilchen
vollkommen staubfreie Produkte zu erhalten.
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Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, granulare Reinigungsmittel-Zusammensetzungen
nach anderen Verfahren als durch Sprühtrocknen herzustellen. So offenbaren z.B.
die JP-ASn 46-7586 und 55-49535 sowie die JP-OS 49-74703 den Einsatz von Substanzen
mit Kristallisationswasser oder von Substanzen, die beim Erhitzen leicht schmelzen,
als Ausgangsmaterial für die Herstellung granularer Detergentien-Zusammensetzungen.
Nach diesen Verfahren werden die vorgenannten Substanzen einer Wärmebehandlung ausgesetzt,
um das Kristallisationswasser daraus zu entfernen oder sie zu schmelzen. Diese Substanzen
wirken als Binder, der es gestattet, mehrere Dutzend Pulverteilchen zu agglomerieren
und zu granulieren. Diese Verfahren haben jedoch vom praktischen Standpunkt aus
noch Probleme, da die Teilchengrößenverteilungen der erhaltenen Pulverteilchen weit
sind oder deren Wasserlöslichkeit gering ist.
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Außerdem haben die JP-OSn 60-72998 und 60-72999 kürzlich ein Verfahren
zum Neutralisieren einer Mischung von Alkylbenzolsulfonsäuren und Alkylschwefelsäureester
mit Natriumcarbonat sowie ein Verfahren zum Neutralisieren von Sulfonaten oder Sulfat
mit Natriumcarbonat offenbart, bei dem nach einem Abkühlen auf 40"C oder weniger
das neutralisierte Produkt zusammen mit Zeolith und den anderen Reinigungsmittel-
Bestandteilen zerkleinert wird.
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Diese Verfahren haben jedoch vom praktischen Standpunkt aus Probleme,
da die Dispergierbarkeit und Löslichkeit der erhaltenen Zusammensetzung in kaltem
Wasser gering ist und wegen der nachträglichen Zugabe einer großen Menge
an
pulverisiertem Zeolith Pulverstaub aus den Produkten erzeugt wird. Der kommerzielle
Wert dieser Produkte ist daher gering.
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Außerdem wird durch Verarbeiten gewisser grenzflächenaktiver Mittel,
wie Olefinsulfonate, zu granularen Detergentien-Zusammensetzungen mit einer hohen
Schüttdichte die Löslichkeit in Wasser vermindert und daher erhält man keine ausreichende
Reinigung in einer üblichen Waschzeit und das Detergentienpulver ist manchmal nach
dem Waschen auf der Kleidung abgeschieden.
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Um die Wasserlöslichkeit einer granularen Reinigungsmittel-Zusammensetzung
mit einer hohen Schüttdichte zu verbessern, wird eine Schäumsubstanz zu der granularen
Reinigungsmittel-Zusammensetzung hinzugegeben. Diese Methode schließt jedoch insofern
ein Problem ein, als durch die Zugabe der Substanz, die auf die Reinigung keine
Auswirkungen hat, die beim Waschen benutzte Menge und somit auch die Kosten erhöht
werden.
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Üblicherweise werden zur Herstellung von Granulat mit einer höheren
Schüttdichte Pfannen-Granulatoren benutzt.
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Bei diesem Granulationsverfahren füllt man Pulver in eine rotierende
Pfanne und fügt tropfenweise Wasser hinzu, wodurch Kerne gebildet werden, die zu
kugelförmigen Körnern wachsen. Dieses Verfahren ist jedoch nachteilig, da nicht
nur die Herstellungszeit lang ist sondern auch das Wachsen der durch die Wassertropfen
gebildeten Kerne sehr unterschiedlich erfolgt, so daß die Größe der erhaltenen kugelförmigen
Körner sehr ungleichförmig ist.
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In der JP-AS 58-44120 ist die Verwendung einer Vorrichtung zum Einstellen
der Teilchengrößen von Granulat oder kugelförmigen Körnern (eines sogenannten "Marumerizers")
als einer Vorrichtung beschrieben, die nach dem Herstellen des Granulats für granulare
Detergentien-Zusammensetzungen
eingesetzt wird. Eine solche Vorrichtung
ist in der JP-AS 41-563 offenbart. Diese Vorrichtung besteht aus einem Zylinder
und einer am Boden des Zylinders vorgesehenen Scheibe. Die Scheibe rotiert mit einer
hohen Geschwindigkeit und die granularen Substanzen werden während des Betriebes
dieser Vorrichtung darauf gedreht. Der Einsatz eines solchen Marumerizers" bringt
jedoch Probleme mit sich, da eine Antriebsvorrichtung für das Drehen der Scheibe
erforderlich ist, deren Wartung schwierig ist, da die granulierten Substanzen den
Zwischenraum zwischen Zylinderwandung und Scheibe verstopfen und da eine Vergrößerung
der Vorrichtung schwierig ist, so daß die Behandlungskapazität beschränkt ist und
ein kontinuierlicher Betrieb schwierig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten
Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zum Herstellen
einer granularen Detergentien-Zusammensetzung zu schaffen, mit dem man eine granulare
Detergentien-Zusammensetzung mit einer hohen Schüttdichte (z.B. 0,6 g/cm3 oder mehr),
einer stark verbesserten Dispergierbarkeit und Löslichkeit in kaltem Wasser und
ausgezeichneten Pulvereigenschaften erhält, während die Erzeugung von Pulverstaub
wirksam verhindert wird, wobei die zum Trocknen erforderliche Energie zumindest
merklich vermindert oder eine solche Energie im wesentlichen überhaupt nicht erforderlich
sein soll, und ohne daß man irgendwelche zusätzlichen Substanzen benutzt, die keine
Wirkungen beim Waschen oder Reinigen haben.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Herstellen einer granularen
Reinigungsmittel-Zusammensetzung mit einer hohen Schüttdichte geschaffen, das die
folgenden Stufen umfaßt:
(a) Kneten von Reinigungsmittel-Bestandteilen, die mindestens
10 Gew.-% Kaliumalkylarylsulfonat enthalten, zur Bildung einer gekneteten festen
Reinigungsmittel-Mischung; (b) Zerkleinern der gekneteten festen Reinigungsmittel-Mischung
und (c) Überziehen der zerkleinerten, granulatartigen Reinigungsmittel-Zusammensetzung
mit wasserunlöslichen, fein zerteilten Pulverteilchen mit einem mittleren primären
Teilchendurchmesser von 10 um oder weniger.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum Herstellen
einer granularen Detergentien-Zusammensetzung mit einer hohen Schüttdichte geschaffen,
das die folgenden Stufen umfaßt: (a) Kneten von Detergentien-Bestandteilen, die
30 bis 60 Gew.-% eines oberflächenaktiven Mittels, das mindestens 10 Gew.-% eines
Olefinsulfonats einschließt und 25 bis 55 Gew.-% eines Alkalibuilders, der 1 bis
15 Gew.-E eines Silikates einschließt mit einem Verhältnis von Na2 0 zu SiO2 von
1,0 bis 3,5, enthalten, wobei der Gehalt an Kalium in Form von Kaliumsalzen im Bereich
von 1,5 bis 50 Gew.-% der Gesamtmenge des grenzflächenaktiven Mittels ausmacht,
zur Bildung einer gekneteten festen Detergentien-Mischung; (b) Zerkleinern der gekneteten
festen Detergentien-Mischung und (c) Überziehen der zerkleinerten granularen Detergentien-Zusammensetzung
mit wasserunlöslichen, fein zerteilten Pulverteilchen mit einem mittleren primären
Teilchendurchmesser von 10 um oder weniger.
