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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
einer freifließenden,
lagerstabilen granulären
Waschmittelzusammensetzung. Genauer gesagt, ist die Erfindung auf
ein Verfahren gerichtet, das die Granulierung eines partikulären Materials
mit einem flüssigen
Bindemittel und die Behandlung der resultierenden Granulate mit
einer gewissen Menge Wasser umfaßt.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
Handhabungs- und Lagereigenschaften moderner Waschpulver haben in
den letzten Jahren zunehmend an Wichtigkeit gewonnen. Die Waschmittelindustrie
ist unter wachsenden Druck gesetzt worden, sowohl externe Verbraucherbedürfnisse
und -erwartungen als auch interne Bedürfnisse, die Herstellungskosten zu
verringern und das Management der Herstellungs- und Lieferkette
zu verbessern, zufriedenzustellen.
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Ein
wichtiges Kriterium beim Management der Herstellungs- und Lieferkette
ist die Fähigkeit
Pulver zu handhaben und zu lagern. Ein ernstes Problem, das während der
Lagerung aufkommen kann, ist das Zusammenbacken des Pulvers, zum
Beispiel in großen
Beuteln oder Silos. Dies kann zu Stockungen in der Lieferkette und,
wenn das Pulver zu einem signifikanten Grad geschädigt worden
ist, zur Verwerfung des Pulvers führen.
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Daher
ist es sehr wichtig, daß Pulver
frei fließend
sind und bei der Lagerung nicht zusammenbacken (d. h., sie sollten
nicht „klebrig" sein). Es ist auch
wichtig, daß Pulver
keine signifikante Menge feiner Teilchen enthalten, da große Niveaus
an Feinteilchen eine schädigende
Wirkung auf die Fließeigenschaften
eines Pulvers haben können.
Ferner neigen Feinteilchen dazu, sich „abzusetzen" und am Boden, zum
Beispiel eines Lagergefäßes, zu
aggregieren.
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Günstigerweise
sind Waschmittelzusammensetzungen durch ein Sprühtrocknungsverfahren hergestellt
worden, worin die Komponenten der Zusammensetzung mit Wasser gemischt
werden, um eine wässerige
Aufschlämmung
zu bilden, die dann in einen Turm gesprüht und mit heißer Luft
kontaktiert wird, um Wasser zu entfernen. In den letzten Jahren
gab es ein enormes Interesse an der Herstellung von Waschmittelprodukten,
die durch Verfahren herstellt werden, die Nicht-Sprühtrocknungstechniken
einsetzen („Nicht-Turm"). In diesen Verfahren
werden die verschiedenen Komponenten im allgemeinen gemischt, zum
Beispiel durch mechanische Bewegung oder Gasfluidisierung, und unter
Zugabe eines flüssigen
Bindemittels granuliert. Flüssige
Bindemittel, die typischerweise in solchen Granulierverfahren verwendet
werden, sind anionische oberflächenaktive
Mittel, Säurepräkursor von
anionischen oberflächenaktiven
Mitteln, nicht-ionische oberflächenaktive
Mittel, Fettsäuren
oder Salze hiervon, Wasser oder irgendein Gemisch.
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Das
Sprühtrocknen
erzeugt für
gewöhnlich
trockene, relativ nicht-klebrige Pulver. Im Gegensatz dazu sind
Pulver, die durch Nicht-Turm-Ganuliertechniken hergestellt wurden,
gegen die Probleme der Klebrigkeit und des Zusammenbackens bei der
Lagerung empfindlicher. Die Menge an flüssigem Bindemittel, die in
ein Nicht-Turm-Granulierverfahren gegeben wird, stellt für gewöhnlich einen
wichtigen Faktor bei der Bestimmung der Qualität des Produktes dar. Zu viel
Bindemittel kann zum Verklumpen und einem klebrigen Produkt führen, und
zu wenig kann zu einer unvollständigen
Granulierung führen.
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Es
gibt mehrere allgemein bekannte Techniken, deren Hersteller das
Zusammenbacken oder Verklumpen der Pulver verhindern und auch die
Fließeigenschaften
von Pulvern unterstützen
wollen. Beispielsweise ist allgemein bekannt, klebrige und feuchte
Körner
mit einem fein verteilten Feststoff wie einem Alumosilikat zu beschichten.
Dies wird oft als „Schichtenbildung" bezeichnet.
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Granulierte
Pulver werden oft auch durch einen Trocknungsschritt geführt, um
ihre Fließ- und Lagereigenschaften
zu verbessern. Der Trocknungsschritt kann jedoch an sich Probleme
verursachen. Während
der Trocknung können
in Abhängigkeit
des Absorptionsvermögens
der Feststoffkomponenten und des Wesens der flüssigen Bestandteile die Bestandteile
des flüssigen
Bindemittels mobil werden und anfangen, sich zur Oberfläche der
Körner
zu bewe gen und schließlich
aus diesen auszutreten. Dies kann zum Zusammenbacken und Verklumpen
sowohl während
des Trocknungsverfahrens als auch bei der Lagerung des Pulvers führen.
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Wir
haben herausgefunden, daß Pulver,
die durch Nicht-Turmverfahren hergestellt wurden, und ein hydratisierbares
Salz enthalten, wie zum Beispiel ein Phosphataufbaustoff wie Natriumtripolyphosphat
(STPP), für
Probleme wie „Klebrigkeit" anfällig sind,
was zu verringerter Fließfähigkeit
und Zusammenbacken bei der Lagerung führt. Ferner erzeugt man durch „Trocknung" und Schichtenbildung
nicht automatisch „nicht
klebrige" Pulver
mit guten Fließeigenschaften.
Daher besteht noch immer ein Bedarf an kostengünstigen Verfahren zur Verbesserung
der Handhabungs- und Lagereigenschaften dieser Pulver.
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Stand der Technik
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WO
97/34991 (Henkel) beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Waschpulvern,
in dem Wasser als ein Granulierhilfsmittel verwendet wird. Gemäß diesem
Dokument wird das Risiko des Verklumpens und des Austretens von
jeglichem nicht-ionischen oberflächenaktiven
Mittel selbst während
der Trocknungsphase durch die Behandlung des granulierten Produktes
entweder vor oder während
dem Trocknen mit einer wässerigen
Lösung
oder einer wässerigen
Dispersion aus einem oder mehreren nicht-oberflächenaktiven Wasch- oder Reinigungsmittelbestandteilen
minimiert. Die resultierenden Pulver sind frei fließend, backen
nicht zusammen und haben eine gute Lagerstabilität. Die wässerige Lösung enthält 25 bis 50, bevorzugt 30
bis 40 Gew.-% eines nicht oberflächenaktiven
Wasch- oder Reinigungsmittels, zum Beispiel Natriumsilikat, und
wird in Mengen von 1 bis 15, bevorzugt 2 bis 8 Gew.-% verwendet.
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Bekannt
ist auch das Sprühen
einer wässerigen
Lösung
aus nicht-ionischem oberflächenaktiven
Mittel in einen Fließbettgranulator
während
des Granulierverfahrens, wie in US-A-3 714 051 beschrieben.
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EP-A-0
643 129 offenbart ein Verfahren, in dem Waschmittelzusammensetzungsinhaltsstoffe
in einem Verfahren granuliert werden, in dem die Komponenten in
einem Hochschermixer, gefolgt von einem Mittelschermixer, worin
Wasser auf die Rückseite
des Mittelschermixers gesprüht
wird, gefolgt von der Dosierung eines Zeolithschichtenbildners,
gemischt werden.
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Wir
haben nunmehr ein einfacheres und billigeres Verfahren zur Verbesserung
der Handhabungs- und Lagereigenschaften von Pulvern, die ein hydratisierbares
Salz enthalten, gefunden. Überraschenderweise
haben wir herausgefunden, daß die
Handhabungs- und Lagereigenschaften solcher Pulver nur durch die
Behandlung des Produktes mit einem Granulierverfahren mit einer
gewissen Menge an Wasser verbessert werden können. Genauer gesagt, haben
wir herausgefunden, daß die
Pulver mit sehr guten Fließeigenschaften, niedrigen
Niveaus an Feinteilchen und einem niedrigen Niveau an „Klebrigkeit" aus dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung erhalten werden können.
