DE3842540A1

DE3842540A1 - Verfahren zur herstellung pulverfoermiger seifenkonzentrate

Info

Publication number: DE3842540A1
Application number: DE19883842540
Authority: DE
Inventors: Hans Kruse; Jochen Dr Jacobs; Ulrich Dr Jahnke; Dieter Dr Jung
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1988-12-17
Filing date: 1988-12-17
Publication date: 1990-06-21
Also published as: EP0374652A3; EP0374652A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung pulverför miger, Seife enthaltender Konzentrate, die sich als Zumischkompo nente zu seifenfreien, sprühgetrockneten Waschmitteln zur Herstel lung pulverförmiger, seifenhaltiger Feinwaschmittel eignen, die in wäßriger Lösung neutral oder wenig alkalisch reagieren.

Feinwaschmittel für Wolle und empfindliche Textilien und für die Anwendung im Handwaschbecken sollen in wäßriger Lösung neutral oder nur sehr wenig alkalisch wirken. Alkaliseifen von Fettsäuren mit 12-18 C-Atomen sind wertvolle Waschstoffe - insbesondere in Kombination mit synthetischen Tensiden und mit wirksamen Builder salzen. Bei der Herstellung seifenhaltiger Pulverwaschmittel durch Sprühtrocknung neutral eingestellter, seifenhaltiger Waschmittel slurries, die also kein freies Alkali enthalten, kommt es aber zu unangenehmer Geruchsbelästigung, die durch freie Fettsäure in den Brüden des Sprühtrocknungsprozesses hervorgerufen wird. Man kann diesem Problem dadurch begegnen, daß man einem sprühgetrockneten seifenfreien "Turmpulver" nachträglich Seifenpulver zumischt, etwa wie dies in der DE-OS 19 16 861 und in der DE-OS 25 45 190 vorge schlagen wurde. Auch bei der Herstellung solcher üblicher Seifen pulver durch Sprühtrocknung wäßriger Seifenslurries ist das Pro blem der Geruchsbelästigung nicht ganz auszuschließen. Vor allem aber sind solche durch Sprühtrocknung hergestellten Seifenpulver schwer auflösbar, da sie bei Zutritt von Wasser Gelklümpchen bil den, die sich nur langsam auflösen.

Es bestand also die Aufgabe, ein pulverförmiges Waschmittel her zustellen und diesem Seife in einer Weise zuzusetzen, die nicht zu den beschriebenen Übelständen führt. Diese Aufgabe wurde durch ein erfindungsgemäßes hergestelltes pulverförmiges Seifenkonzentrat gelöst, das sich problemlos mit einem seifenfreien, sprühgetrock neten Waschmittel zu einem seifenhaltigen Feinwaschmittel mischen läßt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung pulver förmiger Seifenkonzentrate, die im wesentlichen aus Alkaliseifen und einem anorganischen Trägermaterial bestehen, dadurch gekenn zeichnet, daß man eine flüssige Fettsäure, bevorzugt eine über den Schmelzpunkt erwärmte, gesättigte Fettsäure oder Fettsäuremischung mit 12-18 C-Atomen und eine konzentrierte wäßrige Lösung von Natrium- oder Kaliumhydroxid gleichzeitig in einer Menge und in einem solchen Mengenverhältnis auf eine pulverförmige, freiflie ßende Trägerkomponente, die in einem Mischer bewegt wird, in fein verteilter Form aufbringt, daß ein in wäßriger Lösung neutral oder schwach alkalisch reagierendes Pulver mit einem Gehalt von 5 bis 55 Gew.-% bevorzugt von 20 bis 40 Gew.-% Natrium- oder Kalium- Seifen und einem Wassergehalt von 5 bis 10 Gew.-% H₂O erhalten wird, und dieses durch Heißlufttrocknung in einem Wirbelbett auf einen Wassergehalt von 2 bis 4 Gew.-% trocknet.

