DE68912983T2 - Waschmittelzusammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellung. - Google Patents
Waschmittelzusammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellung.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft granulierte Waschmittelzusammensetzungen hoher Schüttdichte mit guter Waschleistung und guten Pulvereigenschaften und ein Verfahren zu deren Herstellung.
- Seit kurzem bestand größeres Interesse bei der Waschmittelindustrie an der Herstellung von Waschmittelpulvern mit relativ hoher Schüttdichte, zum Beispiel 600 g/l und mehr. Besondere Aufmerksamkeit wurde der Verdichtung von sprühgetrockneten Pulvern durch Nachbehandlung gewidmet. EP-A- 219 328 (Unilever) offenbart ein granuliertes phosphatarmes Waschmittel, hergestellt durch Sprühtrocknung einer Aufschlämmung zu einem Grundpulver, enthaltend einen geringen bis mäßigen Anteil an Natriumtripolyphosphatbuilder und geringe Anteile an anorganischen Salzen und durch anschließende Nachdosierung von festem Material, einschließlich Natriumsulfat hoher Schüttdichte und geringerer Teilchengröße als jener des Grundpulvers, womit die Räume zwischen den Grundpulverteilchen ausgefüllt werden, unter Herstellung eines Produkts mit hoher Schüttdichte.
- JP-A-61 069 897 (Kao) offenbart ein Verfahren, bei dem ein sprühgetrocknetes Waschmittelpulver mit einem hohen Anteil an anionischem Tensid und einem geringen Anteil an Buildermaterial (Zeolith) nacheinander Pulverisieren und Granulieren in einen Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator unterzogen wird, wobei die Granulierung in Gegenwart eines "Mittels zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften" mit einer durchschnittlichen Teilchengröße bis zu 10 µm und gegebenenfalls eines Bindemittels ausgeführt wird. Es scheint, daß in dem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator das sprühgetrocknete Pulver anfänglich zu einem feinverteilten Zustand zerbrochen wird; das oberflächenverbessernde Mittel und gegebenenfalls Bindemittel werden zugegeben und das pulverisierte Material unter Bildung des Endproduktes hoher Schüttdichte granuliert. Das Oberflächenverbesserungsmittel, ein feinverteilter teilchenförmiger Feststoff wie ein feines Natriumaluminosilicat, ist offenbar erforderlich, um zu verhindern, daß das Mittel große Kugeln oder Kuchen bildet.
- EP-A-229 671 (Kao) offenbart die Nachdosierung eines kristallinen alkalischen anorganischen Salzes, zum Beispiel Natriumcarbonat, zu einem sprühgetrockneten Grundpulver, hergestellt gemäß der vorstehend genannten JP 61 069897A (Kao) und enthaltend einen begrenzten Anteil eines wasserlöslichen kristallinen anorganischen Salzes zur Herstellung eines Produktes hoher Schüttdichte.
- GB 1 517 713 (Unilever) offenbart ein Verfahren, bei dem sprühgetrocknetes oder granuliertes Waschmittelpulver mit Natriumtripolyphosphat und Natriumsulfat in einem "Marumerizer" (Warenzeichen) verdichtet und zu Kügelchen verarbeitet wird.
- GB 1 453 697 (Unilever) offenbart die Verwendung derselben Vorrichtung zum Granulieren zusammen mit Waschmittelpulverbestandteilen in Gegenwart eines flüssigen Bindemittels unter Herstellung einer granulierten Waschmittelzusammensetzung. Der "Marumerizer" umfaßt ein im wesentlichen horizontales, aufgerauhtes, rotierendes Blech, das innerhalb eines am Grund im wesentlichen vertikalen glattwandigen Zylinders an gebracht ist. Der Nachteil, der mit dieser Anlage verbunden ist, besteht darin, daß sie Pulver oder Granulat mit einer recht breiten Teilchengrößenverteilung erzeugt und insbesondere enthalten diese einen relativ hohen Anteil an Teilchen mit Übergröße. Solche Produkte zeigen eine schlechte Auflösung und Dispersionseigenschaften, insbesondere bei Niedertemperatur-Kurzzeit-Maschinenwäschen, die in japanischen und anderen fernöstlichen Waschmaschinen zur Anwendung kommen. Dies kann der Verbraucher als Ablagerungen auf dem gewaschenen Textil wahrnehmen und bei der Maschinenwäsche zu einem hohen Anteil an Abwasser führen.
- EP-A-220 024 (Procter & Gamble) offenbart ein Verfahren, bei dem ein sprühgetrocknetes Waschmittelpulver mit einem hohen Anteil (30-85 Gew.-%) eines anionischen Tensids mit einem anorganischen Builder (Natriumtripolyphosphat oder Natriumaluminiumsilicat und Natriumcarbonat) vermischt und unter hohem Druck unter Verwendung eines Walzenverdichters ("Chilsonator") verdichtet wird; und das verdichtete Material nach Entfernen von übergroßem Material und feinen Stoffen unter Verwendung einer üblichen Vorrichtung, zum Beispiel einer Wirbelschicht, eines Trommelmischers oder einer rotierenden Trommel oder eines Kessels granuliert wird.