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Definition der Erfindung
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In
einem ersten Aspekt liefert diese Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines granulären
Waschmittelproduktes, in dem ein partikuläres Material, umfassend ein
hydratisierbares Salz, mit einem flüssigen Bindemittel granuliert
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die resultierenden Körner in
einem Niedrigschermixer mit 0.5 bis 20 Gew.-% Wasser, basierend
auf der Gesamtmenge an unbehandelten Körnern, wobei dieses Wasser
weniger als 5 Gew.-% gelöstes
oder dispergiertes Material enthält,
so behandelt werden, daß nur
wenig oder keine weitere Agglomeration stattfindet.
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In
einem zweiten Aspekt liefert diese Erfindung ein granuläres Waschmittelprodukt,
das gemäß dem Verfahren
der Erfindung erhalten wurde.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Definitionen
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Hierin
nachstehend umfaßt
der Ausdruck „granuläres Waschmittelprodukt" im Kontext der Erfindung granuläre fertiggestellte
Produkte für
den Verkauf sowie granuläre
Komponenten oder Zusätze
zur Bildung fertiggestellter Produkte, z. B. durch Nachdosierung
zu oder mit oder irgendeiner anderen Form von Beimischung mit weiteren
Komponenten oder Zusätzen.
So kann ein granuläres
Waschmittelprodukt, wie hierin definiert, ein waschaktives Material
wie ein synthetisches oberflächenaktives
Mittel und/oder Seife enthalten oder nicht. Die minimale Voraussetzung
ist, daß es
mindestens ein Material einer allgemeinen Art einer her kömmlichen
Komponente granulärer
Waschmittelprodukte wie ein oberflächenaktives Mittel (einschließlich Seife),
einen Aufbaustoff, eine Bleiche oder eine Bleichsystemkomponente,
ein Enzym, einen Enzymstabilisator oder eine Komponente eines Enzymstabilisierungssystems,
ein Mittel gegen die Wiederabscheidung von Schmutz, ein fluoreszierendes
Mittel oder einen optischen Aufheller, ein Rostschutzmittel, ein
Schaumhemmermaterial, einen Duftstoff oder ein Färbemittel enthalten sollte.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung enthalten granuläre Waschmittelprodukte jedoch
waschaktives Material wie synthetisches oberflächenaktives Mittel und/oder
Seife bei einem Niveau von mindestens 5 Gew.-%, bevorzugt mindestens
10 Gew.-% des Produktes.
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Wie
hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Pulver" auf Materialien, die im wesentlichen
aus Körnern
einzelner Materialien und Gemischen solcher Körner bestehen. Wie hierin verwendet,
bezieht sich der Ausdruck „Korn " auf ein kleines
Teilchen agglomerierter kleinerer Teilchen, zum Beispiel agglomerierter
Pulverteilchen. Das Endprodukt des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht aus oder umfaßt
einen hohen Prozentsatz an Körnern.
Es können
jedoch gegebenenfalls zusätzliche
Körner
und/oder Pulvermaterialien zu einem solchen Produkt nachdosiert
werden.
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Wie
hierin verwendet beziehen sich die Ausdrücke „Granulation" und „Granulierung" auf ein Verfahren, in
dem unter anderem Teilchen agglomeriert werden.
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Zu
diesem Zweck der Erfindung werden die Fließeigenschaften des granulären Produktes
hinsichtlich der dynamischen Flußrate (DFR), in ml/s, gemessen
mittels des folgenden Verfahrens, definiert. Eine zylindrische Glasröhre mit
einem Innendurchmesser von 35 mm und einer Länge von 600 mm wird mit ihren
Längsachsen
vertikal fest verklemmt. Ihr unteres Ende bildet ein Kegel aus Polyvinylchlorid
mit einem Innenwinkel von 15° und
einer unteren Auslaßöffnung mit
einem Durchmesser von 22,5 mm. Ein erster Strahlensensor befindet
sich 150 mm über
dem Auslaß,
und ein zweiter Strahlensensor befindet sich 250 mm über dem
ersten Sensor.
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Zur
Bestimmung der dynamischen Flußrate,
wird die Auslaßöffnung vorrübergehend
geschlossen und der Zylinder mit dem granulären Waschmittelprodukt bis
zu einem Punkt etwa 10 cm über
dem oberen Sensor gefüllt.
Der Auslaß wird
geöffnet
und die Fließzeit
t (Sekunden) die das Pulverniveau braucht, um von dem oberen Sensor
zu den unteren Sensor zu fallen, wird elektronisch gemessen. Dies
wird 2 oder 3 Mal wiederholt und eine Mittelzeit genommen. Wenn
V das Volumen (ml) der Röhre
zwischen dem oberen und dem unteren Sensor ist, wird die DFR durch
V/t angegeben.
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Der
Druckversuch mit unbehinderter Querdehnung (UCT) liefert ein Maß für die Bindekraft
oder „Klebrigkeit" eines Produktes
und kann eine Übersicht über seine
Lagereigenschaften, beispielsweise in Silos geben. Das Prinzip des
Tests ist, das granuläre
Waschmittelprodukt zu einem Preßling
zu komprimieren und dann die für
das Brechen des Preßlings
erforderliche Kraft zu messen. Dies wird unter Verwendung eines
Apparats durchgeführt,
der einen Zylinder mit einem Durchmesser von 89 mm und einer Höhe von 114
mm (3,5 × 4,5
Inch), einen Preßstempel
und Kunststoffscheiben umfaßt
und ein vorbestimmtes Gewicht wie folgt hat.
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Der
Zylinder, der sich um eine fixierte Führungsscheibe befindet und
mit einer Klemme befestigt ist, wird mit granulärem Waschmittelprodukt gefüllt, und
die Oberfläche
durch Ziehen einer geraden Kante darüber geebnet. Eine 50 g Kunststoffscheibe
wird auf der Oberseite des granulären Produktes plaziert, der
Preßstempel
herabgelassen und ein 10 kg Gewicht langsam auf der Oberseite der
unteren Preßstempelscheibe
plaziert. Das Gewicht wird 2 Minuten in Position gehalten, wonach
das 10 kg Gewicht entfernt und der Preßstempel angehoben wird. Die
Klemme wird von dem Zylinder entfernt und die beiden Hälften des
Zylinders vorsichtig entfernt, wodurch ein Preßling aus einem granulären Produkt
zurückbleibt.
Ist der Preßling
nicht gebrochen, wird eine zweite 50 g Kunststoffscheibe auf der
Oberseite der ersten plaziert und ungefähr zehn Sekunden so gelassen.
Ist der Preßling
noch immer nicht gebrochen, wird eine 100 g-Scheibe auf der Oberseite
der Kunststoffscheiben plaziert und zehn Sekunden so gelassen. Ist
der Preßling
noch immer nicht gebrochen, wird der Preßstempel sehr vorsichtig auf
die Scheiben herabgelassen und 250 g-Gewichte werden in Intervallen
von zehn Sekunden nachgegeben, bis der Preßling bricht. Das Gesamtgewicht
des Preßstempels,
der Kunststoffscheiben und der Gewichte bei Bruch wird aufgezeichnet.
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Die
Bindekraft des Pulvers wird durch das Gewicht, das erforderlich
ist, um den Preßling
zu zerbrechen wie folgt klassifiziert. Je größer das erforderliche Gewicht,
um so höher
der UCT-Wert und
um so mehr haftet („klebt") das Pulver.