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Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen: Figuren 1 bis 3 schematische Ansichten
von Vorrichtungen zur Herstellung kugelförmiger Körner und
Figur
4 eine Querschnittsansicht eines Kreisspulenabschnittes des Rohres der Vorrichtung
nach Figur 3.
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Wird das Alkylarylsulfonat als grenzflächenaktives Mittel bei der
Herstellung der granularen Reinigungsmittel-Zusammensetzung eingesetzt, dann werden
die Alkylarylsulfonsäuren, die vorzugsweise eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen
aufweisen, mit einer konzentrierten Kaliumhydroxid-Lösung neutralisiert. Die Verwendung
von Kaliumhydroxid als Neutralisationsmittel bei dem erfindungsgemäßen Verfahren,
das keine oder nur eine einfache Trockenstufe einschließt, ist vorteilhaft hinsichtlich
der Neutralisationsreaktivität,und es verbessert überraschend die Löslichkeit der
erhaltenen granularen Reinigungsmittel-Zusammensetzungen in kaltem Wasser. Diese
vorteilhaften Ergebnisse können z.B. mit einem Neutralisationsmittel wie Natriumhydroxid,
Natriumsilikat, Kaliumsilikat, Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat nicht erhalten
werden. Die Konzentration des erhaltenen Kaliumalkylarylsulfonats beträgt vorzugsweise
mindestens 10 Gew.-% der erhaltenen granularen Reinigungsmittel-Zusammensetzung.
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Bei der Ausführung der Neutralisation wird das Kaliumhydroxid als
konzentrierte wässrige Lösung mit einer Alkylarylsulfonsäure gemischt. Die Konzentration
der wässrigen Kaliumhydroxid-Lösung ist vorzugsweise derart, daß keine nachteilige
Menge Wasser beim nachfolgenden Vermischen, Kneten und Zerkleinern in das System
eingeführt wird.
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Typischer Weise beträgt die Konzentration der wässrigen Kaliumhydroxid-Lösung
vorzugsweise mindestens 40 Gew.-% und noch bevorzugter 45 Gew.-% oder mehr. Das
Kaliumhydroxid wird vorzugsweise in einer Menge 1 bis 1,2 Mol pro Mol einer Alkylarylsulfonsäure
eingesetzt, wobei Mischungen zuerst durch inniges Vermischen von Bestandteilen des
Reinigungsmittels, die mindestens ein neutralisiertes Sulfonat als grenzflächenaktives
Mittel enthalten, in z.B.
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einem Kneter hergestellt werden.
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Die typischen Beispiele von Alkylarylsulfonsäuren sind Alkylbenzolsulfonsäuren
mit einer Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen.
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Bei der Neutralisation können weiter Sulfate wie Alkyl-Schwefelsäureester
oder andere sulfonierte Produkte zusätzlich zu den oben genannten Alkylarylsulfonsäuren
benutzt werden. Wenn z.B. (a) Alkylarylsulfonsäuren und (b) Alkyl-Schwefelsäureester
zusammen eingesetzt werden, dann können die beiden Komponenten (a) und (b) vorzugsweise
in einem Gewichtsverhältnis von (a)/(b) von 1/0 bis 1/2 verwendet werden. Wenn andere
Sulfonsäuren oder sulfathaltige Produkte zusammen mit den Alkylarylsulfonsäuren
eingesetzt werden, dann sollte eine zusätzliche Menge von dem Kaliumhydroxid, ausreichend
zum Neutralisieren der anderen Sulfonsäuren oder sulfathaltigen Produkte, verwendet
werden.
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Die erhaltenen neutralisierten Produkte oder Sulfonate werden mit
anderen Bestandteilen des Reinigungsmittels innig vermischt und geknetet. Beispiele
für andere Bestandteile des Reinigungsmittels sind andere anionische grenzflächenaktive
Mittel, wie Alkylsulfate, Olefinsulfonate, Seifen und Alkoholethoxysulfate; nicht-ionische
grenzflächenaktive Mittel, wie Alkylethoxylate und Alkylphenylethoxylate; ampholytische
grenzflächenaktive Mittel, wie betain- und alanin-artige grenzflächenaktive Mittel;
Alkalibuilder, wie Silikate, Carbonate, Bicarbonate, Percarbonate, Borate, Perborate,
Tripolyphosphate und Pyrophosphate (üblicherweise Natrium- und Kaliumsalze); chelatbildende
Builder wie Natriumcitrat, Natriumethylendiamintetraacetat; Zeolithe (z.B. Typ A
Zeolithe) und Natriumnitrilotriacetat; neutrale Builder, wie Natriumsulfat und übliche
Reinigungsmittel-Bestandteile, wie Fluoreszenzmittel, Carboxymethylcellulose, Polyethylenglykol,
Enzyme, Parfüme und färbende Materialien.
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Werden die Alkylarylsulfonate zusammen mit Alpha-Olefinsul-
fonaten
benutzt, dann haben die erhaltenen granularen Detergentien-Zusammensetzungen eine
hohe Schüttdichte und eine verbesserte Lagerstabilität, und sie verursachen kein
Blockieren bzw. Verstopfen während der Lagerung.
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Die bevorzugten Alpha-Olefinsulfonate sind solche mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen
in Form von Natrium- und Kaliumsalzen. Die bevorzugte Menge an Alpha-Olefinsulfonaten
beträgt 5 Gew.-% oder mehr von der erhaltenen granularen Detergentien-Zusammensetzung.
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Werden die Olefinsulfonate als grenzflächenaktives Mittel benutzt,
dann umfaßt die granulare Detergentien-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-% eines grenzflächenaktiven Mittels, das mindestens
10 Gew.-% eines Olefinsulfonats einschließt, und sie umfaßt weiter 25 bis 55 Gew.-%
eines Alkalibuilders, der 1 bis 15 Gew.-% eines Silikates mit einem Verhältnis von
Na2O zu SiO2 von 1,0 bis 3,5 einschließt, und der Gehalt an Kalium in Form der Kaliumsalze
beträgt 1,5 bis 50 Gew.-% der Gesamtmenge an grenzflächenaktivem Mittel.
