DE60115670T2

DE60115670T2 - Herstellung von aniontensidgranulaten durch in-situ neutralisation

Info

Publication number: DE60115670T2
Application number: DE60115670T
Authority: DE
Inventors: William Derek Emery; Theodorus Andrea GROOT
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: US6514930B2; US20020061830A1; EP1320578A1; MY117550A; ES2253433T3; ZA200301071B; BR0114108A; AR030795A1; EP1320578B8; EP1320578B1; CA2420282A1; ATE312160T1; WO2002024853A1; DE60115670D1; AU2002212242A1; TW593673B; GB0023487D0

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung anionischer Waschmittelteilchen und Waschmittelzusammensetzungen, die diese enthalten. Genauer gesagt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Waschmittelteilchen mit einem hohen Niveau an anionischem oberflächenaktivem Mittel, das die in situ-Neutralisation eines Säurepräkursors des anionischen oberflächenaktiven Mittels und das Trocknen des dabei hergestellten oberflächenaktiven Mittels umfaßt.
Hintergrund und Stand der Technik
Bekanntermaßen können Waschmittelteilchen mit hohen Niveaus an anionischem oberflächenaktivem Mittel durch Verfahren hergestellt werden, in denen Säurepräkursor von anionischen oberflächenaktiven Mitteln mit einem Neutralisationsmittel in einem horizontalen Dünnschichtverdampfer/Trockner neutralisiert werden (WO-A-96/06916, WO-A-96/06917 & WO-A-97/32002; WO-A-98/38278 & WO-A-98/40461) und die Masse granuliert und getrocknet wird. Wie hierin verwendet, soll der Ausdruck Dünnschichtverdampfter/Trockner Sprühtrockner und Schabetrockner umfassen, wie in WO-A-96/06916, WO-A-96/06917 & WO-A-97/32002 beschrieben.
WO 98/54289 und WO 00/31222 offenbaren ein anionisches Granulat, das mit einem Dünnfilmverdampfter/Trockner mit drei Zonen hergestellt wurde. 20% Alumosilikat werden vor der ersten Heizzone zugegeben und 5% Alumosilikat werden in der Mitte der Kühlzone zugegeben.
Im Grunde umfaßt ein Dünnfilmverdampfer/Trockner eine zylindrische Kammer, in der sich eine koaxiale Welle befindet, auf der mehrere schaufelähnliche Werkzeuge angebraucht sind. Der Abstand dieser Werkzeuge kann in verschiedenen Winkeln entlang der zylindrischen Kammer vom Einlaß bis zum Auslaß eingestellt werden. Der Spielraum zwischen den Spitzen der schaufelähnlichen Werkzeuge und der inneren Oberfläche der zylindrischen Kammer ist sehr klein, typischerweise 5 mm oder weniger. Die zylindrische Kammer umfaßt zumindest einen Mischbereich an oder nahe dem Einlaß der zylindrischen Kammer, einen Kühlbereich an oder nahe dem Auslaß der zylindrischen Kammer und einen Trocknungsbereich zwischen dem Misch- und dem Kühlbereich. Der Trocknungsbereich umfaßt typischerweise eine oder mehrere Heizzonen, und der Kühlbereich kann eine oder mehrere Kühlzonen umfassen (für gewöhnlich jedoch nur eine Kühlzone). Jede Heiz- und Kühlzone ist durch einen entsprechenden Mantel um die zylindrische Kammer mit einem entsprechenden axialen Hohlraum dazwischen definiert, wobei durch die Mäntel je nach Bedarf eine Heiz- oder Kühlflüssigkeit während des Verlaufs des Prozesses gepumpt wird. Das Schichtmittel ist „typischerweise" ein Alumosilikat oder ein Siliciumdioxid. Die maximale Menge des Schichtmittels, das in den Kühlbereich dosiert wird, beträgt 25 Gew.-% der resultierenden Waschmittelteilchen.
Üblicherweise enthalten Produkte, die aus dem oben genannten Verfahren unter Verwendung eines Dünnschichtverdampfers/Trockners erhalten wurden, auch einen Alumosilikataufbaustoff. Ein Problem besteht darin, daß das Alumosilikat die Neutralisationsreaktion auf eine gewisse Art behindert. Eine unvollständige Neutralisation der freien Säure aus dem anionischen oberflächenaktiven Mittel führt zu einer oder mehreren der folgenden negativen Eigenschaften:

(i) Erzeugung übergroßer Teilchen;
(ii) weichere Teilchen, die schwerer zu handhaben und zu lagern sind;
(iii) Erzeugung von Wärme während der Lagerung, wenn die Neutralisationsreaktion weiterläuft;
(iv) erhöhte Aufnahme von Feuchtigkeit bei der Lagerung, aufgrund der Hygroskopie vieler Säurepräkursor, was zu schlechten Pulverflußeigenschaften sowohl der Waschmittelteilchen als auch der Waschmittelzusammensetzungen, die die Waschmittelteilchen enthalten, führt.