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Wie
hierin verwendet, sofern nicht etwas anderes ausdrücklich angegeben
ist, bezieht sich der Ausdruck „Feinteilchen" auf Teilchen mit
einem Durchmesser von weniger als 180 Mikrometer. Ferner sind unter einem
Verweis auf „grobes" Material Teilchen
mit einem Durchmesser von größer als
1400 Mikrometer zu verstehen.
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Die
Niveaus an feinen und groben Teilchen können unter Verwendung der Siebanalyse
gemessen werden.
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Sofern
nicht etwas anderes angegeben, beziehen sich Werte für Pulvereigenschaften
wie die Schüttdichte,
DFR, Feuchtigkeitsgehalt usw. auf das granuläre Verwitterungswaschmittelprodukt.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt das Granulieren eines partikulären Materials,
umfassend ein hydratisierbares Salz, mit einem flüssigen Bindemittel.
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Granulation
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In
dem Verfahren gemäß der Erfindung
werden herkömmliche
feste und flüssige
Bestandteile von Waschmittelzusammensetzungen gemischt und auf herkömmliche
Art und Weise granuliert, wobei es möglich ist, jeden bekannten
Mixer, Granulator und/oder Verdichter zu verwenden. Hierin nachstehend
soll sich das Wort „Granulator" auf irgendein geeignetes
Ausrüstungsstück beziehen,
daß zum
Granulieren geeignet ist.
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Es
ist auch möglich,
den Granulationsschritt in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Mixern,
die unterschiedliche Mischgeschwindigkeiten aufweisen können und/oder
auf unterschiedliche Art und Weise arbeiten, durchzuführen, z.
B. können
Mixer, die durch mechanische Be wegung arbeiten, mit Niedrigschermixern, zum
Beispiel der Gasfluidisierart, kombiniert werden.
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Beispiele
für geeignete
Granulationsverfahren werden in
EP
367339 ,
EP 420317 ,
WO 96/04359, WO 98/58046 und WO 98/58047 (Unilever) beschrieben,
aber andere Granulationsverfahren sind ebenso geeignet, wie ein
Fachmann erkennen wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der einzige Granulator, oder der letzte Granulator, wenn mehr
als ein Mixer eingesetzt wird, ein Niedrigschermixer, bevorzugt
von der Gasfluidisierart. Ein Gasfluidisiergranulator wird manchmal „Fließbett"-Granulator oder
-Mixer genannt. Das ist nicht ganz richtig, da solche Mixer mit
einer Gasflußrate
betrieben werden können,
die so hoch ist, daß sich
kein klassisches „Wirbel"-Fließbett bildet.
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Der
Gasfluidisierapparat umfaßt
grundsätzlich
eine Kammer, in der ein Strom aus Gas (nachstehend als das Fluidisiergas
bezeichnet), für
gewöhnlich
Luft, dazu verwendet wird, einen turbulenten Fluß aus partikulären Feststoffen
herbeizuführen,
um eine „Wolke" aus den Feststoffen
zu bilden, und flüssiges
Bindemittel auf oder in die Wolke gesprüht wird, damit es mit den einzelnen
Teilchen in Kontakt kommt. Im Verlauf des Verfahrens werden die
einzelnen Teilchen aus den festen Ausgangsmaterialien aufgrund des
flüssigen
Bindemittels agglomeriert, wodurch Körner gebildet werden.
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Der
Gasfluidisiergranulator wird typischerweise bei einer Oberflächenluftgeschwindigkeit
von etwa 0,1 bis 1,5 ms–1, bevorzugt 0,1 bis
1,2 ms–1,
entweder unter positivem oder negativem relativem Druck und mit
einer Lufteinlaßtemperatur
(d. h., Fluidisiergastemperatur) im Bereich von –10°C oder 5°C bis zu 100°C betrieben. Sie kann in einigen
Fällen
bis zu 200°C
betragen.
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Die
Fluidisiergastemperatur und somit bevorzugt die Bettemperatur können während des
Granulationsverfahrens verändert
werden, wie in WO 98/58048 beschrieben. Sie kann für einen
ersten Zeitraum erhöht werden,
z. B. auf bis zu 100°C
oder sogar bis zu 200°C
und dann in einer oder mehreren anderen Stufen (davor oder danach),
kann sie auf kurz über,
auf oder unter Umgebung, z. B. auf 30°C oder weniger, bevorzugt 25°C oder weniger
oder sogar 5°C
oder weniger oder –10°C oder weniger,
verringert werden.
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Wenn
das Verfahren ein diskontinuierliches Verfahren ist, wird die Temperaturvariation
mit der Zeit vorgenommen. Bei einem kontinuierlichen Verfahren wird
sie in Richtung des Pulverflusses in dem Granulatorbett variiert.
Im letzteren Fall wird dies günstigerweise
unter Verwendung eines Granulators der „Plug-Flow"-Art, d. h., einem, in dem die Materialien
von Anfang bis Ende durch den Reaktor fließen. durchgeführt.
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In
einem diskontinuierlichen Verfahren kann die Fluidisiergastemperatur über einen
relativ kurzen Zeitraum, zum Beispiel 10 bis 50 % der Verfahrenszeit,
verringert werden. Typischerweise kann die Gastemperatur für 0,5 bis
15 Minuten verringert werden. In einem kontinuierlichen Verfahren
kann die Gastemperatur entlang einer relativ kurzen Länge des „Weges" des Granulatorbettes,
zum Beispiel über
10 bis 50 % des Weges verringert werden. In beiden Fällen kann
das Gas vorgekühlt
werden.
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Bevorzugt
werden die Fluidisiergastemperatur und bevorzugt auch die Bettemperatur
nicht verringert, bis die Agglomeration des partikulären Fluidisierfeststoffmaterials
im wesentlichen abgeschlossen ist.
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Zusätzlich zu
dem Fluidisiergas kann ein Gasfluidisiergranulator auch einen Sprühgasstrom
einsetzen. Ein solcher Sprühgasstrom
wird zur Unterstützung
der Zerstäubung
des flüssigen
Bindemittels aus der Düse
auf oder in die Fluidisierfeststoffe verwendet. Der Sprühgasstrom,
für gewöhnlich Luft,
kann auch erwärmt
werden.
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Wie
hierin verwendet bezieht sich der Ausdruck „Bettemperatur" auf die Temperatur
des partikulären Fluidisierfeststoffmaterials.
Die Temperatur des partikulären
Fluidisierfeststoffmaterials kann zum Beispiel unter Verwendung
einer Thermosonde gemessen werden. Ob nun ein erkennbares Pulverbett
oder ein nicht erkennbares Pulverbett vorliegt (d. h., weil der
Mixer mit einer Gasflußrate
betrieben wird, die so hoch ist, daß kein klassisches „Wirbel"-Fließbett gebildet wird), soll
die „Bettemperatur" die Temperatur sein,
wie sie bei einem Punkt in der Fluidisierkammer etwa 15 cm von der
Gasverteilerplatte aus gemessen wurde.
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Der
Gasfluidisiergranulator kann gegebenenfalls von einer Art sein,
die mit einem vibrierenden Bett ausgestattet ist, insbesondere zur
Verwendung in kontinuierlicher Arbeitsweise.
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Wasserzugabe
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Ist
die Granulation im wesentlichen beendet, werden die resultierenden
Körner
mit 0,5 bis 20 Gew.-% Wasser in einem Niedrigschermixer behandelt.
Bevorzugt werden die Körner
mit mindestens 1, stärker
bevorzugt mindestens 1,5, noch stärker bevorzugt mindestens 2
Gew.-% Wasser behandelt. Bevorzugt werden die Körner mit nicht mehr als 15,
stärker
bevorzugt nicht mehr als 10, noch stärker bevorzugt nicht mehr als
8 und am stärksten
bevorzugt nicht mehr als 5 Gew.-% Wasser behandelt.
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Das
Wasser wird am stärksten
bevorzugt mit den Körnern
in Kontakt gebracht, während
die Körner
in Bewegung sind. Die Körner
können
zum Beispiel unter Verwendung eines einfachen Schwingbandes bewegt werden.
