DE69019574T2 - Detergens-Zusammensetzungen und Verfahren zu ihrer Herstellung. - Google Patents
Detergens-Zusammensetzungen und Verfahren zu ihrer Herstellung.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer körnigen Waschmittel-Zusammensetzung oder Komponente mit einer hohen Schüttdichte und guten Pulvereigenschaften. Genauer betrifft sie ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von solchen Waschmittel-Zusammensetzungen. Außerdem betrifft sie eine körnige Waschmittel- Zusammensetzung, die mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhältlich ist.
- In letzter Zeit bestand in der Waschmittel-Industrie erhebliches Interesse an der Herstellung von Waschpulvern mit einer relativ hohen Schüttdichte, z.B. 600 g/l und mehr.
- Allgemein gibt es zwei Hauptarten von Verfahren, mit denen Waschpulver hergestellt werden können. Die erste Verfahrensart betrifft das Sprühtrocknen einer wäßrigen Waschmittel-Aufschlämmung in einem Sprühturm. Bei der zweiten Verfahrensart werden die verschiedenen Komponenten trocken vermischt und gegebenenfalls mit Flüssigkeiten, z.B. nichtionischen Tensiden, agglomeriert.
- Der wichtigste Faktor, der die Schüttdichte eines Waschpulvers bestimmt ist die Schüttdichte der Ausgangsmaterialien im Falle des Trockenmischverfahrens oder die chemische Zusammensetzung der Aufschlämmung im Falle des Sprühtrockenverfahrens. Beide Faktoren können nur in einem begrenzten Umfang variiert werden. Zum Beispiel kann man die Schüttdichte eines trocken gemischten Pulvers erhöhen, indem man den Gehalt an relativ dichtem Natriumsulfat erhöht, aber letzteres trägt nicht nur Waschkraft des Pulvers bei, so daß die Gesamteigenschaften als Waschpulver allgemein negativ beeinflußt werden. Daher kann ein wesentlicher Anstieg der Schüttdichte nur durch zusätzliche Verarbeitungsstufen, die zu einer Verdichtung des Waschpulvers führen, erreicht werden. Es sind im Stand der Technik verschiedene Verfahren bekannt, die zu einer solchen Verdichtung führen. Spezielle Beachtung wurde dabei der Verdichtung von sprühgetrockneten Pulvern mit einer Nachturmbehandlung gewidmet.
- In der gleichzeitig schwebenden Europäischen Patentanmeldung Nr. 89 202 706.1 (EP-A-0 367 339, veröffentlicht am 09.05.1990) wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer körnigen Waschmittel-Zusammensetzung oder Komponente mit einer Schüttdichte von mindestens 650 g/l beschrieben. Dieses Verfahren umfaßt die Stufen, daß man ein teilchenförmiges Ausgangsmaterial
- (i) in einer ersten Stufe in einem Hochgeschwindigkeitsmischer/Verdichter, wobei die Hauptverweilzeit etwa 5 bis 30 Sekunden ist;
- (ii) in einer zweiten Stufe in einem Granulator/Verdichter mit mittlerer Geschwindigkeit, wobei es in einen verformbaren Zustand gebracht wird oder in diesem gehalten wird, wobei die Hauptverweilzeit etwa 1 bis 10 Minuten ist und
- (iii) in einer letzten Stufe in einer Trocken- und/oder Kühlvorrichtung behandelt.
- Vorzugsweise wird das teilchenförmige Ausgangsmaterial schon in der ersten Stufe in einen verformbaren Zustand gebracht oder in diesem gehalten.
- Die Vorteile des oben beschriebenen Verfahrens bestehen in der Tatsache, daß es in kontinuierlicher Weise durchgeführt werden kann und relativ flexibel ist im Hinblick auf die Zusammensetzung der Ausgangsmaterialien.
- Wesentlich für das Verfahren ist der verformbare Zustand -der im folgenden zu definieren ist - in den das teilchenförmige Ausgangsmaterial gebracht werden muß. Dies kann auf einer Anzahl von Wegen erfolgen, z.B. durch Arbeiten bei Temperaturen oberhalb 45ºC und/oder Zugabe von Flüssigkeiten zu dem teilchenförmigen Ausgangsmaterial.