Diese Probleme kommen insbesondere bei der Neutralisation von linearen Alkylbenzolsulphonsäure-(LAS-Säure)-Präkursorn und Alkylschwefelsäurehalbestern häufig vor.
WO-A-97/32002 offenbart ein „Trockenneutralisations"-verfahren, in dem Waschmittelteilchen mit einem hohen Gehalt an anionischem oberflächenaktiven Mittel durch das Kontaktieren eines pumpbaren Säurepräkursors mit einem festen Neutralisationsmittel, wie zum Beispiel Natriumcarbonat, in einem Dünnschichtverdampfer/Trockner hergestellt werden.
EP-A-555 622 beschreibt die Herstellung von Waschmittelteilchen, die anionisches oberflächenaktives Mittel umfassen, worin Säurepräkursor in einem Hochschermixer durch einen stöchiometrischen Überschuß an partikulärem Neutralisationsmittel, bevorzugt Natriumcarbonat, neutralisiert werden. Die Neutralisationsreaktion wird durch die Verwendung eines Neutralisationsmittels mit einem eng definierten Teilchengrößenbereich optimiert, 50 Vol.-% haben nämlich einen Teilchendurchmesser von kleiner als 5 Mikrometer. Dieses Dokument befaßt sich jedoch nicht ausdrücklich mit den Problemen, die aus der Aufnahme von Alumosilikat erwachsen und bezieht sich nicht auf die Herstellung von Waschmittelteilchen mit einem hohen Gehalt an anionischem oberflächenaktivem Mittel oder auf die Verwendung von Dünnschichtverdampfern/Trocknern.
Wir haben nunmehr herausgefunden, daß eines oder mehrere der oben genannten Probleme durch den Einschluß von zumindest einem Teil des Alumosilikats zwischen dem Trocknungsbereich und dem Kühlbereich verringert oder überwunden werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Demgemäß liefert diese Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Waschmittelteilchen, wobei das Verfahren die Einspeisung eines Säurepräkursors von einem anionischen oberflächenaktiven Mittel, eines Neutralisationsmittels und eines Alumosilikataufbaustoffes in einen horizontalen Dünnschichtverdampfer/Trockner umfasst, der einen Mischbereich, einen Trocknungsbereich und eine Kühlbereich umfasst, um Neutralisation des Säurepräkursors, Granulation, Trocknung und Kühlung zu bewirken, zur Bildung der Waschmittelteilchen, wobei zumindest etwas von dem Alumosilikataufbaustoff in den Dünnschichtverdampfer/Trockner zwischen dem Trocknungsbereich und dem Kühlbereich eingespeist wird.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Gleichzeitiges Neutralisations-, Trocknungs- und Granulierverfahren in einem Dünnschichtverdampfer/Trockner
Das Verfahren wird in einem horizontalen Dünnschichtverdampfer/Trockner (nachstehend „Verdampfer/Trockner" genannt) durchgeführt. Eine Industriemaschine umfaßt typischerweise zumindest 300, bevorzugt zumindest 500, stärker bevorzugt zumindest 750, insbesondere zumindest 1000 schaufelähnliche Werkzeuge. Der Abstand zwischen den Schaufeln und der inneren Wand der Kammer ist geeigneterweise kleiner als 20 min, z. B. 15 mm oder kleiner, oder sogar 10 mm oder kleiner. Bei Betrieb beträgt die Blattspitzengeschwindigkeit geeigneterweise ≥ 15 ms^–1, bevorzugt ≥ 20 ms^–1. Das Verhältnis von exponierter Schaufellänge zu Wellenradius ist bevorzugt kleiner als 1, z. B. kleiner als 0,5. Bevorzugt bedeutet die große Anzahl an Schaufeln und der Abstand der Schaufeln auch, daß zumindest 40%, zum Beispiel zumindest 45%, und sogar weitestgehend die gesamte Kammerwand (der Teil entlang der Welle, der die Schaufeln trägt) während des Betriebes abgeschabt wird.
Das anfängliche Mischen der Komponenten findet im Mischbereich statt und die Neutralisationsreaktion wird gestartet. Das Mischen und die Neutralisation laufen dann über das gesamte Verfahren weiter, durch die Trocknungs- und Kühlbereiche.
Der Säurepräkursor des anionischen oberflächenaktiven Mittels (nachstehend als „Säurepräkursor" bezeichnet) und das Neutralisationsmittel werden normalerweise in den Mischbereich des Verdampfers/Trockners gespeist. Beide Komponenten können jedoch ganz oder teilweise in den Trocknungsbereich dosiert werden. Die Neutralisation wird zur Bildung einer Paste aus oberflächenaktivem Mittel durchgeführt, die dann durch die Trocknungs- und mechanische Wirkung des Verdampfers/Trockners zu Waschmittelteilchen umgewandelt wird. Der Verdampfer/Trockner zeigt seine Trocknungswirkung durch die Bildung einer dünnen Materialschicht auf einer erwärmten Oberfläche in dem Trocknungsbereich.