Stärker
bevorzugt wird das Wasser mit den Körnern jedoch in irgendeinem
geeigneten Mixer in Kontakt gebracht. Bevorzugt werden die Körner mit
dem Wasser in einem Niedrigschermixer, wie zum Beispiel einer Rotationsschale,
einem Trommelmixer oder einem Fließbett behandelt. In einer bevorzugten
Ausführungsform
wird das Wasser mit den Körnern
in einem Fließbett
in Kontakt gebracht.
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Es
ist wichtig, daß nur
wenig oder keine Agglomeration während
des Wasserzugabeschrittes stattfindet und daß die Bedingungen für die Wasserzugabe
geeignet ausgewählt
werden. Beispielsweise kann ein Fließbettapparat als ein Granulator
(d. h., ein „Gasfluidisierapparat") oder einfach als
ein Misch- und/oder Trocknungsfließbettapparat, in dem sehr wenig
oder keine Agglomeration stattfindet, betrieben werden.
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Die
Tatsache, daß nur
wenig oder keine weitere Agglomeration in dem Niedrigschermischer
während der
Zugabe des Wassers stattfindet, kann einfach durch optische Inspektion
festgestellt werden. Bevorzugt soll dies jedoch bedeuten, daß es keine
signifikante Verringerung der Gewichtsfraktion an Feinteilchen (wie
vorstehend definiert) und/oder keine signifikante Steigerung der
Gewichtsfraktion an groben Teilchen (wie vorstehend definiert) gibt.
Eine signifikante Verringerung und eine signifikante Steigerung
bedeuten bevorzugt nicht mehr als 30 % Verringerung bzw. nicht mehr
als 30 % Steigerung.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist der Granulator, oder der letzte Granulator, wenn mehr als ein
Mixer für
die Granulation eingesetzt wird, ein Fließbett, und das Wasser wird
mit den Körnern
in einem Fließbett
in Kontakt gebracht.
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Die
Körner
können
in demselben Mixer, wie er für
die Granulation verwendet wurde, oder in einem separaten Ausrüstungsstück behandelt
werden.
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Das
Wasser wird bevorzugt als ein Spray in den Mixer gegeben, wo der
Kontakt stattfindet. Während des
Zugabeverfahrens kann die Temperatur in dem Mixer erhöht werden.
Wenn beispielsweise ein Fließbett verwendet
wird, kann die Fluidisiergastemperatur erhöht werden. Bevorzugt hat das
Wasser beim Aufsprühen Umgebungstemperatur,
obgleich es auch bei einer erhöhten
Temperatur aufgetragen werden kann.
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Das
verwendete Wasser kann eine kleine Menge eines anderen Materials,
das darin gelöst
oder dispergiert ist, enthalten. Ein solches Material macht jedoch
weniger als 5, stärker
bevorzugt weniger als 3, und noch stärker bevorzugt weniger als
1 Gew.-% des Wassers aus.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Wasser im wesentlichen rein, d. h., jegliche anderen Materialien,
die vorhanden sind, sind ein Artefakt der Wasserzufuhr oder -quelle
und zweckmäßigerweise
ist nichts zugegeben worden.
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Optionale Verarbeitungsschritte
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Als
optionale Schritte können
nach dem Granulationsschritt ein Schichtenbildungsschritt eingeführt werden
und/oder die Körner
können
getrocknet und/oder gekühlt
werden. Wird ein solcher Schritt eingesetzt, können die Körner mit Wasser vor, während oder
nach dem optionalen Verarbeitungsschritt behandelt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden die Körner,
wenn ein Trocknungs- und/oder Kühlschritt eingesetzt
wird, mit Wasser bevorzugt entweder vor oder während des Trocknungs- und/oder
Kühlschrittes
behandelt.
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Der
Trocknungs- und/oder Kühlschritt
kann auf jede bekannte Art und Weise durchgeführt werden, zum Beispiel in
einem Fließbettapparat
(Trocknen und Kühlen)
oder einem Druckluftheber (Kühlen).
Das Trocknen und/oder Kühlen
kann in demselben Fließbettapparat,
wie er in dem Granulationsschritt und/oder dem Wasserzugabeschritt
verwendet wurde, einfach durch die Veränderung der eingesetzten Verfahrenbedingungen
durchgeführt
werden, wie einem Fachmann allgemein bekannt sein wird.
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Werden
die Körner
mit Wasser während
des Trocknungsschrittes behandelt, werden die Körner zumindest teilweise getrocknet,
dann mit Wasser behandelt und schließlich getrocknet.
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Besonders
vorteilhaft wird diese Art des Wasserzugabe- und Trocknungsverfahrens
in einem Fließbettapparat
durchgeführt.
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Das
Verfahren kann entweder diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform
wird das ganze Verfahren kontinuierlich durchgeführt.
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Das flüssige Bindemittel
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Das
flüssige
Bindemittel kann eine oder mehrere Komponenten des granulären Waschmittelproduktes umfassen.
Geeignete flüssige
Komponenten umfassen anionische oberflächenaktive Mittel und Säurepräkursor hiervon,
nicht-ionische oberflächenaktive
Mittel, Seifen und ihre Fettsäurepräkursor,
Wasser und organische Lösungsmittel.
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Das
flüssige
Bindemittel kann auch feste Komponenten umfassen, die in einer flüssigen Komponente gelöst oder
dispergiert sind, wie zum Beispiel anorganische Neutralisationsmittel
und Aufbaustoffe. Die einzige Einschränkung ist, daß das flüssige Bindemittel
mit oder ohne gelöste
oder dispergierte Feststoffe pumpbar sein sollte und in eine Fluidform,
einschließlich
pastenartig, in den Granulator gespeist werden kann.
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Bevorzugt
umfaßt
das flüssige
Bindemittel ein anionisches oberflächenaktives Mittel. Der Gehalt
an anionischem oberflächenaktivem
Mittel in dem flüssigen
Bindemittel kann so hoch wie möglich
sein, zum Beispiel mindestens 98 Gew.-% des flüssigen Bindemittels, oder er kann
weniger als 75 Gew.-%, weniger als 50 Gew.-% oder weniger als 25
Gew.-% betragen. Es kann natürlich
5 Gew.-% oder weniger bilden oder gar nicht vorhanden sein.
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Geeignete
anionische oberflächenaktive
Mittel sind einem Fachmann allgemein bekannt. Beispiele, die für die Einführung in
das flüssige
Bindemittel geeignet sind, umfassen Alkylbenzolsulfonate, insbesondere lineare
Alkylbenzolsulfonate mit einer Alkylkettenlänge von C8-C15; primäre
und sekundäre
Alkylsulfate, insbesondere primäre
C12-C15-Alkylsulfate;
Alkylethersulfate; Olefinsulfonate; Alkylxylolsulfonate; Dialkylsulfosuccinate;
und Fettsäureestersulfonate.
Natriumsalze sind im allgemeinen bevorzugt.
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Etwas
oder alles von dem anionischen oberflächenaktiven Mittel kann in
situ in dem flüssigen
Bindemittel durch die Umsetzung eines geeigneten Säurepräkursors
und eines alkalischen Materials wie ein Alkalimetallhydroxid, z.
B. NaOH, gebildet werden. Da letzteres normalerweise als eine wässerige
Lösung
dosiert werden muß,
schließt
dies zwangsläufig
etwas Wasser ein. Überdies
entsteht bei der Umsetzung eines Alkalimetallhydroxids und eines
Säurepräkursors
etwas Wasser als ein Nebenprodukt.