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Beispiele der Olefinsulfonate sind die neutralisierten und hydrolysierten
Salze der sulfonierten Produkte von Alpha-Olefinen, vinyliden-artigen Olefinen und
inneren Olefinen. Zusätzlich zu den Alkensulfonaten können Hydroxyalkansulfonate
eingeschlossen sein. Die Menge der Olefinsulfonate in den granularen Detergentien-Zusammensetzungen
beträgt vorzugsweise 10 Gew.-%, bevorzugter 10 bis 30 Gew.-%. Ist die Menge an Olefinsulfonaten
geringer als 10 Gew.-%, dann sind die ausgezeichneten Reinigungseigenschaften der
Olefinsulfonate nicht ausgeprägt. Die granulare Detergentien-Zusammensetzung nach
der vorliegenden Erfindung kann die Olefinsulfonate allein, aber zusätzlich auch
andere grenzflächenaktive Mittel enthalten, wie anionische grenzflächenaktive Mittel
(z.B. Alkylbenzolsulfonate, fettsaure Salze, höhere Alkoholethoxysulfate und höhere
Alkoholsulfate) sowie nicht-ionische grenzflächen-
aktive Mittel.
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Die granulare Detergentien-Zusammensetzung, die Olefinsulfonate einschließt,
enthält vorzugsweise 25 bis 55 Gew.-%, bevorzugter 25 bis 40 Gew.-%, Alkalibuilder,
wie Silikate, Carbonate, Bicarbonate, Borate und Perborate. Die Silikate, z.B. Natriumsilikat
mit einem Verhältnis Na2O/SiO2 von 1,0 bis 3,5, bevorzugter 1,0 bis 2,5, werden
jedoch zumindest als Teil der Alkalibuilder in der granularen Detergentien-Zusammensetzung
benutzt, vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugter 2 bis 10 Gew.-%.
Ist das Verhältnis Na2O/SiO2 kleiner als 1,0, dann nimmt die erwünschte Wasserlöslichkeit
ab. Ist dagegen das Verhältnis Na2O/SiO2 größer als 3,5, dann nimmt der pH-Wert
zu und die Hände werden rauh. Der Einsatz einer zu großen Menge des Natriumsilikats
verursacht eine Zunahme des pH-Wertes, während die Verwendung einer zu geringen
Menge an Natriumsilikat die erwünschten Ergebnisse vermindert. Das Verhältnis Na2O/SiO2
kann durch Zusatz von Natriumhydroxid eingestellt werden.
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Wie oben erwähnt ist der Kaliumgehalt in der Gesamtmenge der grenzflächenaktiven
Mittel vorzugsweise 1,5 bis 50 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 40 Gew.-%, in den vorliegenden
granularen Detergentien-Zusammensetzungen, die Olefinsulfonate enthalten. Ist der
Kaliumgehalt geringer als 1,5 Gew.-%, dann ist die Wasserlöslichkeit vermindert.
Ist der Kaliumgehalt größer als 50 Gew.-%, dann sind die Eigenschaften des Reinigungsmittels,
wie die Lagerstabilität, beeinträchtigt. Der Gehalt an Kalium kann durch Einsatz
der Kaliumsalze als grenzflächenaktive Mittel und/oder der Kaliumsalze als Alkalibuilder
eingestellt werden.
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Enthält die erfindungsgemäße granulare Detergentien-Zusammensetzung
Zeolithe, dann werden diese vorzugsweise in einer solchen Menge benutzt, daß ihr
Gehalt in der Zusammensetzung 5 bis 35 Gew.-%, bevorzugter 10 bis 30 Gew.-%,
beträgt.
Die Zeolithe können auch als wasserunlösliches, fein zerteiltes Pulver in einer
nachfolgenden Stufe eingesetzt werden. Die Menge an Zeolithen in der Misch- oder
Knetstufe beträgt vorzugsweise 70% oder mehr, noch bevorzugter 80% oder mehr, von
der Gesamtmenge an Zeolithen, die in der fertigen granularen Detergentien-Zusammensetzung
enthalten ist. Ist die Menge an Zeolithen in der Misch-und Knetstufe zu gering,
dann wird die erhaltene Mischung zu weich und es ist dann vor dem Zerkleinern erforderlich,
das geknetete Produkt zu kühlen oder eine große Menge an Pulver, wie Zeolithpulver,
als Zerkleinerungszusatz während des Zerkleinerns hinzuzugeben. Die Zugabe einer
großen Menge des Zerkleinerungszusatzes verursacht das Problem der Erzeugung von
Pulverstaub.
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In der Knetstufe werden die Bestandteile vorzugsweise unter Einstellen
des Wassergehaltes in einer solchen Weise gemischt oder geknetet, daß der Wassergehalt
der erhaltenen Mischung 5 bis 15 Gew.-% beträgt, um die erhaltene Mischung leicht
handhaben zu können und verbesserte Eigenschaften der Mischung als Ausgangsmaterial
für die Zerkleinerung zu erhalten. Ist der Wassergehalt zu gering, dann wird wegen
des zu starken Pulverisierens während der Zerkleinerung Pulverdampf erzeugt. Ist
der Wassergehalt dagegen zu groß, dann wird wegen des zu starken Absetzens der Mischung
in der Zerkleinerungsvorrichtung und der Bildung einer geschmolzenen Mischung in
dieser Vorrichtung der erwünschte kontinuierliche Betrieb schwierig. Der "Wassergehalt"
schließt das Kristallisationswasser oder das gebundene Wasser in z.B. den Zeolithen
ein.
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Die gründlich geknetete feste Reinigungsmittel-Mischung wird dann
in einer Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinert.
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Da die Temperatur der festen Reinigungsmittel-Mischung während des
Zerkleinerns aufgrund der Reibungswärme steigt, wird Kühlluft mit einer Temperatur
von z.B. 200C oder weniger mit einer Rate von z.B. 10 1 oder mehr pro 1 kg
der
festen Reinigungsmittel-Mischung in die Zerkleinerungsvorrichtung eingeleitet.
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Die Zerkleinerung wird vorzugsweise mit einer Zerkleinerungsvorrichtung
ausgeführt, die mit einem Klassifizierungsmechanismus versehen ist, wie einem Sieb-
oder Luft-Klassifizierungsgerät oder indem man die zerkleinerten Pulverteilchen
mit einem Sieb klassifiziert und die Pulverteilchen mit einer Teilchengröße außerhalb
eines vorbestimmten Bereiches in die Zerkleinerungsvorrichtung zurückführt.
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Auf diese Weise werden Pulverteilchen mit einem engen Teilchengrößenbereich,
z.B. einem mittleren Teilchengrößendurchmesser von 300 bis 2000 um erhalten.
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Die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren Zerkleinerungsvorrichtungen
sind solche, die mit z.B. mehrstufigen rotierenden Zerkleinerungsschaufeln und einem
360" offenen Sieb versehen sind, durch das die zerkleinerten Pulverteilchen hindurchfallen.