Der Säurepräkursor wird geeigneterweise in einer flüssigen Phase in den Verdampfer/Trockner gespeist. Da Säurepräkursor instabil sein können, findet die Neutralisation bevorzugt ausreichend schnell und im wesentlichen vollständig statt, so daß die thermische Zersetzung der Säure aufgrund der erhöhten Temperatur minimiert und wünschenswerterweise vermieden wird.
Das Neutralisierungsmittel wird in den Verdampfer/Trockner als ein festes partikuläres Material eingeführt. Bevorzugt ist die Menge an Neutralisierungsmittel in bezug auf den Säurepräkursor, der dem Mischbereich zugegeben wird, zumindest stöchiometrisch gleich, am stärksten bevorzugt ein Überschuß. Bevorzugt wird zumindest das 1,25fache, das für die stöchiometrische Neutralisation erforderlich ist, verwendet, bevorzugt aber nicht mehr als das 2fache. Es können höhere Mengen an Neutralisierungsmittel verwendet werden, z. B. nicht mehr als das 5fache, nicht mehr als das 4,5fache oder nicht mehr als das 4fache, wie sie für eine stöchiometrische Neutralisation erforderlich sind, diese höheren Mengen sind jedoch im allgemeinen weniger bevorzugt.
Der Säurepräkursor und das Neutralisierungsmittel können als ein einzelner Strom zu dem Verdampfer/Trockner oder als zwei oder mehr Ströme zugegeben werden.
Der Trocknungsbereich des Verdampfers/Trockners umfaßt im Grunde eine Röhre, die im wesentlichen einen runden Querschnitt aufweist und wird daher durch eine zylindrische Wand definiert. Das Material, das in den Trocknungsbereich eintritt, wird erwärmt. Dies wird typischerweise durch die Erwärmung der Wand des Trocknungsbereiches mittels eines Heizmantels, durch den Wasser, Dampf oder Öl gespeist werden kann, erreicht.
Der Trocknungsbereich kann in viele Heizzonen unterteilt werden, die alle auf dieselben oder unterschiedliche Temperaturen erhitzt werden, bevorzugt mittels eines entsprechenden Heizmantels. Die Temperatur in dem Trocknungsbereich wird bevorzugt bei mindestens 100°C, stärker bevorzugt bei mindestens 120°C, noch stärker bevorzugt bei mindestens 130°C gehalten. Höhere Temperaturen sind möglich, ein Fachmann wird jedoch verstehen, daß die thermische Zersetzungstemperatur des Säurepräkursors oder des daraus gebildeten anionischen oberflächenaktiven Mittels bevorzugt nicht überschritten werden sollte. In Abhängigkeit der Reinigungswirkung werden Temperaturen von bis zu 170°C oder sogar bis zu 180°C eingesetzt.
Es ist herausgefunden worden, daß es in dem Verfahren der Erfindung sehr vorteilhaft ist, wenn das Material, das den Trocknungsbereich des Verdampfers/Trockners verläßt, durch einen Kühlbereich geführt wird. Der Kühlbereich kann durch ein separates Geräteteil, wie zum Beispiel ein kühlendes Fließbett, bereitgestellt werden, alternativ kann auch ein Airlift einen Teil des Verdampfers/Trockners bilden.
Der Kühlbereich wird bevorzugt bei einer Temperatur betrieben, die 50°C nicht übersteigt, und bevorzugt eine Temperatur von 40°C, z. B. 30°C nicht übersteigt. Aktives Kühlen der Teilchen verringert die Möglichkeit, daß eine thermische Zersetzung auftritt, da die Teilchen auf eine hohe Temperatur erhitzt werden. Überdies verringert aktives Kühlen das Risiko, das die Teilchen verkleben/verklumpen, was geschieht, wenn erwärmte Teilchen passiv abkühlen können.
Bevorzugt wird der Kühlbereich von einer zylindrischen Wand begrenzt, die beispielsweise durch einen Kühlmantel gekühlt wird. Ist das Verfahren kontinuierlich, werden der Verdampfer/Trockner und der Kühlbereich geeigneterweise so angeordnet, daß der Trocknungsbereich und der Kühlbereich im wesentlichen horizontal ausgerichtet sind, um effizientes Trocknen, Kühlen und Transport des Materials durch den Trocknungsbereich und den Kühlbereich in eine im allgemeinen horizontale Richtung zu erleichtern.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Verdampfer/Trockner den Kühlbereich, der nach dem Trocknungsbereich angeordnet ist, und der Kühlbereich ist eine Röhre, die im wesentlichen einen runden Querschnitt aufweist, und wird daher durch eine zylindrische Wand begrenzt. Wenn ein solcher Verdampfer/Trockner eingesetzt wird, reicht ein geeigneter Temperaturgradient beispielsweise von mindestens 100°C am Einlaß bis beispielsweise nicht mehr als 80°C am Auslaß.