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Im
Prinzip kann jedoch jedes alkalische anorganische Material für die Neutralisation
verwendet werden, wasserlösliche,
alkalische anorganische Materialien sind jedoch bevorzugt. Ein anderes
bevorzugtes Material ist Natriumcarbonat, allein oder in Kombination
mit einem oder mehreren anderen wasserlöslichen anorganischen Materialien,
zum Beispiel Natriumbicarbonat oder -silikat. Je nach Bedarf kann
ein stöchiometrischer Überschuß an Neutralisationsmittel
eingesetzt werden, um eine vollständige Neutralisation sicherzustellen
oder um eine alternative Funktion, zum Beispiel als ein Aufbaustoff,
bereitzustellen, z. B. wenn das Neutralisationsmittel Natriumcarbonat
umfaßt.
Organische Neutralisationsmittel können auch eingesetzt werden.
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Enthält das flüssige Bindemittel
einen Säurepräkursor von
einem anionischen oberflächenaktiven
Mittel, kann der Säurepräkursor natürlich in
situ in dem Granulator entweder durch Kontaktierung mit einem festen alkalischen
Material oder durch Zugabe eines separaten flüssigen Neutralisierungsmittels
zu dem Mixer und/oder Granulator neutralisiert oder die Neutralisation
beendet werden.
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Der
flüssige
Säurepräkursor kann
aus linearen Alkylbenzolsulphonsäuren
(LAS), alpha-Olefinsulphonsäuren, internen
Olefinsulfonsäuren,
Fettsäureestersulfonsäuren und
Kombinationen hiervon ausgewählt
werden. Das Verfahren der Erfindung ist insbesondere für die Herstellung
von Zusammensetzungen nützlich,
die Alkylbenzolsulfonate umfassen, durch die Umsetzung der entsprechenden
Alkylbenzolsulfonsäure,
zum Beispiel Dobanoic acid von Shell. Lineare oder verzweigte, primäre Alkylsulfate
(PAS) mit 10 bis 15 Kohlenstoffatomen können auch verwendet werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
das flüssige
Bindemittel ein anionisches oberflächenaktives Mittel und ein
nicht-ionisches oberflächenaktives
Mittel. Das Gewichtsverhältnis
von anionischem oberflächenaktivem
Mittel zu nicht-ionischem oberflächenaktivem
Mittel liegt im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 15, bevorzugt 10 : 1
bis 1 : 10, stärker
bevorzugt 10 : 1 bis 1 : 5. Umfaßt das flüssige Bindemittel mindestens
etwas Säurepräkursor von
einem anionischen oberflächenaktiven
Mittel und einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel, kann das
Gewichtsverhältnis
von anionischem oberflächenaktivem
Mittel, einschließlich
dem Säurepräkursor,
zu nicht-ionischem oberflächenaktivem
Mittel höher
sein, Beispiel 15 : 1.
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Die
Komponente aus nichtionischem oberflächenaktivem Mittel des flüssigen Bindemittels
kann irgendeines oder mehrere flüssige
oberflächenaktive
Mittel sein, ausgewählt
aus primären
und sekundären
Alkoholethoxylaten, insbesondere aliphatischen C8-C20-Alkoholen, die mit durchschnittlich 1
bis 20 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert sind, und genauer
gesagt, den primären
und sekundären
alipahtischen C10-C15-Alkoholen,
die mit durchschnittlich 1 bis 10 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol
ethoxyliert sind. Nicht-ethoxylierte, nichtionische oberflächenaktive
Mittel umfassen Alkylpolyglycoside, Glycerolmonoether und Polyhydroxyamide
(Glucamid).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das flüssige
Bindemittel im wesentlichen nicht wässerig. Das heißt, die
Gesamtmenge an Wasser darin beträgt
nicht mehr als 15 Gew.-% des flüssigen
Bindemittels, bevorzugt nicht mehr als 10 Gew.-%. Je nach Bedarf
kann jedoch eine kontrollierte Menge an Wasser zugegeben werden,
um die Neutralisation zu erleichtern. Typischerweise kann das Wasser
in Mengen von 0,5 bis 2 Gew.-% des endgültigen Waschmittelproduktes
zugegeben werden. Typischerweise können 3 bis 4 Gew.-% des flüssigen Bindemittels
Wasser als das Reaktionsnebenprodukt sein und der Rest des vorhandenen
Wassers wird das Lösungsmittel
sein, in dem das alkalische Material gelöst wurde. Das flüssige Bindemittel
ist am stärksten
bevorzugt frei von jeglichem Wasser, das nicht aus den zuletzt genannten
Quellen stammt, außer vielleicht
für Spurenmengen/Verunreinigungen.
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Alternativ
kann ein wässeriges
flüssiges
Bindemittel eingesetzt werden. Dies ist besonders für die Herstellung
von Produkten geeignet, die Zusätze
für die
anschließende
Beimischung mit anderen Komponenten zur Bildung eines vollständig formulierten
Waschmittelproduktes sind. Solche Zusätze werden für gewöhnlich, abgesehen
von Komponenten, die aus dem flüssigen
Bindemittel resultieren, hauptsächlich
aus einer oder einer kleinen Anzahl von Komponenten bestehen, die
normalerweise in Waschmittelzusammensetzungen zu finden sind, zum
Beispiel einem oberflächenaktiven
Mittel oder einem Aufbaustoff wie Zeolith oder Natriumtripolyphosphat.
Dies schließt
jedoch die Verwendung wässeriger
flüssiger
Bindemittel für
die Granulation von im wesentlichen vollständig formulierten Produkten
nicht aus. In jedem Fall umfassen typische wässerige flüssige Bindemittel wässerige
Lösungen
aus Alkalimetallsilikaten, wasserlösliche Acryl-/Maleinsäurepolymere
(z. B. SokalanCP5) und dergleichen.
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Das
flüssige
Bindemittel kann gegebenenfalls gelöste Feststoffe und/oder fein
verteilte Feststoffe umfassen, die darin dispergiert sind. Die einzige
Einschränkung
ist, daß das
flüssige
Bindemittel mit oder ohne gelöste
oder dispergierte Feststoffe pumpbar und bei Temperaturen von 50°C oder mehr
oder bei irgendeiner Rate, 60°C
oder mehr, z. B. 75°C
sprühbar
sein sollte. Bevorzugt ist es bei unter 50°C, bevorzugt bei 25°C oder weniger,
fest. Das flüssige
Bindemittel hat bevorzugt eine Temperatur von mindestens 50°C, stärker bevorzugt
mindestens 60°C,
wenn es in den Mixer oder den Gasfluidisiergranulator eingeführt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden flüssige
Bindemittel als leicht pumpbar angesehen, wenn sie eine Viskosität von nicht
mehr als 1 Pa·s
bei einer Scherrate von 50 s–1 und bei der Pumptemperatur
haben. Flüssige
Bindemittel mit einer höheren
Viskosität
können
im Prinzip auch noch pumpbar sein, aber eine Obergrenze von 1 Pa·s bei
einer Scherrate von 50 s–1 wird hierin als Anzeichen
für eine
leichte Pumpbarkeit verwendet.
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Die
Viskosität
kann zum Beispiel unter Verwendung eines Haake VT500-Rotationsviskometers
gemessen werden. Die Viskositätsmessung
kann wie folgt durchgeführt
werden. Eine SV2P-Meßzelle
wird mit einem thermostatischen Wasserbad mit einer Kühl einheit
verbunden. Der Schlitten der Meßzelle
rotiert bei einer Scherrate von 50 s–1.
Die verfestigte Mischung wird in einer Mikrowelle auf 95°C erwärmt und
in den Probenbecher gegossen. Nach einer Akklimatisierung von 5
Minuten bei 98°C,
wird die Probe bei einer Rate von +/– 1°C pro Minute abgekühlt. Die
Temperatur, bei der eine Viskosität von 1 Pa·s beobachtet wird, wird als
die „pumpbare
Temperatur" aufgezeichnet.
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Eine
Definition für
Feststoff ist im Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, Boca
Raton, Florida, 67. Auflage, 1986 zu finden.