- Eine optimale Verdichtung wird erhalten, wenn das Ausgangsmaterial sehr verformbar ist. Wenn jedoch sehr verformbare Pulver verarbeitet werden, können Komplikationen auftreten im Hinblick auf die Teilchengrößenverteilung des Endproduktes. Genauer wurde eine beträchtliche Erzeugung zu großer Teilchen beobachtet. Dies war insbesondere dann der Fall, wenn Ausgangsmaterialien mit einem hohen Gehalt an aktiven Stoffen, d.h. einem Gehalt an anionischen und/oder nichtionischen Tensiden von 20 Gew.-% oder mehr des Ausgangsmaterials, verwendet wurden.
- Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes kontinuierliches Verfahren der oben erwähnten Art bereitzustellen, um Waschmittel-Zusammensetzungen mit hoher Schüttdichte oder Komponenten davon mit einer Schüttdichte von mindestens 650 g/l zu erhalten.
- Es wurde nun gefunden, daß eine wesentliche Verbesserung in Bezug auf die Teilchengrößen-Verteilung erreicht werden kann, wenn 0,1 bis 40 Gew.-% eines Pulvers in der zweiten Stufe oder zwischen der ersten und der zweiten Stufe zugegeben werden. Bei Durchführung dieses verbesserten Verfahrens wird die Teilchenporosität, die im Bereich von 20 bis 70 % für ein sprühgetrocknetes Basispulver sein kann, erfolgreich auf Werte von weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 5 %, vermindert oder auf diesen Werten gehalten. Gleichzeitig wird die Erzeugung von "zu großen" Teilchen in annehmbaren Grenzen gehalten.
- JP-A-63/099296 (Lion) offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines körnigen Detergenzmaterials, bei dem die Bildung eines feinen Pulvers und grober Körner unterdrückt wird, indem 7 bis 15 Gew.-% Wasser und nichtionisches Tensid als flüssiges Bindemittelsystem auf das Basispulver gesprüht werden und anschließend 10 bis 25 Gew. -% eines wasserunlöslichen feinen Pulvers, z.B. eines Zeolits, in einem Granulator zugemischt werden.
- Gemäß einem ersten Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer körnigen Waschmittel-Zusammensetzung oder -Komponente mit einer Schüttdichte von mindestens 650 g/l, das die Stufen umfaßt, daß man ein teilchenförmiges Ausgangsmaterial
- (i) in einer ersten Stufe in einem Hochleistungs- Mischer/Verdichter, wobei die Hauptverweilzeit 5 bis 30 Sekunden ist;
- (ii) in einer zweiten Stufe in einem Granulator/Verdichter mittlerer Geschwindigkeit, wobei es in einen verformbaren Zustand gebracht wird oder in diesem gehalten wird, wobei die Hauptverweilzeit 1 bis 10 Minuten ist und
- (iii) in einer letzten Stufe in einer Trocken- und/oder Kühlvorrichtung behandelt,
- das dadurch gekennzeichnet ist, daß 0,1 bis 40 %, vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-% eines Pulvers in der zweiten Stufe oder zwischen der ersten und zweiten Stufe zugegeben werden. Es ist bevorzugt, daß das Pulver eine Teilchengröße von 2 bis 50, insbesondere 2 bis 10 um hat. Das Verfahren ist besonders geeignet zur Verarbeitung einer Waschmittel- Zusammensetzung in der zweiten Stufe mit einem hohen Gehalt an aktiven Mitteln von mehr als 20 oder sogar 30 Gew.-%.
- Das teilchenförmige Ausgangsmaterial wird vorzugsweise schon in der ersten Stufe in einen verformbaren Zustand gebracht oder in diesem gehalten.
- Gemäß einem zweiten Aspekt liefert die vorliegende Erfindung eine körnige Waschmittel-Zusammensetzung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist, wobei die Zusammensetzung eine Teilchenporosität von weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 5 % hat.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein teilchenförmiges Ausgangsmaterial in einem zweistufigen Verdichtungsverfahren behandelt, um die Schüttdichte auf Werte von mindestens 650 kg/l zu erhöhen.
- Das teilchenförmige Ausgangsmaterial kann mit irgendeinem geeigneten Verfahren hergestellt werden, z.B. Sprühtrocknen oder Trockenmischen. Es umfaßt die normalerweise in Waschmittel-Zusammensetzungen enthaltenen Verbindungen, wie waschaktive Materialien (Tenside) und Builder (Gerüststoffe).
- Das waschaktive Material kann ausgewählt werden aus anionischen, ampholytischen, zwitterionischen oder nichtionischen waschaktiven Materialien oder Mischungen davon. Besonders bevorzugt sind Mischungen von anionischen und nichtionischen waschaktiven Materialien, z.B. eine Mischung eines Alkalisalzes eines Alkylbenzolsulfonats mit einem alkoxylierten Alkohol.