Diese Arten von Zerkleinerungsvorrichtungen sind vorteilhaft, da die obere Teilchengröße
wahlweise durch Einstellen der Öffnungsgröße gesteuert und eine sehr scharfe Teilchengrößenverteilung
erhalten werden kann, da ein zu starkes Mahlen verhindert ist und die Menge an zu
stark zerkleinertem feinem Pulver minimal gehalten ist. Ein typisches Besipiel einer
solchen Zerkleinerungsvorrichtung ist die schnellaufende Mühle Modell ND-30 (hergestellt
von OKADA SEIKO Co., Ltd.) obwohl auch jede andere Zerkleinerungsvorrichtung, die
vorzugsweise versehen ist mit einem Klassifizierungsmechanismus und einer Einrichtung
zum Einleiten von Kühl luft in den Mahlraum, in der vorliegenden Erfindung benutzt
werden kann.
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Beim Zerkleinern können Mahlhilfen, wie pulverisiertes Natriumcarbonat
benutzt werden.
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Die zerkleinerten Pulverteilchen der Detergentien-Zusammensetzung
werden dann mit wasserunlöslichen, fein zerteilten Pulverteilchen überzogen, um
die Oberfläche der zer-
kleineren Teilchen der Detergentien-Zusammensetzung
zu modifizieren. Der Begriff "wasserunlösliche" Substanz, wie er in der vorliegenden
Anmeldung benutzt wird, schließt etwas wasserlösliche Substanzen ein.
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Die wasserunlöslichen, fein zerteilten Pulverteilchen, die in der
vorliegenden Erfindung brauchbar sind, sind solche mit einem mittleren primären
Teilchendurchmesser von 10 um oder weniger, vorzugsweise 4 um oder weniger und noch
bevorzugter 0,01 bis 4 Um. Ist der mittlere primäre Teilchendurchmesser der wasserunlöslichen,
fein zerteilten Pulverteilchen zu groß, dann erhält man keinen gleichmäßigen Überzug
und die Fließbarkeit oder Fluidität und Lagerungsbeständigkeit können nicht verbessert
werden.
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Obwohl die Menge an wasserunlöslichen, fein zerteilten Pulverteilchen
spezifisch begrenzt ist, werden die wasserunlöslichen, fein zerteilten Pulverteilchen
vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-% von der zerkleinerten Detergentien-Zusammensetzung
hin zugegeben.
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Beispiele der oben genannten, fein zerteilten Pulverteilchen sind
Calciumstearat, Magnesiumstearat, Aluminiumsilikate, wie Typ A Zeolith, Calciumcarbonat,
Magnesiumcarbonat, Magnesiumsilikat, Siliziumdioxid (oder weißer Kohlenstoff) und
Titandioxid.
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Das Überziehen der zerkleinerten Detergentien-Zusammensetzung mit
den fein zerteilten Pulverteilchen verhindert wirksam eine Haftung zwischen den
Pulverteilchen und das Abbinden bzw. Blockieren bzw. Verstopfen während der Lagerung.
Außerdem modifiziert das Überziehen der fein zerteilten Pulverteilchen die Oberflächeneigenschaften
der granularen Reinigungsmittel-Zusammensetzung zur Verbesserung der Fließfähigkeit.
Dies verbessert auch die Löslichkeit und verleiht eine praktisch akzeptable Löslichkeit
in kaltem Wasser aufgrund des Zurückhaltens von überschüssigem Wasser in den Pulverteilchen
der granularen Reinigungs-
mittel-Zusammensetzung.
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Das Überziehen kann mit irgendeiner Vorrichtung zum Überziehen erfolgen,
wie einem Trommelgranulator, einem Fließbett oder einer Mischtrommel.
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Die wie oben hergestellte granulare Detergentien-Zusammensetzung kann
direkt oder nach Einarbeiten einer geringen Menge von Bestandteilen, wie Parfüm,
vermarktet werden.
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Wenn es erwünscht ist, kann die granulare Detergentien-Zusammensetzung
jedoch weiter gleichförmig granuliert werden, indem man eine Vorrichtung, wie einen
Marumerizer (hergestellt durch Fuji Paudal Co., Ltd.) verwendet, um ein im wesentlichen
kugelförmiges Granulat zu erhalten. Auch kann der Wassergehalt der erhaltenen granularen
Detergentien-Zusammensetzung durch Trocknen in warmer Luft eingestellt werden.
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Nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
die zerkleinerte granulare Detergentien-Zusammensetzung dann für eine ausreichende
Zeit in einer längs der Innenwand eines Kessels zirkulierenden Gasströmung behandelt,
um die Schüttdichte der granularen Detergentien-Zusammensetzung zu erhöhen, wobei
die granulare Detergentien-Zusammensetzung in Kontakt mit der Wand des Kessels gebracht
wird, um kugelförmigere und dichtere Körner zu bilden.
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In Figur 1 ist ein Beispiel einer Vorrichtung zum Behandeln der zerkleinerten
granularen Reinigungsmittel-Zusammensetzung perspektivisch gezeigt Die Vorrichtung,
die in Fig.l gezeigt ist, hat eine einem Cyclon ähnliche Struktur.
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Ein Kessel bzw. Gefäß 11 weist einen zylindrischen Abschnitt lla und
einen konischen Abschnitt 11b auf, der sich kontinuierlich vom zylindrischen Abschnitt
lla aus erstreckt.
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Die von einem Gas strom getragene granulare Detergentien-Zusammensetzung
wird durch einen Einlaß 13 in das Gefäß 11
eingeleitet. Der Gasstrom wird tangential in den zylindrischen
Abschnitt lla eingeführt und bildet einen zirkulierenden Strom längs der Innenwand
des zylindrischen Abschnittes lla. Die Körner des Reinigungsmittels, die von dem
Gas strom getragen werden, kommen wiederholt in Kontakt oder kollidieren mit der
Innenwand. Die irregulären Oberflächen der Körner werden so durch Reibung geglättet
und die kugelförmigeren und dichteren Körner mit einer höheren Schüttdichte können
erhalten werden. Man läßt die behandelte granulare Detergentien-Zusammensetzung
durch Schwerkraft nach unten fallen und gewinnt sie durch einen Granulatauslaß 15,
während der Gasstrom durch einen Gasauslaß 17 entweicht.
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Die in Fig.l gezeigte Vorrichtung=ist hinsichtlich der Gestalt oder
Struktur einem üblichen Cyclon ähnlich. Die Abmessungen und die Oberflächenrauhigkeit
der Innenwand können jedoch in Abhängigkeit vom Zweck oder Grad der Behandlung entsprechend
ausgebildet sein. So ist die Höhe oder Länge des konischen Abschnittes eines Cyclons
im allgemeinen das 2- oder 2 1/2-fache des Durchmessers des zylindrischen Abschnittes.