Das Rühren der Materialien in dem Trocknungsbereich liefert im allgemeinen eine effiziente Wärmeübertragung und erleichtert die Entfernung von Wasser. Das Rühren verringert die Kontaktzeit zwischen den Materialien und der Wand des Trocknungsbereiches, was zusammen mit der effizienten Wärmeübertragung die Wahrscheinlichkeit der Bildung von „Wärmestaustellen" verringert, die zur thermischen Zersetzung führen können. Überdies wird besseres Trocknen sichergestellt, wodurch eine kürzere Verweilzeit und ein erhöhter Durchlauf in der/den Heizzone(n) ermöglicht werden.
Bevorzugt ist der Kühlbereich auch mit Rührmitteln ausgestattet, um effizientes Kühlen des Materials darin zu bewirken. Dies kann ein Fluidisiergas in einem kühlenden Fließbett sein. Wo der Kühlbereich Teil des Verdampfers/Trockners ist, wird alternativ bevorzugt dasselbe rotierende Rührmittel wie oben in bezug auf den Trocknungsbereich definiert, verwendet.
Selbstverständlich kann der Kühlbereich mehr als eine Kühlzone umfassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Trocknungs- und Kühlbereiche zusammen drei Zonen, die von einer zylindrischen Wand begrenzt werden, wobei die ersten beiden Zonen Heizzonen sind, die den Trocknungsbereich definieren, und die dritte Zone der Kühlbereich ist. Der Säurepräkursor und das Neutralisierungsmittel werden in die erste Zone gespeist und rotierende Rührmittel, die eine Reihe sich radial erstreckender Blätter und/oder Schaufeln umfassen, die auf einer axial montierten drehbaren Welle montiert sind, rühren und transportieren Material durch die Heiz- und Kühlzonen, wodurch Waschmittelteilchen hergestellt werden.
Bevorzugt wird der Verdampfer/Trockner bei Atmosphärendruck in Gegenstrom oder Gleichstrom mit einem Gasstrom bei einer Durchlaufrate von 10 bis 150 m³ pro Stunde betrieben. Der Gasstrom kann einfach Luft sein, die getrocknet worden sein kann, um so ihren Feuchtigkeitsgehalt zu verringern, oder kann ein Gasstrom mit einem alkalischen pH sein, wie zum Beispiel ein Gemisch aus Ammoniak und Luft.
Das Verfahren der Erfindung ist bevorzugt kontinuierlich, da dies den kontinuierlichen Transport der Teilchen erleichtert.
Geeigneterweise beträgt die gesamte durchschnittliche Verweilzeit in dem Trocknungsbereich 30 Sekunden bis 15 Minuten, bevorzugt 1 Minute bis 12 Minuten, stärker bevorzugt 2 Minuten bis 8 Minuten. Die durchschnittliche Verweilzeit kann durch die Injektion eines gefärbten Indikators und Plotten eines Konzentrationsprofils für den Indikator, der den Trocknungsbereich verläßt, bestimmt werden. Die durchschnittliche Verweilzeit wird als der Wert genommen, der 50% der Gesamtfläche unter der Kurve einnimmt. Bevorzugt wird die Messung je nach Bedarf mehrmals wiederholt.
Vorteilhafterweise können übergroße Teilchen aus dem Auslaß des Verfahrens recycelt werden, und so zum Einlaß des Verdampfers/Trockners werden. Vorzugsweise wird eine übergroße Kornfraktion aus den ausgestoßenen Teilchen abgetrennt, so daß zumindest 70 Gew.-% der Teilchen in der übergroßen Fraktion einen minimalen Durchmesser von 1000 μm oder mehr aufweisen. Am stärksten bevorzugt haben mindestens 95 Gew.-% einen minimalen Durchmesser von 700 μm oder mehr. Der minimale Teilchendurchmesser kann als die kleinsten Teilchen betrachtet werden, die nicht durch ein Sieb mit einer Maschenzahl, die Teilchen mit der relevanten Größe oder größer zurückhält, passen. Bevorzugt wird die übergroße Fraktion in den Misch- und/oder Trocknungsbereich und/oder zwischen die beiden rückgespeist.
Das Verfahren der Erfindung kann in irgendeinem geeigneten Gerät durchgeführt werden. Geeignete Dünnschichtverdampfer/Trockner umfassen „Flashdryer/Reactor", hergestellt von VRV, den „Turbodryer", hergestellt von VOMM, und eine ähnliche Maschine, die von Bipex Hosokawa erhältlich ist.