- Die bevorzugten Detergenz-Verbindungen, die verwendet werden können, sind synthetische, anionische und nichtionische Verbindungen. Erstere sind gewöhnlich wasserlösliche Alkalisalze von organischen Sulfaten und Sulfonaten mit Alkylresten mit etwa 8 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen, wobei der Ausdruck Alkylrest so verwendet wird, daß Alkylanteile höherer Acylreste eingeschlossen sind. Beispiele für geeignete synthetische anionische Detergenz-verbindungen sind Natrium- und Kaliumalkylsulfate, insbesondere solche, die durch Sulfatierung höherer (C&sub8;-C&sub1;&sub8;)-Alkohole, die z.B. aus Talg oder Kokosnußöl hergestellt wurden, erhalten werden, Natrium- und Kalium-Alkyl(C&sub9;-C&sub2;&sub0;)benzolsulfonate, insbesondere lineare sekundäre Natriumalkyl(C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub5;)benzolsulfonate und Natriumalkylglycerinethersulfate, insbesondere die Ether der höheren Alkohole, die sich von Talg oder Kokosnußöl ableiten, und synthetischer Alkohole, die aus Erdöl stammen. Die bevorzugten anionischen Detergenz-Verbindungen sind Natrium(C&sub1;&sub1;-C&sub1;&sub5;)alkylbenzolsulfonate und Natrium(C&sub1;&sub6;- C&sub1;&sub8;) alkylsulfate.
- Geeignete nichtionische Detergenz-Verbindungen, die verwendet werden können, schließen insbesondere die Reaktionsprodukte von Verbindungen mit einer hydrophoben Gruppe und einem reaktiven Wasserstoffatom, z.B. aliphatische Alkohole, Säuren, Amide oder Alkylphenole mit Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid entweder allein oder mit Propylenoxid ein. Spezifische nichtionische Detergenz-Verbindungen sind Alkyl(C&sub6;-C&sub2;&sub2;)phenol-ethylenoxid-Kondensate, im allgemeinen mit 5 bis 25 EO, d.h. 5 bis 25 Einheiten Ethylenoxid pro Molekül, und Kondensationsprodukte von aliphatischen primären oder sekundären linearen oder verzweigten (C&sub8;- C&sub1;&sub8;)-Alkoholen mit Ethylenoxid, im allgemeinen 5 bis 40 EO.
- Mischungen von Detergenz-Verbindungen, z.B. gemischte anionische oder gemischte anionische und nichtionische Verbindungen können in den Waschmittel-Zusammensetzungen verwendet werden, insbesondere im letzteren Fall, um kontrolliert wenig schäumende Eigenschaften zu verleihen. Dies ist vorteilhaft für Zusammensetzungen, die zur Verwendung in schaumintoleranten Waschmaschinen vorgesehen sind.
- Die Anteile von amphoterischen oder zwitterionischen Waschmittel-Verbindungen können auch in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden, dies ist aber normalerweise nicht erwünscht wegen der relativ hohen Kosten.
- Der Waschmittelbuilder kann irgendein Material sein, das den Gehalt an freien Calciumionen in der Waschlauge vermindert und liefert der Zusammensetzung vorzugsweise weitere vorteilhafte Eigenschaften, wie die Erzeugung eines alkalischen pH's, die Suspension von von dem Gewebe entfernten Schmutz und die Suspension des das Gewebe weichmachenden Tonmaterials. Der Gehalt des Waschmittelbuilders kann 10 bis 70 Gew.-%, am meisten bevorzugt 25 bis 50 Gew.-% sein.
- Beispiele für Waschmittelbuilder schließen ausfällende Builder wie Alkalicarbonate, Bicarbonate, Orthophosphate, komplexierende Builder, wie Alkalitripolyphosphate oder Nitrilotriacetate oder Ionenaustauschbuilder wie amorphe Alkalialuminosilikate oder Zeolite ein.
- Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr flexibel im Hinblick auf die chemische Zusammensetzung des Ausgangsmaterials. Phosphathaltige ebenso wie zeolithaltige Zusammensetzungen und Zusammensetzungen mit geringem oder hohem Gehalt an aktiven Bestandteilen können verwendet werden. Das Verfahren ist auch geeignet zur Verdichtung von Calcit/Carbonat-haltigen Waschmittel-Zusammensetzungen.