Wenn jedoch die Höhe oder Länge des Gefäßes größer ist, dann ist gemäß der vorliegenden
Erfindung die Chance des Kontaktes der Körner mit der Innenwand und daher die Bildung
kugelförmiger und dichter Körner in vorteilhafter Weise erleichtert. Ist weiter
die Innenwand etwas rauh, dann erhöht sich die Wirksamkeit der Behandlung, solange
die Rauhigkeit der Innenwand geringer ist als die Teilchengröße der Reinigungsmittelkörner.
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Figur 2 zeigt ein anderes Beispiel einer Vorrichtung zum Behandeln
der Reinigungsmittelkörner gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Vorrichtung 11
besteht aus einem konischen Gefäß. Das hohle Gefäß 11 hat einen Einlaß 13 und einen
Auslaß 19. Ein Gasstrom, der zu behandelnde Reinigungsmittelkörner trägt, wird tangential
durch den Einlaß 13 in das Gefäß 11 eingeleitet und bildet einen
längs
der Innenwand des Gefäßes 11 zirkulierenden Strom.
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Die Reinigungsmittelkörner gelangen daher wiederholt in Kontakt oder
kollidieren mit der Innenwand. Als Ergebnis werden die irregulären Oberflächen der
Körner geglättet und kugelförmigere und dichtere Körner mit einer höheren Schüttdichte
verlassen das Gefäß mit dem Gas strom durch den Auslaß 19. Das Gefäß 11, das in
Fig.l gezeigt ist, kann die Form eines zylindrischen Gefäßes haben.
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Die Einlässe und Auslässe der Gefäße der Figuren 1 und 2 können einen
Querschnitt eines Zylinders oder eines Prismas haben.
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Figur 3 zeigt ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung zum Behandeln
der Reinigungsmittelkörner gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieses Gefäß 11 besteht
aus einem spulenförmig aufgewickeltem Rohr 21. Der die einigungsmittelkörner tragende
Gas strom wird durch einen Einlaß 13 in das Gefäß 11 eingeführt. Der Gasstrom bildet
einen zirkulierenden Strom längs der Innenwand des Gefäßes 11, während der Gasstrom
durch das spulenförmige Rohr 21 strömt.
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Ähnlich wie in Fig.l und 2 wird der Gasstrom allgemein tangential
in das spulenförmige Rohr 21 eingeführt. Die Reinigungsmittelkörner gelangen daher
wiederholt in Kontakt oder kollidieren mit der Innenwand, wodurch sie in gleicher
Weise wie oben beschrieben behandelt werden.
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Die so behandelten Detergentienkörner verlassen das Gefäß zusammen
mit dem Gasstrom durch den Auslaß 19. Da in diesem Beispiel, wie in Fig.4 veranschaulicht,
die Körner nicht nur in Kontakt mit der äußeren Seitenwand 21a sondern auch der
Bodenwand 21b gelangen oder damit kollidieren, wird die Wirksamkeit der Behandlung
erhöht.
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Figur 4 veranschaulicht den Querschnitt eines kreisförmigen Spulenabschnittes
des spulenförmigen Rohres 21. Der oben erwähnte Effekt des spulenförmigen Rohres
kann in ähnlicher Weise erhalten werden, wenn innen vorspringende
Trennwände
spulenförmig an den inneren Wandungen des zylindrischen oder konischen Gefäßes montiert
sind, wie es in Fig.l oder 2 gezeigt ist. Die Reinigungsmittelkörner geraten dann
in Reibungskontakt mit den oberen Oberflächen der Trennwände.
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Wird der Gasstrom nicht parallel sondern geneigt in das Rohr eingeleitet,
dann kann der bevorzugte zirkulierende Strom in dem Rohr erhalten werden. Da die
gesamte innere Oberfläche des Rohres bei der Behandlung der Reinigungsmittelkörner
wirksam genutzt werden kann und da der Strömungspfad der Körner verlängert ist,
wird die Wirksamkeit der Behandlung weiter erhöht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können irgendwelche Reinigungsmittelkörner
behandelt werden. Vorzugsweise ist jedoch eine größere Menge an grenzflächenaktiven
Mitteln oder Wasser eingeschlossen, solange die Zusammensetzung nicht zu klebrig
ist, so daß die erhaltenen Körner wirksam in Form kugelförmigerer und dichterer
Körner erhalten werden können.
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Beispiele des bei der Behandlung der Reinigungsmittelkörner brauchbaren
Gases sind Luft und inerte Gase wie Stickstoff. Der Einsatz von Luft ist wirtschaftlich
bevorzugt.
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Die Temperatur und die Feuchtigkeit des Gases werden in geeigneter
Weise ausgewählt. Eine Temperatur, die höher ist als die Umgebungstemperatur und
eine relative Feuchte von 50% oder mehr können benutzt werden, um den Körnern Plastizität
zu vermitteln. Die Temperatur kann erhöht werden, um die Körner während der Behandlung
teilweise zu trocknen. Die Geschwindigkeit des in das Gefäß eingeführten Gases kann
in geeigneter Weise ausgewählt werden, solange die Körner in dem Gasstrom getragen
werden können.
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Obwohl die granulare Detergentien-Zusammensetzung separat in das Gefäß
eingeführt werden kann, in dem der zirkulierende Gasstrom vorher eingerichtet worden
ist, werden
die Körner doch vorzugsweise zusammen mit dem Gasstrom
in das Gefäß eingeführt, wie oben erläutert.
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Die Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung kann für eine Zeit
ausgeführt werden, die ausreicht, die Schüttdichte der Detergentien-Zusammensetzung
zu erhöhen. Die Schüttdichte kann durch die Größe und die Gestalt des Behandlungsgefäßes
und den Einsatz von Vorrichtungen nacheinander gesteuert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die erwünschte granulare Detergentien-Zusammensetzung
mit ausgezeichneten Pulvereigenschaften, guter Fließfähigkeit, die während der Lagerung
nicht abbindet, vorteilhafterweise ohne beträchtliche Energie zum Trocknen hergestellt
werden. Somit kann ein energiesparendes Verfahren zum Herstellen der erwünschten
granularen Reinigungsmittel-Zusammensetzung geschaffen werden. Außerdem liegt die
granulare Detergentien-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung, anders als
das konventionell sprühgetrocknete Produkt, nicht in Form von hohlen Pulverteilchen
vor. Die Schüttdichte ist daher erhöht (z.B. auf 0,6 g/cm3 oder mehr), und der Gehalt
der aktiven Bestandteile kann erhöht werden. Die granulare Detergentien-Zusammensetzung
gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine gute Löslichkeit in kaltem Wasser und
weist Löslichkeitseigenschaften auf, die die Anforderungen an ein granulares Reinigungsmittel
erfüllen.