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Strukturierte Mischungen
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung enthält
das flüssige
Bindemittel ein Strukturiermittel, und flüssige Bindemittel, die ein
Strukturiermittel enthalten, werden hierin als strukturierte Mischungen
bezeichnet. Alle Offenbarungen, die hierin in bezug auf flüssige Bindemittel
gemacht werden, treffen gleichermaßen auf strukturierte Mischungen
zu.
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Im
Kontext der vorliegenden Erfindung ist unter dem Ausdruck „Strukturiermittel" jede Komponente
zu verstehen, durch die die flüssige
Komponente in dem Granulator verfestigt und daher eine gute Granulation erhalten
werden kann, selbst wenn die feste Komponente eine geringe Flüssigkeitstragekapazität hat.
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Strukturiermittel
können
als die eingestuft werden, von denen angenommen wird, daß sie ihre
strukturierende Wirkung (Verfestigung) durch einen der folgenden
Mechanismen zeigen, nämlich:
Umkristallisation (z. B. Silikat oder Phosphate); Erzeugung eines
Netzwerks aus fein verteilten Feststoffteilchen (z. B. Siliciumdioxide
oder Tone); und die, die ihre sterischen Wirkungen bei dem molekularen
Niveau zeigen (z. B. Seifen oder Polymere) wie die Arten, die verbreitet
als Aufbaustoffe verwendet werden. Es kann ein oder mehrere Strukturiermittel
verwendet werden.
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Strukturierte
Mischungen bieten den Vorteil, daß sie bei niedrigeren Umgebungstemperaturen
fest werden und im Ergebnis den partikulären Feststoffen, auf die sie
gesprüht
wurden, Struktur und Festigkeit verleihen. Daher ist es wichtig,
daß die
strukturierte Mischung pumpbar und bei einer erhöhten Temperatur, zum Beispiel
bei einer Temperatur von mindestens 50°C, bevorzugt mindestens 60°C, sprühbar ist,
und auch bei einer Temperatur von unter 50°C, bevorzugt unter 35°C fest wird,
um so ihren Nutzen zu verleihen.
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Die
Strukturiermittel führen
eine Verfestigung in der flüssigen
Bindemittelkomponente bevorzugt zur Erzeugung einer Mischungsfestigkeit
wie folgt herbei. Die Festigkeit (Härte) der verfestigten flüssigen Komponente
kann unter Verwendung eines Instron-Druckapparats gemessen werden.
Eine Tablette aus der verfestigten flüssigen Komponente, die aus
dem Verfahren genommen wurde, bevor sie die feste Komponente kontaktiert,
wird mit Ausmaßen
von 14 mm im Durchmesser und 19 mm Höhe gebildet. Die Tablette wird
dann zwischen einer fixierten und einer beweglichen Platte zertrümmert. Die
Geschwindigkeit der beweglichen Platte wird auf 5 mm/min eingestellt,
was eine Meßzeit
von etwa 2 Sekunden ergibt. Die Druckkurve wird in einen Computer
eingegeben. So wird der maximale Druck (zum Zeitpunkt des Brechens
der Tablette) angegeben und der E-Modul wird aus der Neigung berechnet.
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Für die verfestigte
flüssige
Komponente ist Pmax bei 20°C bevorzugt
ein Minimum von 0,2 MPa, z. B. 0,3 bis 0,5 MPa. Bei 55°C beträgt ein typischer
Bereich 0,05 bis 0,25 MPa. Bei 20°C
ist Emod für die flüssige Mischung bevorzugt ein
Minimum von 3 MPa, z. B. 5 bis 10 MPa.
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Die
strukturierte Mischung wird bevorzugt in einem dynamischen Schermixer
zur Vormischung der Komponenten davon und Durchführung einer Neutralisation
des anionischen Säurepräkursors
hergestellt.
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Seifen
stellen eine bevorzugte Klasse für
Strukturiermittel dar, insbesondere, wenn die strukturierte Mischung
ein flüssiges
nicht-ionisches oberflächenaktives
Mittel umfaßt.
In vielen Fällen
hat die Seife wünschenswerterweise
eine durchschnittliche Kettenlänge
größer als
die durchschnittliche Kettenlänge
des flüssigen
nicht-ionischen oberflächenaktiven
Mittels, jedoch kleiner als zweimal die durchschnittliche Kettenlänge des
letzteren.
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Etwas
oder alles des Seifestrukturiermittels wird überaus bevorzugt in situ in
dem flüssigen
Bindemittel durch Umsetzung eines geeigneten Fettsäurepräkursors
und eines alkalischen Materials wie Alkalimetallhydroxid, z. B.
NaOH, gebildet. Im Prinzip kann jedoch jedes al kalische anorganische
Material für
die Neutralisation verwendet werden, wasserlösliche alkalische anorganische
Materialien sind jedoch bevorzugt. In einem flüssigen Bindemittel, das ein
anionisches oberflächenaktives
Mittel und Seife umfaßt,
wird bevorzugt sowohl das anionische oberflächenaktive Mittel als auch
die Seife aus ihren jeweiligen Säurepräkursoren
gebildet. Alle Offenbarungen, die hierin im Hinblick auf die Bildung
von anionischem oberflächenaktivem
Mittel durch in situ Neutralisation in dem flüssigen Bindemittel seines Säurepräkursors
gemacht werden, treffen gleichermaßen auf die Bildung von Seife
in strukturierten Mischungen zu.
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Je
nach Bedarf können
feste Komponenten in der strukturierten Mischung gelöst oder
dispergiert werden.
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Typische
Mengen an Inhaltsstoffen in der wichtigen strukturierten Mischungskomponente
als Gew.-% der strukturierten Mischung sind wie folgt:
- – bevorzugt
98 bis 10 Gew.-% anionisches oberflächenaktives Mittel, stärker bevorzugt
70 bis 30 Gew.-% und insbesondere 50 bis 30 Gew.-%;
- – bevorzugt
10 bis 98 Gew.-% nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel, stärker bevorzugt
30 bis 70 Gew.-% und insbesondere 30 bis 50 Gew.-%;
- – bevorzugt
2 bis 30 Gew.-% Strukturiermittel, stärker bevorzugt 2 bis 20 Gew.-%,
noch stärker
bevorzugt 2 bis 15 Gew.-% und insbesondere 2 bis 10 Gew.-%.
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Zusätzlich zu
dem anionischen oberflächenaktiven
Mittel oder dem Präkursor
davon, dem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel und dem
Strukturiermittel kann die strukturierte Mischung auch andere organische
Lösungsmittel
enthalten.
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Partikuläres Material
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Das
granuläre
Waschmittelprodukt wird durch die Granulierung von partikulärem Material
mit flüssigem
Bindemittel hergestellt.
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Das
partikuläre
Material kann pulverisiert und/oder granulär sein. Als solches kann das
partikuläre
Material irgendeine Komponente des granulären Waschmittelproduktes sein,
die in partikulärer
Form verfügbar ist,
obgleich mindestens eine Komponente des partikulären Materials in Form eines
hydratisierbaren Salzes vorliegen muß.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
das partikuläre
Material, mit dem das flüssige
Bindemittel vermischt wird, einen Aufbaustoff.
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Hydratisierbares Salz
-
Das
partikuläre
Material, das mit dem flüssigen
Bindemittel granuliert wird, muß ein
hydratisierbares Salz umfassen. Das hydratisierbare Salz muß nicht
notwendigerweise als ein Ausgangsmaterial zu Beginn des Granulationsverfahrens
vorhanden sein, es kann teilweise über das Granulationsverfahren
hinweg zugegeben werden. Bevorzugt ist es als Ausgangsmaterial vorhanden.
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Die
Menge an hydratisierbarem Salz, die dem Verfahren zugegeben wird,
reicht bevorzugt aus, um mindestens 5 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 10
Gew.-% des granulären
Waschmittelproduktes auszumachen.