Als flüssige Fettsäuren können lineare und verzweigte Fettsäuren mit 12-18 C-Atomen verwendet werden. Bevorzugt werden lineare Fettsäuregemische, wie sie durch Spaltung natürlicher Fette und Öle und Hydrierung der ungesättigten Anteile erhalten werden. Be sonders geeignet sind gesättigte Fettsäurefraktionen mit 12-18 C-Atomen, wie sie aus Kokosöl, Palmkernöl oder Babassuöl zugäng lich sind.

Gleichzeitig mit der Fettsäure und der Alkalhydroxidlösung können auch noch synthetische Waschrohstoffe, z.B. nichtionogene oder anionische Tenside auf die Trägerkomponente aufgebracht werden. Diese sollten jedoch nur in untergeordneten Mengen von bis zu ma ximal 10 Gew.-% des Seifenkonzentrats angewendet werden. So können z.B. wasserfreie nichtionogene Tenside, z.B. Anlagerungsprodukte von 5-50 Mol Ethylenoxid an Fettalkohole oder Fettsäuren mit 10-20 C-Atomen oder an Alkylphenole mit 8-15 C-Atomen in der Alkylgruppe entweder mit der Fettsäure vermischt oder separat aufgedüst werden. Auch anionische Tenside können in wäßriger Lö sung separat oder in der Natriumhydroxid-Lösung gelöst aufgedüst werden. Das Aniontensid kann auch in der Säureform mit der Fett säure gemischt und mit dieser gemeinsam aufgedüst werden. In die sem Falle muß die zur Neutralisation erforderliche Menge an Al kalihydroxid entsprechend erhöht werden. Als Anionentenside eignen sich vor allem Alkyl (C₁₀-C₁₅)-benzolsulfonate, Alkyl (C₁₂- C₁₈)-sulfate, α-Olefinsulfonate, Alkansulfonate und α- Sulsofett säureester-Salze mit jeweils 12-18 C-Atomen.

Als konzentrierte wäßrige Lösung von Alkalihydroxid wird bevorzugt eine Lösung von 20 bis 60 Gew.-% Natriumhydroxid in Wasser einge setzt. Die Konzentration der Natriumhydroxid-Lösung sollte so ge wählt werden, daß in dem nicht getrockneten Seifenkonzentrat ein Wassergehalt von 5 bis 10 Gew.-% vorliegt. Das Natriumhydroxid kann teilweise oder vollständig durch Kaliumhydroxid ersetzt wer den, wobei darauf zu achten ist, daß die Rieselfähigkeit des Sei fenkonzentrats erhalten bleibt.

Als pulverförmige, freifließende Trägerkomponente eignet sich pul verförmiges, wasserfreies Natriumsulfat oder eine Mischung aus wenigstens 70 Gew.-% Natriumsulfat und bis zu 30 Gew.-% anderer pulverförmiger anorganischer Waschmittelkomponenten, wie z.B. So da, Natriumtriphosphat, Natriumsilikat, Natriumaluminiumsilikat oder Kieselsäuren.

Zur Herstellung eines neutralen Seifenkonzentrats wird die Fett säure in einer der eingesetzten Alkalihydroxid-Lösung äquivalenten Menge eingesetzt. Wenn als Trägerkomponenten basische Salze mit verwendet werden, z.B. Soda oder Natriumtriphosphat, so ist zur Herstellung eines neutralen Seifenkonzentrats die Anwendung einer der eingesetzten Alkalihydroxid-Lösung und zusätzlich der freien Alkalität der Trägerkomponente äquivalenten Menge der Fettsäure erforderlich. Bevorzugt wird als Trägerkomponente jedoch aus schließlich Natriumsulfat eingesetzt. Hierfür ist ein spezifisch leichtes, durch Sprühtrocknung aus einer Lösung gewonnenes Natri umsulfat-Pulver mit einer Schüttdichte von weniger als 600 g/l ganz besonders gut geeignet.