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Wird die granulare Reinigungsmittel-Zusammensetzung weiter gemäß der
vorliegenden Erfindung in einem zirkulierenden Gasstrom behandelt, dann kann man
die granulare Detergentien-Zusammensetzung mit einer höheren Schüttdichte und einer
kugelförmigeren Gestalt in einer hohen Ausbeute erhalten. Das so anfallende Granulat
ist geeignet zum Transport, zum Zuführen und zur Lagerung. Da die Vorrichtung zum
Behandeln weder rotierende Abschnitte noch Antriebseinrichtungen aufweist, ist die
Wartung der Vorrich-
tung einfach, und eine Vergrößerung der Vorrichtung
sowie ein kontinuierlicher Betrieb ist vorteilhafterweise möglich.
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Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen
und Vergleichsbeispielen näher erläutert, in denen alle Teile und Prozentsätze auf
das Gewicht bezogen sind, sofern nichts anderes angegeben. Die Erfindung soll jedoch
durch diese Beispiele nicht beschränkt sein.
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Beispiel 1 Eine wässrige Lösung von Kaliumdodecylbenzolsulfonat hoher
Konzentration wurde hergestellt durch Einfüllen von 17,9 kg/h Dodecylbenzolsulfonsäure
(wirksamer Bestandteil 96%) und 7,1 kg/h Kaliumhydroxid (wässrige Lösung mit einem
Feststoffgehalt von 48%) in einen statischen Mischer SWJ 25-12 (hergestellt von
der Toray Co., Ltd.) unter Verwendung einer nicht-schwingenden Pumpe.
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Das erhaltene neutralisierte Produkt hatte eine wirksame Komponente
von 82% und die Rate der Neutralisationsreaktion betrug mehr als 99%. Kühlwasser
mit einer Temperatur von 100C wurde mit einer Rate von 5 1/min durch eine Umhüllung
des statischen Mischers zirkuliert, um eine Farbverschlechterung des neutralisierten
Produktes durch die Neutralisationswärme zu verhindern. Ein neutralisiertes Produkt
mit einer Temperatur von 500C wurde erhalten Die Farbe des neutralisierten Produktes
war gleich der des neutralisierten Produktes geringer Konzentration, das erhalten
ist durch Neutralisation einer wässrigen Lösung mit einer wirksamen Komponente in
einer Menge von 35%.
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Die folgenden Detergentien-Bestandteile wurden in einem Bandmischer
vermischt, und dann leitete man die Mischung in eine Vorrichtung zum konstanten
Zuführen von Pulver ein.
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Anderer Detergentien-Bestandteil Gewichts-% Natriumalpha-Olefinsulfonat
21,8 (wirksamer Gehalt 96%) Typ A Zeolith (Feststoffgehalt 80%) \ 35,o Natriumsilikat-Pulver
25,1 (Feststoffgehalt 78%) Kaliumcarbonat 7,3 (Feststoffgehalt mehr als 95%) Natriumcarbonat
7,3 (Feststoffgehalt mehr als 95%) Seife, Fluoreszenzmittel, 3,5 Carboxymethylcellulose
Eine Menge von 71,4 kg/h der erhaltenen Pulvermischung und 25,0 kg/h des wie oben
erhaltenen Kaliumdodecylbenzolsulfonats wurden in einen Kneter eingeführt (z.B.
den KRC Kneter Nr.2, hergestellt von Kurimoto Ltd.) um eine gleichmäßig geknetete
Mischung in Form einer Folie zu erhalten, die eine Dicke von 3 mm und eine Breite
von 50 mm und eine Temperatur von 50 bis 55"C hatte.
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Die erhaltene Mischung in Form einer Folie wurde in einer Vorrichtung
(z.B. Pelleter Double EXDF-60, hergestellt durch Fuji Paudal Co., Ltd.) zu Pellets
verarbeitet, um die Zerkleinerung zu erleichtern. Man erhielt zylindrische Pellets
mit einer Größe von 5 mm Durchmesser und 5 mm Höhe, die eine Temperatur von 50 bis
55"C hatten. Die erhaltenen Pellets wurden kontinuierlich und quantitativ einer
Zerkleinerungsvorrichtung zugeführt (z.B. einer schnellaufenden Mühle Modell ND-30,
hergestellt von OKADA SEIKO Co., Ltd.), während 15 1 Kühlluft mit einer Temperatur
von 15"C gleichzeitig pro kg der gemischten Zusammensetzung eingeleitet wurden.
Die Zerkleinerungsvorrichtung war mit 4 sich kreuzenden Zerkleinerungsschaufeln
mit einem Durchmesser von 15 cm und einem Sieb versehen, das aus einem durchstoßenen
Metallblech mit einem Poorendurchmesser von 2 mm und einem Öffnungsverhältnis von
20% bestand.
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Die Schaufeln hatten eine Geschwindigkeit von 3000 U/min.
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97 Teile der wie oben beschrieben erhaltenen zerkleinerten Detergentien-Zusammensetzung
und 3 Teile Typ A Zeolith mit einem mittleren primären Teilchendurchmesser von 3
um wurden kontinuierlich und quantitativ einer Drehtrommel mit einem Durchmesser
von 30 cm und einer Länge von 60 cm zugeführt. Die Drehtrommel hatte eine Geschwindigkeit
von 30 U/min. Das überzogene Produkt wurde nach 5 Minuten herausgenommen. Man hatte
eine granulare Detergentien-Zusammensetzung mit einer hohen Schüttdichte hergestellt.
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Die Eigenschaften der erhaltenen zerkleinerten und überzogenen Produkte
sind in Tabelle 1 aufgeführt. Zum Vergleich sind auch die Daten im Handel erhältlicher
granularer Reinigungsmittel aufgeführt, die durch Sprühtrocknen erhalten wurden.
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Die Kugeligkeit, die Menge erzeugten Staubes, die Lagerungsstabilität
und die Löslichkeit in kaltem Wasser wurden folgendermaßen bewertet: (1) Kugeligkeit
Die Kugeligkeit der Teilchen wurde definiert als ein mittleres Verhältnis des kurzen
Durchmessers zum langen Durchmesser der Teilchen, bestimmt für 1000 Teilchen mittels
eines optischen Mikroskops.
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(2) Erzeugte Menge Staubes Ein Gerät zum Bestimmen wurde folgendermaßen
zusammengesetzt: Eine Blasvorrichtung wurde am Boden eines Glasrohres mit einem
Durchmesser von 50 mm und einer Höhe von 500 mm so angeordnet, daß Luft über den
Boden des Glasrohres zugeführt wurde. Das Glasrohr war am Boden mit einem Sieb mit
100 Maschen (entsprechend einer lichten Maschenweite von 0,15 mm) versehen. Das
Oberteil des Glasrohres war mit einem Staubsammler mit einem Durchmesser von 30
mm verbunden, der mit Glasfasern gefüllt war.