Säurepräkursor
Vor der Neutralisation und Trocknung, liegen anionische oberflächenaktive Mittel vor und werden in ihrer Säurepräkursorform in den Trocknungsbereich des Verdampfers/Trockners eingespeist. Der Säurepräkursor kann entweder als ein wässeriges Präparat oder in wasserfreier Form eingespeist werden. Wenn er als ein wässeriges Präparat zugegeben wird, übersteigt der Wassergehalt bevorzugt 25 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 Gew.-% nicht.
Geeignete Säurepräkursor umfassen:

– lineare Alkylbenzolsulphonsäuren (LAS-Säuren), die bei der Neutralisation lineare Alkylbenzolsulphonate (LAS) ergeben. Bevorzugt hat jedes LAS auf der Basis eines anionischen oberflächenaktiven Mittels eine Kettenlänge von C_8-18, stärker bevorzugt C_9-15 und am stärksten bevorzugt C_10-14.
– Alkyl- und/oder Alkenylschwefelsäurehalbester (d. h., die Sulfatierungsprodukte primärer Alkohole), die bei der Neutralisation Alkyl- und/oder Alkenylsulfate ergeben. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere bei der Herstellung von Waschmittelteilchen anwendbar, die PAS mit einer Kettenlänge von C_10-22, bevorzugt C_12-14 umfassen; Coco-PAS ist besonders wünschenwert.
– Carbonsäuren, die bei der Neutralisation Seifen ergeben. Bevorzugte Carbonsäuren sind Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie zum Beispiel Fettsäuren von Kokosnußöl, Palmöl, Palmkern und Talg.

Andere geeignete Säurepräkursor umfassen alpha-Olefinsulphonsäuren, interne Olefinsulphonsäuren, Fettsäureestersulphonsäuren und primäre Sulphonsäuren.
Es können auch Kombinationen verschiedener Säurepräkursor verwendet werden, wie einem Fachmann ersichtlich sein wird.
Neutralisierungsmittel
Das Neutralisierungsmittel ist ein partikuläres Ausgangsmaterial, das den Säurepräkursor neutralisieren kann. Im Prinzip kann irgendein alkalisches anorganisches Material für die Neutralisation verwendet werden, wasserlösliche alkalische anorganische Materialien sind jedoch bevorzugt. Bevorzugt hat es auch eine D50-Teilchengröße kleiner als 40 μm, bevorzugt kleiner als 20 μm, insbesondere kleiner als 10 μm. D50 bezieht sich auf den Wert der Teilchengröße, der 50 Gew.-% der Teilchen auf einer Größenverteilungskurve entspricht (d. h. die Hälfte der Fläche unter der Kurve liegt rechts des Wertes und die andere Hälfte links).
Geeignete Neutralisierungsmittel umfassen irgendwelche Salze von Hydroxiden, Carbonaten, Bicarbonaten und Silikaten. Geeigneterweise können die Natrium-, Kalium-, Calcium- oder Magnesiumsalze verwendet werden. Das Natriumsalz ist jedoch bevorzugt.
Ein bevorzugtes Neutralisierungsmittel ist Natriumcarbonat allein oder in Kombination mit einem oder mehreren anderen wasserlöslichen anorganischen Materialien, zum Beispiel Natriumbicarbonat oder -silikat.
Resultierende Waschmittelteilchen
Zusätzlich zu dem Säurepräkursor und dem Neutralisierungsmittel können andere flüssige und feste Komponenten in den Trocknungsbereich des Verdampfers/Trockners, und/oder die Kühlzone, sofern vorhanden, eingespeist werden. Beispielsweise können vorneutralisierte oberflächenaktive Mittel, z. B. PAS, LAS und LES, in den Trocknungsbereich als separate Ströme und/oder als eine Beimischung mit dem Neutralisierungsmittel und/oder dem Säurepräkursor eingespeist werden.
Es ist jedoch wünschenswert, daß das Gewichtsverhältnis aller flüssigen Inhaltsstoffe zu den gesamten festen Inhaltsstoffen, die in den Trocknungsbereich des Verdampfers/Trockners oder in die Trocknungszone und die Kühlzone eingespeist werden, im Bereich von 2 : 1 bis 6 : 1, bevorzugt 3 : 1 bis 5 : 1 liegt.
Die Waschmittelteilchen haben einen Gehalt an anionischem oberflächenaktivem Mittel von mindestens 40 Gew.-%. Das vorliegende Verfahren kann zur Herstellung von Waschmittelteilchen mit einem Gehalt an anionischem oberflächenaktivem Mittel von mindestens 50 Gew.-%, 60 Gew.-% oder 70 Gew.-% verwendet werden. Die maximale Menge beträgt typischerweise 90 Gew.-%, bevorzugt 85 Gew.-%.
Wünschenswerterweise umfassen die Teilchen auch Wasser in einer Menge von 0 bis 8 Gew.-% und bevorzugt 0 bis 4 Gew.-% der Teilchen.