- EP-A-158 419 (Hashimura) offenbart die Herstellung eines Waschmittelpulvers durch Vermischen eines hauptsächlichen Anteils an Sodaasche (vorzugsweise 70 bis 85 Gew.-% des Gemisches) und eines geringen Anteils eines Tensids (ganz oder vorwiegend nichtionisch) in einem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator.
- DE-A-3 617 756 beschreibt ein Verfahren, bei dem Bestandteile eines Mittels in einem Kneter vermischt werden, dann anschließend mit einer Mühle zerkleinert und vor dem Granulieren in einem Marumerizer mit feinverteiltem Zeolith überzogen werden.
- Es wurde nun gefunden, daß die sprühgetrockneten Pulver mit mäßigen oder hohen Anteilen wasserlöslicher kristalliner anorganischer Salze, einschließlich Natriumtripolyphosphat und/oder Natriumcarbonat, in einem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator, falls erforderlich, nach Pulverisierung ohne das Erfordernis eines "Mittels zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften" oder eines ähnlichen feinpulverigen Materials, granuliert und verdichtet werden können, auch wenn hohe Anteile an anionischem Tensid vorliegen.
- Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer körnchenförmigen Waschmittelzusammensetzung oder eines Bestandteils mit einer Schüttdichte von mindestens 650 g/l bereit, umfassend die Schritte der Behandlung eines teilchenförmigen Ausgangsmaterials, umfassend:
- (a) 12 bis 70 Gew.-% eines nichtseifenartigen waschaktiven Materials und
- (b) mindestens 15 Gew.-% wasserlöslicher kristalliner anorganischer Salze, einschließlich Natriumtripolyphosphat und/oder Natriumcarbonat, wobei das Gewichtsverhältnis von (b) zu (a) mindestens 0,4:1 beträgt und gegebenenfalls andere Waschmittelbestandteile bis zu 100 Gew.-%,
- in einem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator mit sowohl Rührwirkung als auch Schneidwirkung in Abwesenheit eines feinverteilten teilchenförmigen Mittels zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften mit einer Teilchengröße nicht größer als 10 µm, wobei Granulierung und Verdichtung zu einer Schüttdichte von mindestens 650 g/l bewirkt wird.
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Waschmittelpulvers hoher Schüttdichte, mit guten Pulvereigenschaften und ausgezeichneten Wasch- und Reinigungseigenschaften.
- Die Autoren der vorliegenden Erfindung fanden, daß durch ein geeignetes Verfahren hergestelltes und wesentliche Anteile von wasserlöslichen kristallinen anorganischen Salzen enthaltendes Waschmittelgrundpulver in einem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator verarbeitet werden kann, ohne das Erfordernis der Verwendung eines "Mittels zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften" während des Granulierungsschrittes, wie durch die JP-A-61 069897 (Kao) vorgeschrieben, unter Erhalt eines dichten Granulats mit guten Fließeigenschaften, auch wenn relativ hohe Anteile anionischen Tensids vorliegen. Das Produkt ist gekennzeichnet durch eine besonders enge Teilchengrößenverteilung und insbesondere durch einen sehr geringen Anteil übergroßen Materials und liefert eine gute und rasche Kaltwasserdispersibilität und geringe Anteile an Unlöslichem.
- Ein bevorzugtes Ausgangspulver hat ein Verhältnis von völlig wasserlöslichen kristallinen anorganischen Salzen (b) zu völlig löslichem nichtseifenartigem Tensid (a) im Bereich von 0,4:1 bis 9:1, bevorzugter 0,4:1 bis 5:1. Ein besonders bevorzugter Bereich für das Verhältnis (b) zu (a) beträgt 1:1 bis 5:1.
- Vorzugsweise enthält das Ausgangspulver einen Gesamtanteil von 15 bis 70 Gew.-% wasserlöslicher kristalliner anorganischer Salze. Genau wie Natriumtripolyphosphat und Natriumcarbonat schließen Beispiele solcher Salze Natriumsulfat, Natriumortho- und -pyrophosphate und kristalline Natriumsilicate ein, wobei angeführt werden muß, daß Natriumsilicat ein Verhältnis (SiO&sub2; zu Na&sub2;O) ( 1 aufweist, wie Natriumorthosilicat und Natriummetasilicat. Die alkalischen und neutralen Silicate höheren Verhältnisses, die gewöhnlich in Waschmittelzusammensetzungen zur Anwendung kommen, werden nicht als kristallin betrachtet.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Ausgangspulver 15 bis 50 Gew.-%, bevorzugter 20 bis 40 Gew.-% Natriumtripolyphosphat.
- Das nichtseifenartige Tensid, das in dem Ausgangspulver vorliegt, besteht vorzugsweise mindestens teilweise aus anionischem Tensid. Geeignete anionische Tenside sind dem Fachmann gut bekannt und schließen lineare Alkylbenzolsulfonate, insbesondere lineare Natriumalkylbenzolsulfonate mit einer Alkylkettenlänge von C&sub8;-C&sub1;&sub5;; primäre und sekundäre Alkylsulfate, insbesondere Natrium-C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub5;-primäre Alkoholsulfate; Alkylethersulfate; α-Olefin und innere Olefinsulfonate; Alkansulfonate; Dialkylsulfosuccinate; Fettsäureestersulfonate und Kombinationen davon, ein.