- Es hat sich als wesentlich erwiesen, um eine optimale Verdichtung zu erhalten, das teilchenförmige Ausgangsmaterial einem zweistufigen Verdichtungsverfahren zu unterziehen. Die erste Stufe wird in einem Hochleistungsmischer/- Verdichter durchgeführt, vorzugsweise unter solchen Bedingungen, bei denen das Ausgangsmaterial in einen verformbaren Zustand gebracht wird oder in diesem gehalten wird, wie im folgenden definiert. Als Hochleistungsmischer/Verdichter wird vorteilhafterweise der Lödige (Warenzeichen) CB 30 Recycler verwendet. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem großen, statischen hohlen Zylinder und einem rotierenden Schaft in der Mitte. An dem Schaft sind mehrere verschiedene Arten von Blättern befestigt. Er kann mit Geschwindigkeiten von 100 bis 2500 Upm, abhängig vom gewünschten Verdichtungsgrad und der gewünschten Teilchengröße, gedreht werden. Die Blätter an dem Schaft erzeugen eine sorgfältige Mischwirkung auf die Feststoffe und Flüssigkeiten, die in dieser Stufe zugemischt werden können. Die Hauptverweilzeit des Pulvers in dieser Vorrichtung ist zum Teil abhängig von der Drehgeschwindigkeit des Schafts, der Position der Blätter und dem Überlauf an der Ausgangsöffnung. Es ist auch möglich festes Material in den Lödige-Recycler zu geben. Andere Arten von Hochleistungsmischern/Verdichtern mit einer vergleichbaren Wirkung auf Waschpulver können auch in Betracht gezogen werden. Zum Beispiel könnte ein Shugi (Warenzeichen) Granulator oder ein Drais (Warenzeichen) K-TTP 80 verwendet werden.
- Um die Verdichtung des Waschmittel-Ausgangsmaterials zu erreichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß das Ausgangsmaterial in einen verformbaren Zustand gebracht wird oder in diesem gehalten wird, wie im folgenden definiert. Der Hochleistungsmischer/Granulator kann dann wirksam das teilchenförmige Material so verformen, daß die Teilchenporosität beträchtlich vermindert wird oder auf einem niedrigen Level gehalten wird und damit die Schüttdichte erhöht wird.
- Wenn ein trocken gemischtes Pulver als teilchenförmiges Ausgangsmaterial verwendet wird, hat es bereits im allgemeinen eine niedrige Teilchenporosität; daher kann die Schüttdichte im allgemeinen kaum durch Vermindern der Teilchenporosität erhöht werden. Jedoch ist bei Verfahrenstechniken, die im Stand der Technik bekannt sind, im allgemeinen eine Verfahrensstufe vorgesehen, in der zusätzliche Komponenten, wie nichtionische Tenside, zu dem trocken gemischten Ausgangsmaterial zugegeben werden, wobei die Teilchenporosität gewöhnlich wegen der Bildung poröser Agglomerate erhöht wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist daher auch in solchen Fällen vorteilhaft.
- Wenn ein sprühgetrocknetes Pulver als teilchenförmiges Ausgangsmaterial verwendet wird, ist die Teilchenporosität beträchtlich und ein hoher Anstieg der Schüttdichte kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden.
- In der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das teilchenförmige Ausgangsmaterial sorgfältig in einem Hochleistungsmischer/Verdichter in einem relativ kurzen Zeitraum von etwa 5 bis 30 Sekunden vermischt.
- Nach der ersten Verarbeitungsstufe kann die Teilchenporosität des Waschmittelmaterials noch beträchtlich sein. Anstatt eine längere Verweilzeit in dem Hochleistungsmischer auszuwählen, um einen weiteren Anstieg der Schüttdichte zu erhalten, liefert das erfindungsgemäße Verfahren eine zweite Verarbeitungsstufe, in der das Waschmittelmaterial in einem Mischer/Verdichter mit mittlerer Geschwindigkeit behandelt wird, wobei die mittlere Verweilzeit etwa 1 bis 10 Minuten, vorzugsweise 2 bis 5 Minuten beträgt. Während dieser zweiten Verarbeitungsstufe sind die Bedingungen so, daß das Pulver in einen verformbaren Zustand gebracht wird oder in diesem gehalten wird. Dadurch wird die Teilchenporosität weiter vermindert. Der Hauptunterschied zur ersten Stufe besteht in der geringeren Mischgeschwindigkeit und der längeren Verweilzeit von 1 bis 10 Minuten.