Das Mengenverhältnis von aufgebrachter Fettsäure zu Trägermaterial wird im allgemeinen so gewählt, daß im nicht getrockneten Konzen trat ein Gehalt von 5 bis 55 Gew.-%, bevorzugt von 20 bis 40 Gew.-% an Alkaliseifen vorliegt.

Das Aufbringen der flüssigen Fettsäure und der Alkalihydroxid- Lösung auf das anorganische Trägermaterial erfolgt erfindungsgemäß so, daß beide flüssigen Komponenten in feinstverteilter Form auf die freifließende, in einem Mischer bewegte Trägerkomponente aufgedüst werden. Hierzu eignen sich z.B. sogenannte Dreistoffdü sen, in welchen in der Düse oder am Düsenaustritt die zwei flüssigen Komponenten und die Sprühluft zusammengeführt werden, wobei eine feinteilige Vermischung und Versprühung der flüssigen Komponenten erfolgt. Geeignet sind auch sogenannte Zweistoffdüsen, in welchen jeweils eine der flüssigen Komponenten am Düsenaustritt konzentrisch mit der Sprühluft zusammengeführt und versprüht wird.

Die Verseifung, d.h. die Neutralisation der Fettsäure durch das Alkalihydroxid, erfolgt bei der Vermischung, d.h. beim Zusammen treffen der feinteilig vernebelten Komponenten und nach dem Auf bringen auf dem Trägermaterial. Zur gleichmäßigen Aufbringung der flüssigen Komponenten auf das Trägermaterial muß dieses in einem Mischer bewegt werden. Hierfür eignen sich alle zum Mischen von pulverförmigen oder teilchenförmigen Komponenten geeigneten Mischaggregate. Es eignen sich sowohl Mischer mit rotierenden Mischbehältern, z.B. Durchlauf-Trommelmischer oder mit rotierenden Mischwerkzeugen, z.B. Pflugschaufelmischer, Leitschaufelmischer, Paddelmischer, Planetenmischer als auch pneumatische Mischgeräte, z.B. Fließbettmischgeräte oder Sprühmischgeräte.

Das Aufbringen der Fettsäure und der Alkalihydroxidlösung auf das Trägermaterial kann sowohl im Chargen-Betrieb als auch in konti nuierlicher Arbeitsweise durchgeführt werden. Das bei diesem Prozeß erhaltene Produkt ist ein freifließendes Pulver, welches gegebenenfalls durch weiteres Mischen in der Pulverstruktur ver einheitlicht werden kann. Die noch enthaltene Feuchtigkeit von ca. 5 bis 10 Gew.-% H₂O könnte bei Lagerung des Pulvers zu Verklebungen und Agglomeratbildungen führen. Daher schließt das erfindungsgemäße Verfahren als letzten Schritt eine Trocknung mit Heißluft ein, die bevorzugt in einem Wirbelbett durchgeführt wird und bei welcher der Wassergehalt des Seifenkonzentrats auf etwa 2 bis 4 Gew.-% H₂O gesenkt wird. Das Wirbelbett wird dabei bevorzugt mit einer auf ca. 100°C erhitzten Wirbelluft beschickt.

Wenn nach der Trocknung in dem Seifenkonzentrat Konglomerate mit erhöhtem Durchmesser, z.B. von mehr als 1 bis 2 mm Durchmesser enthalten sind, können diese abgesiebt, auf einem Walzenstuhl zerrieben und wieder dem Seifenkonzentrat zugeführt werden.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen pulverförmigen Seifenkonzentrate enthalten weder freie Fettsäure noch freies Al kali in nennenswerten Mengen. Sie sind leicht in Wasser auflösbar und ergeben Seifenlösungen mit nur geringer Alkalität. Sie sind staubarm und eignen sich hervorragend zur Verwendung als seifen haltige Zumischkomponente zu seifenfreien, sprühgetrockneten Waschmitteln zur Herstellung pulverförmiger, seifenhaltiger Fein waschmittel, die in wäßriger Lösung neutral oder nur schwach al kalisch reagieren und ein gutes Einspülverhalten aufweisen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten pulverförmigen Seifenkonzentrate als Komponente zur Herstellung neutraler oder nur schwach alkalischer Waschmittelpulver, wobei das Seifenkonzentrat in einer Menge von 5 -40 Gew.-% mit einem sprühgetrockneten oder granulierten seifen freien Waschmittel und üblichen Aufbereitungskomponenten wie z.B. Perboraten, Enzymen, Farb- und Duftstoffen gemischt wird.