- Falls erwünscht, können die Ausgangspulver ein nichtionisches Tensid enthalten. Nichtionische Tenside sind ebenfalls dem Fachmann bekannt und schließen primäre und sekundäre Alkoholethoxylate, insbesondere C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub5; primäre und sekundäre Alkohole, ethoxyliert mit durchschnittlich 3 bis 20 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol, ein.
- Geeigneterweise kann der Tensidbestandteil des Ausgangspulvers 0 bis 70 %, vorzugsweise 8 bis 60 Gew.-% anionisches Tensid und 0 bis 20 %, vorzugsweise 0 bis 10 Gew.-%, nichtionisches Tensid, ausmachen.
- Andere Formen von nichtseifenartigen Tensiden, zum Beispiel kationische, zwitterionische, amphotere und semipolare Tenside können ebenfalls, falls erwünscht, vorliegen. Viele geeignete waschaktive Verbindungen sind verfügbar und sind umfassender in der Literatur beschrieben, zum Beispiel in "Surface-Active Agents and Detergents"; Bände I und II, von Schwartz, Perry und Berch.
- Falls erwünscht, kann ebenfalls Seife vorliegen, um Schaumregelung und zusätzliche Detergenz- und Builderkraft bereitzustellen; Seife ist nicht in der Zahl 12 bis 70 % für den vorstehend angeführten Tensidgehalt eingeschlossen.
- Das Ausgangspulver kann mit einem beliebigen Turm- oder Nicht-Turmverfahren, zum Beispiel durch Sprühtrocknen oder Trockenmischen hergestellt werden. Die Erfindung ist besonders geeignet zur Verdichtung eines sprühgetrockneten Pulvers.
- Falls erwünscht, kann mindestens ein Teil des wasserlöslichen kristallinen anorganischen Salzes, das in das Endprodukt eingegeben werden soll, mit dem Rest des Ausgangspulvers in einem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator selbst vermischt werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sollten die Prozentanteile und Verhältnisse, die vorstehend ausgeführt wurden, auf das Gesamtmaterial bezogen werden, das in den Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator eingeführt wird, einschließlich des zugegebenen Salzes.
- Somit liegt es innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung, in den Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator ein zum Beispiel durch Sprühtrocknung hergestelltes Ausgangspulver, mit weniger als der wie vorstehend ausgewiesenen Menge an wasserlöslichem kristallinen anorganischen Salz einzuführen und anschließend das Pulver in dem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator mit ausreichendem wasserlöslichen kristallinen anorganischen Salz, zu vermischen um den Salzanteil (b) und das Verhältnis (b) zu (a) auf das ausgewiesene Niveau zu bringen.
- In gleicher Weise liegt es innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung, Tensid oder tatsächlich eine andere Komponente dem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator zuzuführen, vorausgesetzt, daß die Fertigzusammensetzung wie vorstehend ausgewiesen ist und vorausgesetzt, daß der so zugegebene Bestandteil nicht, als "Mittel zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften", wie beschrieben in der JP-A-069897 (Kao) und vorstehend erörtert, fein verteilt vorliegt. Somit können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beliebige von einem fein verteilten teilchenförmigen Feststoff mit einer Teilchengröße bis zu 10 µm verschiedene Bestandteile dem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator vor der Granulierung zugeführt werden.
- Ein erfindungsgemäßes Verfahren schließt den Schritt des Vermischens mindestens eines anorganischen oder organischen Salzes mit einer Teilchengröße von mindestens 100 µm mit dem Rest des Ausgangspulvers in dem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator ein. Wenn das Salz wasserlöslich, anorganisch und kristallin ist, sollte es innerhalb des Prozentsatzes der vorstehend ausgewiesenen Verhältnisse, zugeführt werden, was der Gesamtmenge solcher Salze des in dem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator granulierten Materials entspricht.
- Die Salze, die zweckmäßigerweise durch dieses Verfahren zugeführt werden können, sind Borax, Natriumbicarbonat, Natriumsilicat, Natriumtripolyphosphat, Natriumcarbonat, Natriumperborat, Natriumpercarbonat, Natriumcitrat, Natriumnitrilotriacetat, Natriumsuccinat, Natriumsulfat und Kombinationen von diesen. Diese Salze können verschiedene Vorteile aufweisen, zum Beispiel sind Borax und Natriumbicarbonat Puffer, die milde Produkte mit niedrigem Waschlaugen-pH ergeben.
- Im erfindungsgemäßen Verfahren wird mit Hilfe eines Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulators Granulierung bewirkt, der sowohl Rührwirkung als auch Schneidwirkung aufweist. Vorzugsweise können Rührwerk und Schneidwerk unabhängig voneinander und bei getrennt variablen Geschwindigkeiten betrieben werden. Solch ein Mischer ist in der Lage, eine hohe Rührenergie zuzuführen, verbunden mit einer Schneidwirkung, kann jedoch auch verwendet werden zur Ausführung anderer milderer Rührvorgänge mit oder ohne Betätigen des Schneidwerks. Er ist somit eine sehr vielseitige und variable Vorrichtung.