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Bevorzugt
macht das hydratisierbare Salz nicht mehr als 80 Gew.-%, stärker bevorzugt
nicht mehr als 60 Gew.-%, noch stärker bevorzugt nicht mehr als
40 Gew.-% des granulären
Waschmittelproduktes aus.
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Geeignete
hydratisierbare Salze, deren Verwendung gemäß dieser Erfindung nützlich ist,
umfassen Phosphat-, Carbonat- und Citratsalze.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das hydratisierbare Salz ein Aufbaustoff. Stärker bevorzugt ist das hydratisierbare
Salz ein anorganischer Phosphataufbaustoff z. B. STPP.
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Ein
Salz wird als hydratisierbar angesehen, wenn es Wasser so binden
kann, das Aktivierungsenergie erforderlich ist, um es zu entfernen.
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Produkt
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt
auch ein granuläres
Waschmittelprodukt, das aus dem Verfahren der Erfindung resultiert
(vor jeglicher Nachdosierung oder dergleichen).
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Granuläre Waschmittelprodukte
gemäß der Erfindung
zeigen einen breiten Bereich an Schüttdichten, was größtenteils
von dem speziellen Granulationsverfahren abhängt, das in Schritt (i) eingesetzt
wird. Die Schüttdichte
kann im Bereich von 300 bis 1200 g/l liegen. Bevorzugt haben die
granulären
Waschmittelprodukte aus diesem Verfahren jedoch eine Schüttdichte
im Bereich von 350 bis 900 g/l, stärker bevorzugt im Bereich von
450 bis 800 g/l.
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Die
granulären
Waschmittelprodukte aus dem Verfahren dieser Erfindung weisen wenig
Feinteilchen auf, besitzen gute Fließeigenschaften und wiesen niedrige
UCT-Niveaus auf.
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Genauer
gesagt, liefert das Verfahren dieser Erfindung granuläre Waschmittelprodukte
mit verbesserten Feinteilchenniveaus. Bevorzugt haben weniger als
10 Gew.-% der Körner
einen Durchmesser von weniger als 180 Mikrometer, stärker bevorzugt
weniger als 8 Gew.-% und am stärksten
bevorzugt weniger als 5 Gew.-%.
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Das
granuläre
Produkt wird als frei fließend
betrachtet, wenn es eine DFR von mindestens 80 ml/s hat. Bevorzugt
haben granuläre
Produkte dieser Erfindung DFR-Werte von mindestens 80 ml/s, bevorzugt
mindestens 90 ml/s, stärker
bevorzugt mindestens 100 ml/s und am stärksten bevorzugt mindestens
110 ml/s.
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Das
granuläre
Waschmittelprodukt hat bevorzugt ein UCT-Niveau, ohne Einsatz eines
Trocknungsschrittes, von weniger als 1200 g, stärker bevorzugt weniger als
1000 g. Das granuläre
Waschmittelprodukt hat bevorzugt ein UCT-Niveau nach dem Einsatz
eines Trocknungsschrittes von weniger als 600 g, stärker bevorzugt
weniger als 500 g.
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Waschmittelzusammensetzungen
und Inhaltsstoffe
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Wie
vorstehend angegeben, kann das granuläre Waschmittelprodukt, das
durch das Verfahren der Erfindung hergestellt wurde, selbst eine
vollständig
formulierte Waschmittelzusammensetzung sein oder kann eine Komponente
oder ein Zusatz sein, die/der nur einen Teil einer solchen Zusammensetzung
bildet. Dieser Abschnitt bezieht sich auf endgültige, vollständig formulierte
Waschmittelzusammensetzungen.
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Die
Gesamtmenge an Aufbaustoff in der endgültigen Waschmittelzusammensetzung
beträgt
geeigneterweise 10 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 60 Gew.-%. Der
Aufbaustoff kann in einem Zusatz mit anderen Komponenten vorliegen
oder je nach Bedarf können
separate Aufbaustoffteilchen, die ein oder mehrere Aufbaustoffmaterialien
enthalten, eingesetzt werden.
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Diese
Erfindung ist insbesondere auf die Verwendung anwendbar, bei der
das partikuläre
Material Aufbaustoffe umfaßt,
die hydratisierbare Salze sind, bevorzugt in wesentlichen Mengen
wie mindestens 25 Gew.-% der festen Komponente, bevorzugt mindestens
10 Gew.-%. Beispiele solcher Aufbaustoffe umfassen anorganische
Phosphate und Carbonate und bestimmte organische Aufbaustoffe wie
Citrate. Beispiele geeigneter anorganischer Phosphataufbaustoffe
umfassen Natriumorthophosphat, -pyrophosphat und -tripolyphosphat.
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Andere
anorganische Aufbaustoffe, die vorliegen können, umfassen Natriumcarbonat,
je nach Bedarf in Kombination mit einem Kristallisationskeim für Calciumcarbonat,
wie in GB-A-1 437 950 offenbart. Wie oben erwähnt kann ein solches Natriumcarbonat
der Rückstand
eines anorganischen alkalischen Neutralisationsmittels sein, das
zur Bildung eines anionischen oberflächenaktiven Mittels in situ
verwendet wurde.
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Organische
Aufbaustoffe, die vorliegen können,
umfassen Polycarboxylatpolymere wie Polyacrylate, Acryl-/Maleinsäure-Copolymere
und Acrylphosphinate; monomere Polycarboxylate wie Citrate, Gluconate, Oxydisuccinate,
Glycerolmono-, -di- und -trisuccinate, Carboxymethyloxysuccinate,
Carboxymethyloxymalonate, Dipicolinate, Hydroxyethyliminodiacetate,
Aminopolycarboxylate wie Nitrilotriacetate (NTA), Ethylendiamintetraacetat
(EDTA) und -iminodiacetate, Alkyl- und Alkenylmalonate und -succinate;
und sulfonierte Fettsäuresalze.
Ein Copolymer von Maleinsäure,
Acrylsäure
und Vinylacetat ist besonders bevorzugt, da es biologisch abbaubar
und daher aus Umweltgründen
wünschenswert
ist. Diese Liste soll nicht umfassend sein.
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Besonders
bevorzugte organische Aufbaustoffe sind Citrate, die geeigneterweise
in Mengen von 5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 25 Gew.-% verwendet
werden; und Acrylpolymere, stärker
bevorzugt Acryl-/Maleinsäure-Copolymere,
die geeigneterweise in Mengen von 0,5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1
bis 10 Gew.-% verwendet werden. Der Aufbaustoff ist bevorzugt in
Alkalimetallsalzform, insbesondere Natriumsalzform vorhanden.
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Kristalline
und amorphe Alumosilikataufbaustoffe können auch verwendet werden,
zum Beispiel Zeolithe, wie in GB-A-1 473 201 beschrieben; amorphe
Alumosilikate, wie in GB A-1 473 202 beschrieben; und gemischte
kristalline/amorphe Alumosilikate, wie in GB 1 470 250 beschrieben;
und Schichtsilikate, wie in EP-B-164 514 offenbart.
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Alumosilikate,
ob nun als Schichtmittel verwendet und/oder in die Masse der Teilchen
eingeführt,
können
geeigneterweise in einer Gesamtmenge von 10 bis 60 Gew.-% und bevorzugt
einer Menge von 15 bis 50 Gew.-%, basierend auf der endgültigen Waschmittelzusammensetzung
vorliegen. Das Zeolith, das in den meisten kommerziellen partikulären Waschmittelzusammensetzungen
verwendet wird, ist Zeolith A. Vorteilhafterweise kann jedoch Maximum-Aluminium-Zeolith
P (Zeolith MAP), das in EP-A384 070 beschrieben und beansprucht
wird, verwendet werden. Zeolith MAP ist ein Alkalimetallalumosilikat
vom P-Typ mit einem Silikon-zu-Aluminium-Verhältnis, das 1,33, bevorzugt
1,15 und stärker
bevorzugt 1,07 nicht übersteigt.