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Eine Menge von 30 g der granularen Detergentien-Zusammensetzung wurde
in das Glasrohr gefüllt und trockene kompri-
mierte Luft mit einer
relativen Feuchte von weniger als 60% wurde mit einer Rate von 30 1/min 1 Minute
lang von der Blasvorrichtung durch das Glasrohr geblasen.
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Der Staubsammler wurde entfernt und sein Gewicht bestimmt, um die
Gewichtszunahme des Staubsammlers, verglichen mit dem Gewicht des Staubsammlers
vor dem Test zu ermitteln.
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Die Menge des erzeugten Staubes wurde nach der folgenden Gleichung
errechnet: Erhöhtes Gewicht der Staubsammlung (mg) Erzeugte Stauhnenge = 30 (1/min)
(3) Test zur Bewertung der Lagerstabilität 660 ml große sogenannte '"Neosand"-Kartons
mit einer Größe von 11 cm x 4 cm x 15 cm wurden zu 90 Vol.-% mit der granularen
Detergentien-Zusammensetzung gefüllt.
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Nach dem Abdichten lagerte man die Kartons 7 Tage bei 35"C und einer
relativen Feuchte von 85%. Danach öffnete man die Kartons und bestimmte die Menge
der granularen Detergentien-Zusammensetzungen, die durch die Öffnung eines Tylor-Siebes
mit 6 Maschen (entsprechend einer lichten Maschenweite von 3,33 mm) hindurchfiel.
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Die Stabilität der granularen Detergentien-Zusammensetzungen gegen
Verkleben wurde nach den folgenden Kriterien bewertet: die durch die Öffnungen nicht
hindurchfallende Menge ist weniger als 10%.
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+...die die durch die Öffnungen nicht hindurchfallende Menge beträgt
10% bis 30%.
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-... die durch die Öffnungen nicht hindurchfallende Menge beträgt
mehr als 30%.
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(4) Löslichkeit in kaltem Wasser 25 Gramm der granularen Detergentien-Zusammensetzung
wurden in einen aus Nylontrikot hergestellten Beutel mit einer Größe von 5 cm x
10 cm gefüllt. Der obere Teil des Beutels wurde mit einer Gummischnur verschlossen.
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Der so erhaltene, mit Detergentien-Zusammensetzung gefüll-
te
Beutel wurde in die unten angegebene Waschmaschine gelegt und nach 2-minütigem Stehen
wurde die Waschmaschine 5 Minuten lang unter den folgenden Bedingungen betrieben:
Waschmaschine: Aozora PS-5300 (hergestellt durch Hitachi Ltd.) Wassertemperatur:
5 0C Wassermenge: 30 Liter Zu waschendes Gewebe: 1,5 kg Baumwolle Der mit der Detergentien-Zusammensetzung
gefüllte Beutel wurde aus der Waschmaschine rausgenommen, in einer Trockenvorrichtung
angeordnet und 3 h bei einer Temperatur von 105"C getrocknet.
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Die unlöslichen Bestandteile der granularen Detergentien-Zusammensetzung
wurden folgendermaßen ermittelt: Beutelgew. nach Test + unlösliches Material - Beutelgew.
vor Test x 100(%) 25 Beispiel 2 Die nach Beispiel 1 erhaltene zerkleinerte Detergentien-Zusammensetzung
wurde mit 3 Teilen Calciumcarbonat mit einem mittleren primären Teilchendurchmesser
von 4 um in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 überzogen.
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Die Eigenschaften des so erhaltenen überzogenen Produktes sind in
Tabelle 1 aufgeführt.
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Beispiel 3 Die in Beispiel 1 erhaltene zerkleinerte Detergentien-Zusammensetzung
wurde mit 1,5 Teilen Siliciumdioxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von
0,3 um in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 überzogen.
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Die Eigenschaften des so erhaltenen überzogenen Produktes sind in
Tabelle 1 aufgeführt.
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Beispiel 4 Das gemäß Beispiel 1 erhaltene überzogene Produkt wurde
in einem Marumerizer Q-400 (hergestellt von Fuji Paudal Co., Ltd.) 5 Minuten lang
behandelt, um die Teilchengestalt gleichförmig einzustellen.
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Die Eigenschaften des so erhaltenen Produktes sind in Tabelle 1 aufgeführt.
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Beispiel 5 Die granulare Detergentien-Zusammensetzung wurde in der
gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, ausgenommen, daß das Natrium-Alpha-Olefinsulfonat
aus den in Beispiel 1 benutzten Bestandteilen weggelassen wurde.
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Die Eigenschaften des so erhaltenen Produktes sind in Tabelle 1 aufgeführt.
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Vergleichsbeispiel 1 Die in Beispiel 1 erhaltene zerkleinerte Detergentien-Zusammensetzung
wurde mit 5 Teilen Calciumcarbonat mit einem mittleren primären Teilchendurchmesser
von 15 um in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 überzogen.
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Die Eigenschaften des so erhaltenen Produktes sind in Tabelle 1 aufgeführt.
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Vergleichsbeispiel 2 Die granulare Detergentien-Zusammensetzung wurde
in gleicher Weise wie in Beispiel 1 erhalten, ausgenommen, daß als Neutralisationsmittel
anstelle von Kaliumhydroxid-Lösung eine 48%ige wässrige Natriumhydroxid-Lösung benutzt
wurde.
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Die Eigenschaften des so erhaltenen Produktes sind in Tabelle 1 aufgeführt.
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Tabelle 1 Beispiel Vergleichsbeispiel 1 2 3 4 5 1 2 Herstellungsbedingungen
Neutrlisationsmittel 48%KOH 48%KOH 48%KOH 48%KOH 48%KOH 48%KOH 48%NaOH Im Handel
erhältliches Überzugsmittel Art Zeolith CaCO3 SiO2 Zeolith Zeolith CaCO3 Zeolith
Reinigungsmittel Teilchengröße (µm) 3 4 0.3 3 3 15 3 Menge (Gew.-%) 3 3 1.5 3 3
5 3 Einstellen der Teilchengestalt nein nein nein ja nein nein nein Eigenschaften
des granularen Reinigungsmittels Teilchengrößen- 10 Maschen Rest (%) 1 1 1 2 3 3
1 1 verteilung 10 - 24 Maschen (%) 55 57 52 60 62 64 50 40 24 - 60 Maschen (5) 42
41 45 37 35 33 46 39 60 Maschen durch- 2 1 2 1 0 0 3 20 gefallen Lagenwinkel (Grad)
40 40 - 45 40 37 45 - 50 50 - 60 40 - 45 45 - 50 Schüttdichte (g/cm³) 0.85 0.8 0.82
0.9 0.8 0.7 0.8 0.3 Kugeligkeit 0.8 0.8 0.8 0.98 0.78 0.75 0.8 0.8 Menge an erzeugtem
Staub 0.2 0.4 0.2 0.1 0.2 2 0.2 6 Lagerstabilität + + + + # - + # Löslichkeit in
kaltem Wasser 5 5 4 6 4 15 50 1
Beispiele 6 bis 11 und Vergleichsbeispiele
3 bis 5 Die in Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzungen wurden in einem Kneter geknetet.