- Eine bevorzugte Art von Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren ist schalenförmig und hat vorzugsweise eine im wesentlichen vertikale Rührachse. Besonders bevorzugt sind Mischer der Fukae(Warenzeichen)-FS-G-Reihe, hergestellt von Fukae Powtech Kogyo Co., Japan; diese Vorrichtung weist im wesentlichen die Form eines schalenförmigen Gefäßes auf, das über einen oberen Einlaß beschickbar ist, ausgestattet in der Nähe des Boden mit einem Rührer, der im wesentlichen eine vertikale Achse aufweist und ein Schneidwerk, angeordnet an einer Seitenwand. Das Rührwerk und das Schneidwerk können unabhängig voneinander und bei getrennt änderbaren Geschwindigkeiten betrieben werden.
- Weitere ähnliche Mischer, die als geeignet zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren befunden wurden, sind jene der Diosna(Warenzeichen)-V-Reihen von Dierks & Söhne, Deutschland; und Pharma Matrix(Warenzeichen) von T. K. Fielder Ltd., England. Weitere ähnliche Mischer, von denen angenommen werden kann, daß sie zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind, schließen die Fuji(Warenzeichen)-VG-C-Reihen von Fuji Sangyo Co., Japan; und Roto (Warenzeichen) von Zanchetta & Co. srl, Italien, ein.
- Ein weiterer Mischer, der als geeignet zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren befunden wurde, ist der Chargenmischer der Lödige(Warenzeichen)-FM-Reihe von Morton Machine Co., Ltd., Schottland. Dieser weicht von den vorstehend genannten Mischern dadurch ab, daß der Rührer eine horizontale Achse aufweist.
- Wie vorstehend ausgewiesen, ist die Verwendung eines Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulators wesentlich in dem erfindungsgemäßen Verfahren, um Granulierung und Verdichtung zu bewirken. Falls erforderlich, kann der Mischer ebenfalls für einen Vorbehandlungsschritt verwendet werden, bevor die Granulierung ausgeführt wird.
- Zum Beispiel liegt es für einen oder mehrere zusätzliche Bestandteile innerhalb des wie vorstehend ausgeführten Schutzbereiches der Erfindung, daß sie mit anderwertig vorvermischtem Pulver, das auf andere Weise (zum Beispiel durch Sprühtrocknen) hergestellt wurde, vermischt werden. Eine geeignete Rühr/Schneideinstellung und Aufenthaltszeit kann im Einklang mit den zu vermischenden Materialien ausgewählt werden.
- Eine weitere mögliche Vorbehandlung, die in dem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator ausgeführt werden kann, ist Pulverisierung, ob dieses erforderlich ist oder nicht hängt unter anderem von dem Herstellungsverfahren des Ausgangspulvers und seinem Anteil an freier Feuchtigkeit ab. Durch Trockensprühen hergestellte Pulver erfordern zum Beispiel eher Pulverisierung als Pulver, die durch Trockenmischen hergestellt wurden. Die Flexibität der Vorrichtung erlaubt wiederum, ein geeignetes Rühr/Schneidregime auszuwählen: im allgemeinen relativ hohe Geschwindigkeiten sowohl für Rührer als auch das Schneidwerk. Eine relativ kurze Aufenthaltszeit (zum Beispiel 2-4 Minuten) bei einer 35 kg-Charge) ist im allgemeinen ausreichend.
- Das wesentliche Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Granulierungsschritt, bei dem Verdichtung mit recht hohen Werten von mindestens 650 g/l, vorzugsweise mindestens 700 g/l, auftritt, wodurch ein dichtes körnchenförmiges Produkt sehr gleichmäßiger Teilchengröße und im allgemeinen kugelförmiger Teilchenform erhalten wird.
- Die Granulierung wird ausgeführt durch Betreiben des Mischers bei einer relativ hohen Geschwindigkeit unter Verwendung von sowohl Rühr- als auch Schneidwerk. Eine relativ kurze Aufenthaltszeit (zum Beispiel 5-8 Minuten für eine 35 kg-Charge) ist im allgemeinen ausreichend. Die letztliche Schüttdichte kann durch Wahl der Aufenthaltszeit eingeregelt werden und es wurde gefunden, daß die Pulvereigenschaften des erhaltenen Granulats nicht im Optimum sind, sofern man nicht die Schüttdichte einem Wert von mindestens 650 g/l anpaßt.
- Die Anwesenheit eines flüssigen Bindemittels ist für eine erfolgreiche Granulierung unerläßlich. Die Menge an zugegebenen Bindemittel darf vorzugsweise nicht jene überschreiten, die erforderlich ist, um den freien Feuchtegehalt des Mittels, oberhalb etwa 6 % zu bringen, da höhere Gehalte zu einer Verschlechterung der Fließeigenschaften des Endgranulats führen. Falls erforderlich, kann Bindemittel, vorzugsweise Wasser vor oder während der Granulierung zugegeben werden, jedoch können einige Ausgangspulver bereits ausreichend Feuchtigkeit enthalten. Falls ein flüssiges Bindemittel zuzugeben ist, kann es in den Mischer eingesprüht werden, während dieser betrieben wird. In einer bevorzugten Arbeitsweise wird der Mischer erst bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit betrieben, während das Bindemittel zugegeben wird, bevor die Geschwindigkeit des Mischers erhöht wird, um Granulieren zu bewirken.