Andere nicht oberflächenaktive Komponenten, die in den Waschmittelteilchen vorhanden sein können, umfassen Dispersionshilfsmittel, bevorzugt polymere Dispersionshilfsmittel und stärker bevorzugt Harnstoff, Zucker, Polyalkylenoxide; und Aufbaustoffe, wie hierin nachstehend beschrieben.
Je nach Bedarf können die Waschmittelteilchen ein organisches und/oder anorganisches Salz, z. B. ein hydratisierbares Salz, umfassen. Geeignete Materialien sind Salze, bevorzugt Natrium, von Tripolyphosphat, Citraten, Carbonaten, Sulfaten, Chloriden. Alumosilikate, Tone, Siliciumdioxide und andere anorganische Materialien können auch enthalten sein.
Die Teilchen können auch ein oder mehrere nicht-ionische oberflächenaktive Mittel enthalten, wie zum Beispiel nachstehend im Zusammenhang mit dem Basispulver, mit dem die Teilchen vermischt werden, angegeben.
Dem ähnlich, können auch organische Materialien, z. B. PEG und andere Polymeraufbaustoffe oder Seife in den Teilchen enthalten sein, die ebenso nachstehend in letzterem Kontext genannt werden.
Wünschenswerterweise haben die Waschmittelteilchen ein Aspektverhältnis, das 2 nicht übersteigt, und sind stärker bevorzugt im allgemeinen sphärisch, um die Entmischung von anderen Teilchen in einer formulierten Waschmittelzusammensetzung zu verringern, und um das optische Aussehen des Pulvers zu verbessern.
Das Alumosilikat
Das Alumosilikat kann geeigneterweise in einer Gesamtmenge von 10 bis 60 Gew.-% und bevorzugt einer Menge von 15 bis 50 Gew.-% der resultierenden Waschmittelteilchen zugegeben werden. Es kann das gesamte Alumosilikat zwischen dem Trocknungs- und Kühlbereich eingespeist werden, und bevorzugt werden mindestens 50 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 80 Gew.-% Alumosilikat zwischen dem Trocknungs- und Kühlbereich eingespeist. Das Alumosilikat, das in den meisten kommerziellen partikulären Waschmittelzusammensetzungen verwendet wird, ist Zeolith A. Vorteilhafterweise kann jedoch Maximum-Aluminium-Zeolith P (Zeolith MAP), beschrieben und beansprucht in EP-A-384 070, verwendet werden. Zeolith MAP ist ein Alkalimetallalumosilikat des P-Typs mit einem Silicium-zu-Aluminium-Verhältnis, das 1,33, bevorzugt 1,15 und stärker bevorzugt 1,07 nicht übersteigt.
Waschmittelzusammensetzungen
Die Waschmittelteilchen können direkt zu einem Basispulver, das aus irgendeinem herkömmlichen Waschmittelherstellungsverfahren erhalten wurde, einschließlich einem Nicht-Turm-Verfahren, in dem die Komponenten der Waschmittelzusammensetzung gemischt und granuliert werden, wie z. B. in EP-A-367 339 beschrieben, und einem Sprühtrocknungsverfahren, dem gegebenenfalls eine Turmverdichtung folgt, nachdosiert werden. Da die Waschmittelteilchen, die durch die vorliegende Erfindung hergestellt wurden, zu einem solchen Pulver nachdosiert werden können, wird ein signifikanter Grad an Formulierungsflexibilität erhalten, und das Niveau an aktivem Material in der vollständig formulierten Zusammensetzung kann je nach Bedarf sehr hoch sein. Ein weiterer Vorteil ist, daß ein Basispulver hergestellt werden kann, das im wesentlichen frei von waschaktiven Verbindungen ist, da die waschaktiven Verbindungen im wesentlichen vollständig als nachdosierte Teilchen eingeführt werden können.
Die Option der Verringerung des Niveaus an waschaktivem Material in einem Basispulver ist insbesondere dort vorteilhaft, wo das Basispulver durch ein Sprühtrocknungsverfahren hergestellt wird, da ein geringes Niveau an waschaktiver Verbindung in dem Sprühtrocknungsverfahren einen höheren Endproduktausstoß sicherstellt, wodurch die Gesamtproduktionseffizienz erhöht wird.
Die Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu der waschaktiven Verbindung auch einen Aufbaustoff und gegebenenfalls Bleichkomponenten und andere Wirkstoffe enthalten, um die Leistung und die Eigenschaften zu verbessern.
Die Waschmittelzusammensetzungen der Erfindung können zusätzlich zu den nachdosierten Waschmittelteilchen eine oder mehrere waschaktive Verbindungen (oberflächenaktive Mittel) enthalten, die aus Seife- und Nicht-Seife-anionischen, kationischen, nicht-ionischen, amphoteren und zwitterionischen waschaktiven Verbindungen und Gemischen hiervon ausgewählt werden können. Viele geeignete waschaktive Verbindungen sind erhältlich und 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.