Die folgenden Beispiele sollen den Erfindungsgegenstand näher er läutern ohne ihn darauf zu beschränken:

Beispiel 1

In einem 130-l-LÖDIGE-Pflugscharmischer wurden 15 kg Na₂SO₄-L (Schüttdichte 350 g/l) bei 20°C vorgelegt. Der seitlich am Dom befindliche Stutzen wurde mit einem Filtersack versehen. Nachdem der Mischer angelaufen war, wurden durch eine SCHLICK-Dreistoff düse des Typs 04-S41, die von oben durch den im Mischerdeckel be findlichen Dom in den Mischer gerichtet wurde, 6,43 kg Kokosfett säure C₁₂-C₁₈ (EDENOR K 12-18, Säurezahl 259,5, Temperatur 55°C) und 2,38 kg einer 50%igen Lösung von Natriumhydroxid in Wasser (Temperatur 25°C) innerhalb von 5,3 Minuten (bei einem Flüssig keitsdurchsatz an der Düse von ca. 100 kg pro Stunde) in den Mi scher verdüst. Säure und Lauge wurden gleichzeitig in der angege benen Menge durch zwei Dosierpumpen aus den Vorratsbehältern zur Düse gefördert. Nach 15 Sekunden Nachmischzeit wurde der Ansatz (bei einer Produkttemperatur von 30°C) in einen Lagerbehälter ab gelassen. Der Wassergehalt betrug 5,2 Gew.-% H₂O. In Portionen zu je 5 kg wurde das Produkt dann in einen GLATT-Wirbelschicht- Trockner (Typ WSG5) gegeben und mit auf 110°C erhitzter Wirbelluft auf eine Produkttemperatur von 80°C aufgeheizt und getrocknet, bis der Wassergehalt des Pulvers bei 3,5 Gew.-% H₂O lag. Durch ein Sieb wurden die Konglomerate mit einem Durchmesser über 1,6 mm abgetrennt. Die abgetrennten Grobanteile (ca. 5 Gew.-%) wurden auf einem Walzenstuhl zerrieben und auf das Sieb zurückgeführt. Die Schüttdichte des fertigen Produktes betrug 530 g/l.

Beispiel 2

Als Träger wurde ein Gemisch aus 75 Gew.-% eines schweren wasserfreien Na₂SO₄ (Schüttdichte 1400 g/l) und 25 Gew.-% Na₂SO₄-L (Schüttdichte 350 g/l) eingesetzt. Zur Vermeidung von Anbackungen wurde der LÖDIGE- Mischer gekühlt (Kühlwassertemperatur 10°C) und ohne Zerhacker gearbeitet. Im übrigen wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet. Die Schüttdichte des fertigen Produktes betrug 760 g/l, der Wassergehalt 3,2 Gew.-% H₂O.

Beispiel 3

In einem kontinuierlich betriebenen, gekühlten LÖDIGE- Pflugscharmischer vom Typ KM 150 D2 MZ wurden Na₂SO₄-L (Schütt dichte 350 g/l) in einer Durchsatzmenge von 170 kg pro Stunde über eine SCHLICK-Dreistoffdüse des Typs 04-S41 mit Kokosfettsäure C₁₂ -C₁₈ (EDENOR K 12-18, Säurezahl 255, Temperatur 55°C, Durchsatz 74 kg pro Stunde) und 49,3gew.-%iger wäßriger Natriumhydroxid- Lösung (Temperatur 25°C, Durchsatz 26 kg pro Stunde) bedüst. Die Düse wurde dabei auf den, in der Durchlaufrichtung gesehen, lau fenden ersten Zerhacker gerichtet. Der zweite Zerhacker wurde nicht betrieben. Die Produkttemperatur im Mischer betrug ca. 50°C.