- Wenn das Ausgangspulver einen ausreichenden Gehalt an freier Feuchtigkeit aufweist, wodurch die Zugabe eines Bindemittels nicht erforderlich wird, brauchen Pulverisierung (falls erforderlich) und Granulierung nicht als getrennte Verfahrensschritte betrachtet zu werden, sondern als einen einzigen Arbeitsgang. Es ist tatsächlich in diesem Fall nicht erforderlich, vorher zu entscheiden, ob Pulverisierung erforderlich ist oder nicht. Der Mischer kann einfach das ausführen, was erforderlich ist, da im allgemeinen die erforderlichen Mischerbedingungen für Pulverisierung und für Granulierung im wesentlichen dieselben sind.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Granulierung bei einer kontrollierten Temperatur etwas oberhalb der Raumtemperatur, vorzugsweise oberhalb 30ºC, ausgeführt. Die optimale Temperatur ist scheinbar formulierungsabhängig, mag jedoch im allgemeinen im Bereich von 30 bis 45ºC, vorzugsweise etwa 35ºC, zu liegen.
- Es ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß während der Granulierung kein "Mittel zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften" wie definiert in der vorstehend genannten JP-A-61 069897 (Kao), vorliegt. Wenn eine Formulierung mit einem relativ hohen Verhältnis an Aluminosilicatbuilder zum Tensid gemäß vorliegender Erfindung verarbeitet wird, ist die Verwendung eines feinverteilten teilchenförmigen Materials, wie feines Natriumaluminosilicat während des Granulierungsschrittes nicht nur unnötig, sondern kann bei einigen Formulierungen die Granulierung erschweren oder sogar unmöglich machen.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann eine fein verteilte teilchenförmige Fließhilfe mit dem körnchenförmigen Material, nachdem die Granulierung vollständig abgelaufen ist, vermischt werden. Vorteilhafterweise wird die Fließhilfe zugegeben, während das Granulat sich noch in dem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator befindet und der Mischer wird bei einer geringen Geschwindigkeit für einen weiteren kurzen Zeitraum betrieben. Keine weitere Granulierung erfolgt in dieser Stufe. Es liegt ebenfalls im Schutzbereich der Erfindung, die Fließhilfe zu dem Granulat nach Entfernen der letzteren in verschiedene Vorrichtungen zuzugeben.
- Diese Ausführungsform der Erfindung sollte unterschieden werden von dem Verfahren des vorstehend erwähnten Standes der Technik von JP-A-61 069897 (Kao), bei dem ein "Mittel zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften", das ein feines Natriumaluminosilicat sein kann, während der Granulierungsstufe selbst vorliegt. Es liegt innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung, eine teilchenförmige Fließhilfe zuzugeben, nachdem die Granulierung vollständig ist, jedoch wie vorstehend ausgeführt, ist es für die Erfindung unerläßlich, daß keine fein verteilten teilchenförmigen "Mittel zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften" während der Granulierung vorliegen. Die Zugabe einer Fließhilfe nachdem die Granulierung vollständig ist, kann eine zusätzliche vorteilhafte Wirkung auf die Eigenschaften des Granulats ausüben, ungeachtet der Formulierung, während die Anwesenheit dieser Materialart während des Granulierungsschrittes in dem Verfahren der Erfindung, die Verarbeitung erschwert.
- Die bevorzugte Granulierungstemperatur von 30 bis 45ºC, vorzugsweise etwa 35ºC, kann ebenfalls während des anschlieI3enden Einmischens der Fließhilfe aufrecht erhalten werden.
- Die Fließhilfe ist ein feinverteiltes teilchenförmiges Material. Die bevorzugte durchschnittliche Teilchengröße beträgt 0,1 bis 20 µm, bevorzugter 1 bis 10 µm.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Fließhilfe feinverteiltes amorphes Natriumaluminosilicat, beschrieben und beansprucht in unserer anhängigen Anmeldung gleichen Anmeldetages, nun EP-A-339 996. Ein geeignetes Material ist kommerziell von Crosfield Chemicals Ltd., Warrington, Cheshire, England, unter dem Warenzeichen Alusil, erhältlich. Dieses Material ist bei der Verbesserung der Fließeigenschaften auch in sehr geringen Mengen wirksam und hat ebenfalls eine die Schüttdichte erhöhende Wirkung. Es ist daher möglich, die Schüttdichte durch die geeignete Wahl des Anteils an amorphem Natriumaluminosilicat, zugegeben nach der Granulierung, einzustellen.
- Amorphes Natriumaluminosilicat wird vorteilhaft in einer Menge von 0,2 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Ausgangspulver, bevorzugter von 0,5 bis 3,0 Gew.-%, verwendet.