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Die Alkylbenzolsulfonate (d.h. LAS-Na und LAS-K) wurden durch Neutralisieren
von Alkylbenzolsulfonsäure mit NaOH und/oder KOH im Kneter zubereitet.
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Die erhaltenen Mischungen wurden in einer schnellaufenden Mühle (Typ
ND-30, hergestellt von OKADA SEIKO CO., LTD.) zerkleinert und mit Typ A Zeolith
mit einer mittleren primären Teilchengröße von 3 um überzogen. Die Zusammensetzungen
wurden gegebenenfalls für 5 Minuten in einem Marumerizer (hergestellt durch Fuji
Paudal Co., Ltd., Q-400) 5 Minuten gleichmäßig granuliert. Es wurden erwünschte
granulare Detergentien-Zusammensetzungen erhalten.
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Die granulierten Produkte mit einer Teilchengröße entsprechend 16
bis 32 Maschen (lichte Maschenweite nach Tylor 0,99 bis 0,49 mm) wurden gewonnen
und der Auflösungstest ausgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Die Abkürzungen in Tabelle 1 bzw. 2 haben folgende Bedeutungen: AOS-Na
(oder K): Natrium (oder Kalium)-Alpha-Olefinsulfonate mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen.
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LAS-Na (oder K): Natrium(oder Kalium)-lineare Alkylbenzolsulfonate
mit 10 - 14 Kohlenstoffatomen.
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Lösungstest 5 Liter Wasser mit einer Temperatur von 5"C und 250 g
Gewebe wurden in eine Mini-Waschmaschine (z.B. National NA-35) gefüllt. Während
des Rührens wurde die Probe der Detergentien-Zusammensetzung auf einmal hinzugegeben.
Die Zeit, zu der dieses Reinigungsmittel hinzugegeben wurde, setzte man als Nullpunkt
und sammelte von da an in einminütigen Intervallen etwa 20 cm3 der Waschlösung.
Die Proben wurden rasch mit einem Saugfilter filtriert und der Gehalt des im Filtrat
gelösten grenzflächenaktiven Mittels wurde bestimmt.
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Die Zeit, zu der der Gehalt des grenzflächenaktiven Mittels 95% des
theoretischen Wertes geworden war, wurde als "Auflösungszeit" definiert.
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Tabelle 2 Beispiel Vergleichsbeispiel 6 7 8 9 10 11 3 4 5 Zusammensetzung
(%) AOS-Na 10 15 20 - 20 15 15 20 20 AOS-K - - - 15 - - - - -LAS-Na 12.5 10 - 20
20 20 20 20 -LAS-K 12.5 10 20 - - - - - 20 Natriumsilikat 10 5 2 5 5 15 5 10 -(Na2O/SiO2
-Verh) (1.0) (2.0) (2.0) (1.0) (2.5)*1 (1.0) (0.45) (1.0) Natriumcarbonat 20 20
25 15 - 10 25 20 25 Kaliumcarbonat - - - 10 25 10 - - -Typ A Zeolith 20 20 18 20
15 15 20 15 20 Wasser Rest Schdüttdichte (g/cm³) 0.83 0.92*2 0.90*2 0.80 0.85 0.78
0.92*2 0.80 0.90*2 Auflösungszeit (min) 2.0 2.5 2.5 1.5 1.0 1.0 6 4.5 5 *1 : Na2O/SiO2
wurde mit festem NaOH auf 2,5 eingestellt.
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*2 : Einstellen der Teilchengestalt erfolgte mit einem MARUMERIZER.
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Beispiel 12 Die folgende Zusammensetzung wurde in einem Kneter geknetet:
Bestandteil Gew.-% Natrium-C14-Cl8-Alpha-Olefinsulfonat 20 Dodecylbenzolsulfonsäure
20 Kaliumhydroxid 4 Typ A Zeolith 15 Natriumcarbonat 15 Kaliumcarbonat 15 Andere
Zusätze (z.B. CMC, Fluoreszenzmittel) 3 Wasser Rest 94 Teile der gründlich gekneteten
Mischung mit einem Wassergehalt von 12% in Form von Pellets mit einer Größe von
2 cm und 3 Teile Natriumcarbonat wurden mit einer konstanten Geschwindigkeit einer
Zerkleinerungsvorrichtung (schnellaufende Mühle ND-30, hergestellt durch Okada Seiko
Co., Ltd.) zugeführt. Die Zerkleinerungsvorrichtung war mit 4 sich kreuzenden Zerkleinerungsschaufeln
mit einem Durchmesser von 15 cm und einem Sieb versehen, das aus einem durchstoßenen
Metallblech mit einem Porendurchmesser von 2 mm und einem Öffnungsverhältnis von
20% bestand.
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Die Schaufeln wurden bei 3000 U/min betrieben.
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Die Schüttdichte des erhaltenen zerkleinerten Granulates betrug 0,60
g/cm3.
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Das wie oben erhaltene zerkleinerte Granulat wurde in einer Vorrichtung,
wie sie in Fig.1 veranschaulicht ist, mit den folgenden Abmessungen behandelt, wobei
die Luftzufuhrrate 20 m/s betrug: Durchmesser des zylindrischen Abschnittes: 15
cm Länge des zylindrischen Abschnittes: 15 cm Länge des konischen Abschnittes: 30
cm
Das Granulat wurde wiederholt durch die Vorrichtung geschickt.
Nach jedem Durchgang wurde die Schüttdichte bestimmt.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
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Tabelle Behandlungszyklus Schüttdichte (g/cm³) 1 0,61 3 0,65 5 0,70
10 0,73 15 0,75 Beispiel 13 Das gemäß Beispiel 12 erhaltene zerkleinerte Granulat
wurde in einer Vorrichtung behandelt, wie sie in Fig.3 veranschaulicht ist, die
die folgenden Abmessungen hatte, wobei die Luft mit einer konstanten Geschwindigkeit
von 15 m/s zugeführt wurde: Durchmesser des Rohres: 5 cm Äußerer Durchmesser der
Spule: 30 cm Windungszahl der Spule: 6 Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
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Tabelle 4 Behandlungszyklus Schüttdichte (g/cm³) 1 0,63 3 0,70 5
0,78 10 0,82 15 0,85
Beispiel 14 Die gemäß Beispiel 11 erhaltene
granulierte Zusammensetzung wurde in der in Beispiel 13 benutzten Vorrichtung behandelt.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
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Tabelle 5 Behandlungszyklus Schüttdichte (q/cm3) 1 0,80 3 0,83 5
0,85 10 0,88 15 0,87