Anionische oberflächenaktive Mittel sind einem Fachmann allgemein bekannt. Beispiele 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.
Nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, die verwendet werden können, umfassen die primären und sekundären Alkoholethoxylate, insbesondere die aliphatischen C₈-C₂₀-Alkohole, die mit durchschnittlich 1 bis 20 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert sind, und stärker bevorzugt die primären und sekundären aliphatischen C₁₀-C₁₅-Alkohole, die mit durchschnittlich 1 bis 10 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert sind. Nicht-ethoxylierte, nicht-ionische oberflächenaktive Mittel umfassen Alkylpolyglycoside, Glycerolmonoether und Polyhydroxyamide (Glucamid).
Die Gesamtmenge an oberflächenaktivem Mittel in der Waschmittelzusammensetzung beträgt geeigneterweise 5 bis 40 Gew.-%, obgleich Mengen außerhalb dieses Bereiches je nach Bedarf eingesetzt werden können.
Die Waschmittelzusammensetzungen der Erfindung enthalten im allgemeinen auch einen Aufbaustoff. Die Gesamtmenge an Aufbaustoff in den Zusammensetzungen beträgt geeigneterweise 10 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 60 Gew.-%. Der Aufbaustoff kann als Zusatz mit anderen Komponenten vorliegen oder, je nach Bedarf, können separate Aufbaustoffteilchen, die ein oder mehrere Aufbaustoffmaterialien enthalten, eingesetzt werden.
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; kristalline und amorphe Alumosilikate, zum Beispiel Zeolithe, wie in GB-A-1 473 201 offenbart; amorphe Alumosilikate, wie in GB-A-1 473 202 offenbart; und gemischte kristalline/amorphe Alumosilikate, wie in GB 1 470 250 offenbart; und Schichtsilikate, wie in EP-B-164 514 offenbart. Anorganische Phosphataufbaustoffe, zum Beispiel Natrium-, Orthophosphat, Pyrophosphat und Tripolyphosphat, können auch vorliegen, aus Umweltgründen sind diese jedoch nicht länger bevorzugt.
Organische Aufbaustoffe, die vorliegen können, umfassen Polycarboxylatpolymere wie Polyacrylate, Acryl-/Maleinsäurecopolymere und Acrylphosphinate; monomere Polycarboxylate wie Citrate, Gluconate, Oxydisuccinate, Glycerolmono-, -di- und -trisuccinate, Carboxymethyloxysuccinate, Carboxymethyloxymalonate, Dipicolinate, Hydroxyethyliminodiacetate, 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.
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-/Maleinsäurecopolymere, die geeigneterweise in Mengen von 0,5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-% verwendet werden. Der Aufbaustoff liegt bevorzugt in Alkalimetallsalzform, insbesondere Natriumsalzform vor.
Geeigneterweise umfaßt das Aufbaustoffsystem ein kristallines Schichtsilikat, zum Beispiel SKS-6 von Hoechst, ein Zeolith, zum Beispiel Zeolith A, und gegebenenfalls ein Alkalimetallcitrat.
Die Waschmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung können auch ein Bleichsystem enthalten, wünschenswerterweise eine Peroxybleichverbindung, zum Beispiel ein anorganisches Persalz oder eine organische Peroxysäure, die in wässeriger Lösung Wasserstoffperoxid ergibt. Die Peroxybleichverbindung kann in Verbindung mit einem Bleichaktivator (Bleichpräkursor) verwendet werden, um die Bleichwirkung bei niedrigen Waschtemperaturen zu verbessern. Ein besonders bevorzugtes Bleichsystem umfaßt eine Peroxybleichverbindung (bevorzugt Natriumpercarbonat, gegebenenfalls zusammen mit einem Bleichaktivator), und einen Übergangsmetallbleichkatalysator, wie in EP-A 458 397 und EP-A-509 787 beschrieben und beansprucht.
Die Zusammensetzungen der Erfindung können ein Alkalimetall, bevorzugt Natriumcarbonat, enthalten, um die Waschkraft zu verstärken und die Verarbeitung zu erleichtern. Natriumcarbonat kann geeigneterweise in einer Menge von 1 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 40 Gew.-% vorliegen. Zusammensetzungen, die wenig oder kein Natriumcarbonat enthalten, liegen jedoch auch im Umfang der Erfindung.
Der Pulverfluß kann durch die Einführung einer kleinen Menge eines Pulverstrukturiermittels, zum Beispiel einer Fettsäure (oder einer Fettsäureseife), eines Zuckers, eines Acrylat- oder Acrylat/Maleat-Polymers, oder Natriumsilicat, das geeigneterweise in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% vorliegt, verbessert werden.