- Eine weitere bevorzugte Fließhilfe ist feinverteiltes kristallines Natriumaluminosilicat. Die kristallinen Aluminosilicate, die vorstehend im Zusammenhang mit Buildern erörtert wurden, sind ebenfalls zur Verwendung als Fließhilfen geeignet. Sie sind jedoch weniger gewichtswirksam als das amorphe Material und werden geeigneterweise in einer Menge von 3,0 bis 12,0 Gew.-%, bevorzugter von 4,0 bis 10 Gew.-%, verwendet.
- Falls erwünscht, können sowohl kristalline als auch amorphe Aluminosilicate zusammen oder in Folge als Fließhilfen verwendet werden.
- Andere Fließhilfen, die zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind, schliefen gefällte Kieselsäure, zum Beispiel Neosyl (Warenzeichen) und gefälltes Calciumsilicat, zum Beispiel Microcal (Warenzeichen) ein, beide kommerziell erhältlich von Crosfield Chemicals Ltd., Warrington, Cheshire, England.
- Das Endgranulat hat eine Schüttdichte von mindestens 650 g/l und vorzugsweise von mindestens 700 g/l. Es ist ebenfalls kennzeichnet durch eine besonders geringe Teilchenporosität, vorzugsweise nicht 0,25 und am meisten bevorzugt nicht 0,20 übersteigend, wodurch es sich sogar von den dichtesten durch Sprühtrocknung allein hergestellten Pulvern unterscheidet.
- Das Endgranulat kann als vollständiges Waschmittel an sich verwendet werden. Abweichend davon kann es mit anderen Bestandteilen oder separat hergestellten Gemischen vermischt werden und kann einen Haupt- oder geringeren Teil eines Fertigproduktes ausmachen. Im allgemeinen können beliebige zusätzliche Bestandteile wie Enzyme, Bleichmittel und Parfums, die sich nicht für das Granulierungsverfahren und die vorangehenden Schritte eignen, mit dem Granulat unter Herstellung eines Fertigproduktes vermischt werden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zum Beispiel ein Waschmittelgrundpulver durch Sprühtrocknen einer wässerigen Aufschlämmung von hitzeunempfindlichen und verträglichen Bestandteilen hergestellt; falls erwünscht, können dann, wie vorstehend erörtert, andere Bestandteile zugemischt werden und das erhaltene Pulver wird verdichtet und gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren granuliert. Auch weitere Bestandteile können, falls erwünscht, nach der Granulierung zugemischt werden. Das verdichtete Granulat kann typischerweise 40 bis 100 Gew.-% des Endprodukts ausmachen.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das gemäß vorliegender Erfindung hergestellte verdichtete Granulat ein "Zusatz", umfassend eine relativ hohe Menge an waschaktivem Material auf einem anorganischen Träger und dieser kann in geringer Menge mit anderen Bestandteilen unter Herstellung eines Fertigproduktes vermischt werden.
- Die Erfindung wird im weiteren durch die nachstehenden nicht begrenzenden Beispiele erläutert, worin Teil- und Prozentangaben aufs Gewicht bezogen sind, sofern nicht anders ausgewiesen.
- In den nachstehenden Beispielen werden die folgenden Abkürzungen verwendet.
- LAS: lineares Natriumalkylbenzolsulfonat
- NI: nichtionisches Tensid (ethoxylierter Alkohol)
- NSD: gesamtes nichtseifenartiges Waschmittel
- STP: Natriumtripolyphosphat
- Carbonat: Natriumcarbonat
- Sulfat: Natriumsulfat
- Silicat: alkalisches Natriumsilicat
- g: gut
- Alu: Alusil (Warenzeichen) N, feinverteiltes amorphes Natriumaluminosilicat
- Zeo: Zeolith 4A (Wessalith (Warenzeichen) von der Degussa)
- Pulver mit Natriumtripolyphosphat und Natriumsulfat wurden durch Sprühtrocknen wässeriger Aufschlämmungen der in Tabelle I dargestellten Formulierungen (Gew.-%) hergestellt. Tabelle I Beispiel Sulfat Salze Seife Silicat geringe Bestandteile Wasser
- 20 kg-Chargen jeden Pulvers wurden in einem Fukae (Warenzeichen) Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator verdichtet, wobei die Verfahrensbedingungen und die erhaltenen Pulvereigenschaften in Tabelle II angeführt sind. In Beispiel 1 wurde das Pulver anfänglich einer 2-3-minütigen Aufwärmzeit unterzogen bei geringer Rührgeschwindigkeit (50 U/min) und ohne laufendes Schneidwerk, bis die Temperatur etwa 30-35ºC erreicht hatte. Diesem folgt (gegebenenfalls) Pulverisieren, anschließend Zugabe des Bindemittelmaterials (ebenfalls gegebenenfalls), dann Granulieren, schließlich gefolgt durch Zugabe von Fließhilfe. Tabelle II Pulverisierung: Zeit (min) Rührgeschwindigkeit (U/min) Schneidgeschwindigkeit (U/min) Bindemittel (Wasser): Menge (Gew.-%) Zugabezeit (min) Granulierung: Fließhilfe: Zeo oder Alu Menge (Gew.-%) Ausbeute < 1700 µm (Gew.-%) durchschnittliche Teilchengröße (µm) Schüttdichte (g/l) dynamische Fließgeschwindigkeit (ml/s) Kompressibilität (% Vol./Vol.) Teilchenporosität
- Der Vergleich der Beispiele 2(a) und 2(b) zeigt die größere Gewichtswirksamkeit von Alusil als Fließhilfe.