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Die
granulären
Waschmittelzusammensetzungen können
zusätzlich
zu anionischen und/oder nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln des flüssigen Bindemittels
eine oder mehrere andere waschaktive Verbindungen enthalten, die
aus Seife- und Nicht-Seife-anionischen, kationischen, nicht-ionischen,
amphoteren und zwitterionischen oberflächenaktiven Mitteln und Gemischen
hiervon ausgewählt
werden können.
Diese können
in jeder geeigneten Phase vor oder während des Verfahrens dosiert
werden. Es sind viele geeignete waschaktive Verbindungen erhältlich und
diese werden in der Literatur, zum Beispiel in „Surface-Active Agents and
Detergents", Bände I und
II, von Schwartz, Perry und Berch ausführlich beschrieben. Die bevorzugten waschaktiven
Verbindungen, die verwendet werden können, sind Seifen und synthetische
Nicht-Seife-anionische und nicht-ionische Verbindungen.
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Die
Waschmittelzusammensetzungen können
auch ein Bleichsystem enthalten, wünschenswerterweise eine Peroxybleichverbindung,
zum Beispiel ein anorganisches Persalz oder eine organische Peroxysäure, die
in wässeriger
Lösung
Wasserstoffperoxid ergeben kann. Die Peroxybleichverbindung kann
in Verbindung mit einem Bleichaktivator (Bleichpräkursor)
zur Verbesserung der Bleichwirkung bei niedrigen Waschtemperaturen
verwendet werden. Ein besonders bevorzugtes Bleichsystem umfaßt eine
Peroxybleichverbindung (bevorzugt Natriumpercarbonat, gegebenenfalls
zusammen mit einem Bleichaktivator) und einen Übergangsmetallbleichkatalysator,
wie in EP-A-458 397 und EPA-509 787 beschrieben und beansprucht.
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Für gewöhnlich werden
jegliche Bleich- und andere empfindliche Inhaltsstoffe wie Enzyme
und Duftstoffe nach der Granulation zusammen mit anderen geringfügigen Inhaltsstoffen
nachdosiert.
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Typische
geringfügige
Inhaltsstoffe umfassen Natriumsilikat; Korrosionsinhibitoren, einschließlich Silikate;
Antivergrauungsmittel wie Cellulosepolymere; fluoreszierende Mittel;
anorganische Salze wie Natriumsulfat, Schaumkontrollmittel oder
Schaumverstärker
wie geeignet; proteolytische und lipolytische Enzyme; Farbstoffe;
gefärbte
Tupfen; Duftstoffe; Schaumkontrollmittel und Gewebeweichmacherverbindungen.
Diese Liste soll nicht umfassend sein.
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Gegebenenfalls
kann ein „Schichtmittel" oder ein „Fließverbesserer" in irgendeiner geeigneten
Phase des Verfahrens der Erfindung eingeführt werden. Dies soll die Körnigkeit
des Produktes verbessern, z. B. durch Verhinderung der Aggregation
und/oder des Zusammenbackens der Körner. Jedes Schichtmittel oder
jeder Fließverbesserer
ist geeigneterweise in einer Menge von 0,1 bis 15 Gew.-% des granulären Produktes
vorhanden, und stärker
bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%.
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Geeignete
Schichtmittel/Fließverbesserer
umfassen kristalline oder amorphe Alkalimetallsilikate, Alumosilikate,
einschließlich
Zeolithe, Citrate, Dicamol, Calcit, Diatomeenerde, Siliciumdioxid,
zum Beispiel gefälltes
Siliciumdioxid, Chloride wie Natriumchlorid, Sulfate wie Magnesiumsulfat,
Carbonate wie Calciumcarbonat und Phosphate wie Natriumtripolyphosphat.
Gemische dieser Materialien können
nach Bedarf eingesetzt werden.
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Der
Pulverfluß kann
auch durch die Einführung
einer kleine Menge eines zusätzlichen
Pulverstrukturiermittels, zum Beispiel einer Fettsäure (oder
einer Fettsäureseife),
eines Zuckers, eines Acrylat- oder Acrylat/Maleat-Polymers, oder
Natriumsilikat, das geeigneterweise in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-%
vorhanden ist, verbessert werden.
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Im
allgemeinen können
zusätzliche
Komponenten in das flüssige
Bindemittel eingeführt
oder mit dem festen Ausgangsmaterial in einer geeigneten Phase des
Verfahrens vermischt werden. Feste Komponenten können jedoch zu dem granulären Waschmittelprodukt
nachdosiert werden.
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Die
granuläre
Waschmittelzusammensetzung kann auch einen partikulären Füllstoff
(oder irgendeine andere Komponente, die nicht an dem Waschverfahren
beteiligt ist) umfassen, die geeigneterweise ein anorganisches Salz,
zum Beispiel Natriumsulfat und Natriumchlorid umfaßt. Der
Füllstoff
kann bei einem Niveau von 5 bis 70 Gew.-% des granulären Produktes
vorhanden sein.
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Die
Erfindung wird nun anhand der folgenden nicht einschränkenden
Beispiele ausführlich
erläutert.
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Beispiele
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Beispiel 1
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In
Beispiel 1, Kontrolle 1 und den Vergleichsbeispielen A und B wurde
die folgende Basispulverformulierung in einem Gasfluidisiergranulationsverfahren
hergestellt:
| Natrium-LAS | 24
Gew.-% |
| Natriumcarbonat | 32
Gew.-% |
| STPP | 32
Gew.-% |
| Zeolith
4A | 10
Gew.-% |
| Wasser | 2
Gew.-% |
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Die
LAS-Säure
wurde auf die Fluidisierfeststoffe in einer Gasfluidisierkammer
unter Verwendung eines Druckluftverneblers (SUE25, von Spraying
Systems) gesprüht.
Das Fluidi siergas arbeitete bei einer Oberflächenluftgeschwindigkeit von
um die 0,8 ms–1 Luft
und einer Temperatur von 23°C.
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Als
die Granulation beendet war (nach etwa 5 Minuten) wurde das Fluidisierpulver
entweder mit Wasser oder einer wässerigen
Lösung
aus Natriumsilikat besprüht
oder gar nicht besprüht,
wie folgt:
| Beispiel
1: | 4
Gew.-% Wasser |
| Vergleich
A: | 2
Gew.-% wässeriges
Natriumsilikat |
| Vergleich
B: | 4
Gew.-% wässeriges
Natriumsilikat |
| Kontrolle
1: | nichts |
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Die
Konzentration der wässerigen
Lösung
betrug 46 bis 48 Gew.-% Natriumsilikat. In einer Reihe von Experimenten
wurde das Pulver in dieser Phase gesammelt. In einer anderen Reihe
von Experimenten wurde das Pulver anschließend in einem Fließbetttrockner
bei 70°C
für 15
Minuten getrocknet. Verschiedene Eigenschaften der Pulver wurden
gemessen und die Ergebnisse in Tabelle 1 aufgezeichnet.
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Die
Ergebnisse zeigen deutlich, daß das
Aufsprühen
einer kleinen Menge Wasser gemäß dem Verfahren
der Erfindung ein Pulver mit einem guten UCT-Wert erzeugt, wobei
dieser mindestens so gut ist wie der, der beim Aufsprühen einer
Silikatlösung
erhalten wird.
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Obgleich
das Trocknen für
den Erhalt eines guten, frei fließenden Pulvers für den Erhalt
sehr niedriger UCT-Niveaus, nicht wichtig ist, wird das Pulver bevorzugt
einem Trocknungsschritt unterzogen. Nach dem Trocknen ist das UCT-Niveau
des Pulvers, das mit Wasser behandelt wurde, mindestens so gut wie
das, das durch das Aufsprühen
einer Silikatlösung
und Trocknen erhalten wurde.
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Durch
optische Inspektion war ersichtlich, daß während des Wasseraufsprühschrittes
keine weitere Agglomeration stattfand.