Das aus dem LÖDIGE-Mischer austretende Granulat wurde in einen SCHUGI-Mischer (Typ Flexomix 160) homogenisiert und danach in ei ner ESCHER-WYSS-Wirbelrinne mit einer auf 100°C aufgeheizten Wir belluft getrocknet. Schließlich wurden die Konglomerate mit mehr als 1,6 mm Durchmesser abgesiebt, auf einem Walzenstuhl zerrieben und auf das Sieb zurückgeführt. Die Schüttdichte des fertigen Produktes betrug 495 g/l, der Wassergehalt 3,4 Gew.-% H₂O.

Beispiel 4

In einem SCHUGI-Mischer, Typ Flexomix 160, wurde bei einer Dreh zahl der Mischerwelle von 2500 UpM und leicht saugender Messer einstellung Na₂SO₄-L (Schüttdichte 350 g/l) in einer Durchsatz menge von 420 kg pro Stunde und über eine Zweistoffdüse parallel zur Mischerwand eine 50%ige, wäßrige Natriumhydroxid-Lösung mit einem Durchsatz von 60 kg pro Stunde und über eine zweite Zwei stoffdüse, die im Abstand von 5 cm hinter der Laugen-Düse (in Drehrichtung der Mischerwelle gesehen) ebenfalls parallel zur Mischerwand angeordnet war, Kokosfettsäure C₁₂-C₁₈ (EDENOR K 12- 18, Säurezahl 256) mit einem Durchsatz von 180 kg pro Stunde ein gedüst.

Das aus dem Mischer ausgetragene Produkt wurde sofort in eine HAAG-Wirbelrinne überführt und dort mit einer auf 100°C erhitzten Wirbelluft getrocknet, bis der Wassergehalt bei ca. 3,0 Gew.-% lag. Das Schüttgewicht des fertigen Produktes betrug 460 g/l.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung pulverförmiger Seifenkonzentrate, die im wesentlichen aus Alkaliseifen und einem anorganischen Trägermaterial bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine flüssige Fettsäure, bevorzugt eine über den Schmelzpunkt er wärmte gesättigte Fettsäure oder Fettsäuremischung mit 12- 18 C-Atomen und eine konzentrierte wäßrige Lösung von Alkalihydroxid gleichzeitig in einer Menge und einem solchen Mengenverhältnis auf eine pulverförmige, freifließende Trä gerkomponente, die in einem Mischer bewegt wird, in feinver teilter Form aufbringt, daß ein in wäßriger Lösung im we sentlichen neutral reagierendes Pulver mit einem Gehalt von 5 bis 55 Gew.-%, bevorzugt von 20 bis 40 Gew.-% Alkaliseifen und einem Wassergehalt von 5 bis 10 Gew.-% H₂O erhalten wird und dieses durch Heißlufttrocknung in einem Wirbelbett auf einen Wassergehalt von 2 bis 4 Gew.-% H₂O trocknet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalihydroxid Natriumhydroxid verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkomponente aus pulverförmigem, wasserfreiem Natrium sulfat, bevorzugt solchem mit einer Schüttdichte von weniger als 600 g/l oder einer Mischung aus wenigstens 70 Gew.-% Na triumsulfat und bis zu 30 Gew.-% anderer pulverförmiger an organischer Waschmittelkomponenten besteht.

4. Verwendung pulverförmiger Seifenkonzentrate, die hergestellt sind nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, zur Herstellung neutraler oder schwach alkalischer Waschmittel pulver, dadurch gekennzeichnet, daß die Seifenkonzentrate in einer Menge von 5-40 Gew.-% mit einem sprühgetrockneten oder granulierten, seifenfreien Waschmittel und üblichen Aufbereitungskomponenten gemischt werden.