- Pulver mit Natriumtripolyphosphat als einziges wasserlösliches kristallines anorganisches Salz wurden durch Sprühtrocknen wässeriger Aufschlämmungen zu den in Tabelle III gezeigten Formulierungen (Gew.-%) verarbeitet. Tabelle III Beispiel Salze Silicat geringe Bestandteile Wasser
- 20 kg-Chargen jeden Pulvers wurden in einem Fukae (Warenzeichen) Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator, beschrieben gemäß Beispiel 1 und 2, verdichtet, wobei die Verfahrensbedingungen und die erhaltenen Pulvereigenschaften in den Tabellen IV und V angeführt sind. Tabelle IV Pulverisierung: Zeit (min) Rührgeschwindigkeit (U/min) Schneidgeschwindigkeit (U/min) Bindemittel (Wasser): Menge (Gew.-%) Zugabezeit (min) Granulierung: Fließhilfe: Zeo oder Alu Ausbeute (1700 µm (Gew.-%) durchschnittliche Teilchengröße (µm) Schüttdichte (g/l) dynamische Fließgeschwindigkeit (ml/s) Kompressibilität (% Vol./Vol.) Teilchenporosität kein Tabelle V Pulverisierung: Zeit (min) Rührgeschwindigkeit (U/min) Schneidgeschwindigkeit (U/min) Bindemittel (Wasser): Menge (Gew.-%) Zugabezeit (min) Granulierung: Fließhilfe: Zeo oder Alu Ausbeute (1700 µm (Gew.-%) durchschnittliche Teilchengröße (µm) Schüttdichte (g/l) dynamische Fließgeschwindigkeit (ml/s) Kompressibilität (% Vol./Vol.) Teilchenporosität
- Pulver mit Natriumtripolyphosphat, Natriumcarbonat und Natriumsulfat wurden zu den in Tabelle VI gezeigten Formulierungen (Gew.-%) verarbeitet. Tabelle VI Beispiel Sulfat Salze Seife Silicat geringe Bestandteile Wasser
- Die Pulver wurden durch Sprühtrocknung wässeriger Aufschlämmungen hergestellt. Das Natriumcarbonat in dem Pulver von Beispiel 6 wurde nicht über die Aufschlämmung zugegeben, sondern in den Fukae-Mischer nachdosiert.
- 20 kg-Chargen von jedem Pulver wurden in einen Fukae (Warenzeichen) Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator wie in den Beispielen 1 und 2 beschrieben, verdichtet, wobei die Verfahrensbedingungen und die erhaltenen Pulvereigenschaften in Tabelle VII dargestellt sind. Tabelle VII Pulverisierung: Zeit (min) Rührgeschwindigkeit (U/min) Schneidgeschwindigkeit (U/min) Bindemittel (Wasser): Menge (Gew.-%) Zugabezeit (min) Granulierung: Fließhilfe: Zeo oder Alu Ausbeute (1700 µm (Gew.-%) durchschnittliche Teilchengröße (µm) Schüttdichte (g/l) dynamische Fließgeschwindigkeit (ml/s) Kompressibilität (% Vol./Vol.) Teilchenporosität Tabelle VIII Pulverisierung: Zeit (min) Rührgeschwindigkeit (U/min) Schneidgeschwindigkeit (U/min) Bindemittel (Wasser): Menge (Gew.-%) Zugabezeit (min) Granulierung: Fließhilfe: Zeo oder Alu Ausbeute (1700 µm (Gew.-%) Schüttdichte (g/l) dynamische Fließgeschwindigkeit (ml/s) Kompressibilität (% Vol./Vol.) Teilchenporosität
- Pulver mit Natriumtripolyphosphat und Natriumcarbonat wurden durch Sprühtrocknen wässeriger Aufschlämmungen zu den in Tabelle IX gezeigten Formulierungen (Gew.-%) verarbeitet, in, und wie in den vorherigen Beispielen dargestellt gemäß Tabelle X im Fukae-Mischer verdichtet. Tabelle IX Beispiel Carbonat Salze Silicat geringe Bestandteile Wasser Tabelle X Pulverisierung: Zeit (min) Rührgeschwindigkeit (U/min) Schneidgeschwindigkeit (U/min) Bindemittel (Wasser): Menge (Gew.-%) Zugabezeit (min) Granulierung: Fließhilfe: Zeo oder Alu Ausbeute (1700 µm (Gew.-%) durchschnittliche Teilchengröße (µm) Schüttdichte (g/l) dynamische Fließgeschwindigkeit (ml/s) Kompressibilität (% Vol./Vol.) Teilchenporosität
- Ein Pulver mit Natriumtripolyphosphat, Natriumsulfat und Borax wurde zu der in Tabelle XI gezeigten Formulierung (Gew.-%) verarbeitet. Tabelle XI Sulfat Borax Salze Polyacrylatpolymer geringe Bestandteile Wasser
- Das Pulver wurde durch Sprühtrocknung einer wässerigen Aufschlämmung von allen Bestandteilen, mit Ausnahme von Borax, hergestellt. 9,0 kg eines sprühgetrockneten Grundpulvers und 1,0 kg Borax wurden vermischt und granuliert/verdichtet im Fukae-Mischer, wobei Verfahrensbedingungen und die erhaltenen Pulvereigenschaften in Tabelle XII aufgezeigt sind. Tabelle XII Gemisch: Zeit (min) Rührgeschwindigkeit (U/min) Schneidgeschwindigkeit (U/min) Bindemittel (Wasser): Menge (Gew.-%) Zugabezeit (min) Granulierung: Zerkleinern übergroßer Teilchen: Zeit (min) 1,5 Fließhilfe: Zeo oder Alu Entnahme:
- Während der Granulierung wuchs die Temperatur von anfänglich 20ºC auf etwa 40-45ºC. Es war nicht erforderlich, den Mischer zu kühlen.