Die Materialien, die in den Waschmittelzusammensetzungen der Erfindung vorhanden sein können, umfassen Natriumsilicat; Korrosionsinhibitoren, einschließlich Silikate; Antiver grauungsmittel wie Cellulosepolymere; fluoreszierende Mittel; anorganische Salze wie Natriumsulfat, Schaumkontrollmittel oder Schaumverbesserer wie geeignet; proteolytische und lipolytische Enzyme; Farbstoffe; gefärbte Tupfen; Duftstoffe; Schaumkontrollmittel und Gewebeweichmacher. Diese Liste soll nicht umfassend sein.
Die Grundzusammensetzung wird geeigneterweise durch Sprühtrocknung einer Aufschlämmung aus kompatiblen wärmeunempfindlichen Inhaltsstoffen, und dann Aufsprühen, Vermischen und/oder Nachdosieren der Inhaltsstoffe, die für die Verarbeitung mittels der Aufschlämmung ungeeignet sind, hergestellt. Die Waschmittelteilchen, die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, werden der Grundzusammensetzung durch herkömmliche Verfahren nachdosiert.
Die Waschmittelzusammensetzungen der Erfindung haben bevorzugt eine Schüttdichte von mindestens 400 g/l, z. B. mindestens 500 g/l, stärker bevorzugt mindestens 550 g/l.
Solche Pulver können entweder durch Sprühtrocknung, Nachturmverdichtung des sprühgetrockneten Pulvers oder durch komplett Nicht-Turmverfahren wie Trockenmischen und Granulation hergestellt werden. Ein Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator kann vorteilhafterweise für das Mischen verwendet werden. Verfahren, die Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulatoren verwenden, werden zum Beispiel in EP-A-340 013, EP-A-367 339, EP-A-390 251 und EP-A-420 317 offenbart.
Die Erfindung wird anhand der folgenden nicht einschränkenden Beispiele veranschaulicht.
Beispiele
Beispiele 1 bis 4
Es wurde ein Versuch unter Verwendung eines VRV-Sprühtrockners durchgeführt, indem Natriumalkylbenzolsulphonat (NaLAS), das durch die Neutralisation von LAS mit Natriumcarbonat gebildet wurde, in solchen Mengen granuliert wurde, das nur 5% Wasser, nicht umgesetztes Carbonat und Verunreinigungen vorlag, wobei das Zeolith in Klammern angezeigt wird und wobei der Rest, bezogen auf das Gewicht, NaLAS ist. Diese Mengen basieren auf dem so hergestellten Granulat. Die Stelle der Zeolithzugabe wurde verändert. Tabelle 1 unten zeigt die Wirkung hiervon auf die Teilchengröße. In dieser Tabelle bezieht sich Mantel 1 auf den ersten Heizmantel, Mantel 2 bezieht sich auf den zweiten Heizmantel und Mantel 3 bezieht sich auf den einzelnen Kühlmantel. Diese entsprechen daher den Heiz- und Kühlzonen wie geeignet. Beispiel A ist eine nicht erfindungsgemäße Kontrolle.
Tabelle 1 Teilchengröße als Funktion der Stelle der Zeolithzugabe
Die obigen Daten in Tabelle 1 zeigen, daß es eine sehr große Verringerung der Teilchengröße gibt, wenn 20% oder mehr des Zeoliths am Ende des Verfahrens zugegeben werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Waschmittelteilchen, wobei das Verfahren die Einspeisung eines Säurepräkursors von einem anionischen oberflächenaktiven Mittel, eines Neutralisationsmittels und eines Alumosilikataufbaustoffes in einen horizontalen Dünnschichtverdampfer/Trockner umfasst, der einen Mischbereich, einen Trocknungsbereich und einen Kühlbereich umfasst, um Neutralisation des Säurepräkursors Granulation, Trocknung und Kühlung zu bewirken, zur Bildung der Waschmittelteilchen, wobei zumindest etwas von dem Alumosilikataufbaustoff in den Dünnschichtverdampfer/Trockner zwischen dem Trocknungsbereich und dem Kühlbereich eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zumindest 50% des Alumosilikats zwischen dem Trocknungsbereich und dem Kühlbereich eingespeist werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei zumindest 80% des Alumosilikats zwischen dem Trocknungsbereich und dem Kühlbereich eingespeist werden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das gesamte Alumosilikat zwischen dem Trocknungsbereich und dem Kühlbereich eingespeist wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Gesamtmenge an Alumosilikat, die in den Verdampfer/Trockner eingespeist wird, 10 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 50 Gew.-% der Waschmittelteilchen beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Neutralisationsmittel in den Mischbereich in zumindest stöchiometrischer Gleichheit, bevorzugt in einem stöchiometrischen Überschuß zu der Menge, die für die Neutralisation des Säurepräkursors erforderlich ist, eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Menge an Neutralisationsmittel das 1,25- bis 2fache der Menge beträgt, die für eine stöchiometrische Neutralisation erforderlich ist.