- Die Eigenschaften des verdichteten Granulats waren wie nachstehend:
- Ausbeute (1700 µm (Gew.-%) 82
- durchschnittliche Teilchengrö\\e (µm) 583
- Schüttdichte (g/l) 887
- dynamische Fließgeschwindigkeit (ml/s) 140
- Kompressibilität (% Vol./Vol.) 4,7
- Teilchenporosität < 0,20
- Das Produkt war ein mildes Waschmittelpulver mit einem pH-Wert (1 gew.-%-ige wässerige Lösung) von 9,2.
Claims (15)
1. Verfahren zur Herstellung einer körnchenförmigen
Waschmittelzusammensetzung oder -komponente mit einer
Schüttdichte von mindestens 650 g/l, gekennzeichnet durch den
Schritt der Behandlung eines teilchenförmigen
Ausgangsmaterials umfassend:
(a) 12 bis 70 Gew.-% eines nichtseifenartigen
waschaktiven Materials und
(b) mindestens 15 Gew.-% wasserlöslicher kristalliner
anorganischer Salze, einschließlich Natriumtripolyphosphat
und/oder Natriumcarbonat,
wobei das Gewichtsverhältnis von (b) zu (a)
mindestens 0,4:1 beträgt, und gegebenenfalls andere
Waschmittelbestandteile bis zu 100 Gew.-%,
in einem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator mit
unabhängig voneinander regelbaren Rühr- und Schneidelementen
in Abwesenheit eines feinverteilten teilchenförmigen Mittels
zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften mit einer
durchschnittlichen Teilchengröße nicht größer als 10 µm,
wodurch Granulierung und Verdichtung zu einer Schüttdichte von
mindestens 650 g/l bewirkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Granulierung in einem schalenförmigen
Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator mit einer im wesentlichen
vertikalen Rührerachse ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Ausgangsmaterial zumindest
teilweise aus einem sprühgetrockneten Pulver besteht.
4. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige
Ausgangsmaterial ein Verhältnis von (b):(a) innerhalb des Bereiches von
0,4:1 bis 5:1 aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das teilchenförmige Ausgangsmaterial ein Verhältnis von
(b):(a) innerhalb des Bereiches von 1:1 bis 5:1 aufweist.
6. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige
Ausgangsmaterial 15 bis 70 Gew.-% wasserlöslicher kristalliner
anorganischer Salze, einschließlich Natriumtripolyphosphat und/oder
Natriumcarbonat, umfaßt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das teilchenförmige Ausgangsmaterial 15 bis 50 Gew.-%
Natriumtripolyphosphat umfaßt.
8. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß das nichtseifenartige waschaktive
Material des teilchenförmigen Ausgangsmaterials zumindest
teilweise aus anionischem waschaktivem Material besteht.
9. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige
Ausgangsmaterial durch ein Verfahren, einschließlich des Schrittes der
Anmischung mindestens eines anorganischen oder organischen
Salzes mit einer Teilchengröße von mindestens 100 µm mit dem
Rest des teilchenförmigen Ausgangsmaterials in dem
Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator hergestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Salz ausgewählt ist aus Borax,
Natriumbicarbonat, Natriumsilicat, Natriumtripolyphosphat, Natriumcarbonat,
Natriumperborat, Natriumpercarbonat, Natriumcitrat,
Natriumnitrilotriacetat, Natriumsuccinat, Natriumsulfat und
Kombinationen davon.
11. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch,
zusätzlich umfassend den Schritt des Anmischens einer
feinverteilten teilchenförmigen Fließhilfe zu dem körnchenförmigen
Material, nachdem die Granulierung vollständig ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fließhilfe ein amorphes Natriumaluminosilicat
darstellt und in einer Menge von 0,2 bis 5,0 Gew.-%, bezogen
auf die Gesamtzusammensetzung, zugegeben wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fließhilfe ein feinverteiltes kristallines
Natriumaluminosilicat darstellt und in einer Menge von 3,0 bis
12,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, zugegeben
wird.
14. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch,
wobei die durch das Verfahren hergestellte
Waschmittelzusammensetzung oder -komponente eine Teilchenporosität von weniger
als 0,25 aufweist.
15. Verfahren nach Anspruch l4, wobei die
Waschmittelzusammensetzung oder -komponente eine Teilchenporosität
von weniger als 0,20 aufweist.
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