- Die zweite Verarbeitungsstufe kann erfolgreich in einem Lödige (Warenzeichen) KM 300 Mischer durchgeführt werden, der auch als Lödige Pflugschar (Ploughshare) bezeichnet wird. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem hohlen statischen Zylinder mit einem sich drehenden Schaft in der Mitte. An diesem Schaft sind verschiedene schaufelförmige Blätter befestigt. Er kann mit einer Geschwindigkeit von 40 bis 160 Upm gedreht werden. Gegebenenfalls können ein oder mehrere Hochgeschwindigkeitsmesser verwendet werden, um eine übermäßige Agglomerierung zu verhindern. Ein weiteres geeignetes Gerät für diese Stufe ist z.B. der Drais (Warenzeichen) K-T 160.
- In der zweiten Stufe oder zwischen der ersten und zweiten Stufe werden 0,1 bis 40 Gew.-% eines Pulvers bei dem Verfahren zugegeben. Vorzugsweise werden 0,5 bis 10 Gew.-% verwendet. Das Pulver kann löslich oder dispergierbar sein und hat eine mittlere Teilchengröße von 2 bis 50 um, vorzugsweise 2 bis 10 um. Bevorzugte Beispiele für geeignete Pulver sind feine Zeolitpulver (z.B. Zeolit A4 mit einer Teilchengröße von 4 um), Carbonat (mit einer Teilchengröße von 40 um) und amorphes Calciumsilikat, z.B. Hubersorb (R) 600 (mit einer Teilchengröße von 3,2 um) von der Huber Corporation.
- Es wird angenommen, daß die Zugabe des Pulvers die Erzeugung zu großer Teilchen, d.h. Teilchen mit einem Durchmesser von mehr als 1900 um verhindert oder vermindert, indem die Klebrigkeit des Waschpulvers vermindert wird, während es in einem verformbaren Zustand ist. Als zusätzliches Merkmal der vorliegenden Erfindung kann die Teilchengröße der Waschmittel-Zusammensetzung kontrolliert werden, indem die Menge des zugegebenen Pulvers variiert wird. Es wurde gefunden, daß die Teilchengröße eher abnimmt mit ansteigenden Mengen an Pulver, während bei geringeren Mengen Pulver ein Anstieg der durchschnittlichen Teilchengröße beobachtet wird.
- Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Lagerstabilität des endgültigen Waschpulvers verbessert wird. Dies kann mit dem Test der unbegrenzten Kompressibilität (Unconfined Compressibility Test) gemessen werden. Bei diesem Test wird das Waschpulver in einen Zylinder mit einem Durchmesser von 13 cm und einer Höhe von 15 cm gebracht. Anschließend wird ein Gewicht von 10 kg oben auf das Pulver gelegt. Nach 5 Minuten wird das Gewicht entfernt und die Zylinderwände werden weggenommen. Dann wird eine ansteigende Last oben auf die Säule des zusammengedrückten Waschpulvers gelegt und das Gewicht (in kg) wird bestimmt, bei dem die Säule zerbröckelt. Dieser Wert ist eine Funktion der Klebrigkeit des Waschpulvers und hat sich als gutes Maß für die Lagerstabilität erwiesen.
- Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht in der Tatsache, daß die Flexibilität in Bezug auf die Eigenschaften des teilchenförmigen Ausgangsmaterials verbessert wird. Insbesondere muß der Feuchtigkeitsgehalt eines sprühgetrockneten Ausgangsmaterials nicht in den strikten Grenzen gehalten werden, wie es ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Fall ist.
- Wesentlich für die zweite Stufe und bevorzugt für die erste Stufe ist der verformbare Zustand, in den das Waschpulver gebracht werden muß, um eine optimale Verdichtung zu erreichen. Der Hochleistungsmischer/Granulator und der Mischer/Verdichter mit mittlerer Geschwindigkeit können dann das teilchenförmige Material wirksam in solcher Weise verformen, daß die Teilchenporosität beträchtlich vermindert wird oder auf einem niedrigen Level gehalten wird und demzufolge die Schüttdichte erhöht wird.
- Dieser verformbare Zustand kann auf einer Anzahl von Wegen erreicht werden, z.B. durch Bearbeiten bei Temperaturen oberhalb 45ºC. Wenn Flüssigkeiten wie Wasser oder nichtionische Tenside zu dem teilchenförmigen Ausgangsmaterial zugegeben werden, können niedrigere Temperaturen angewendet werden, z.B. 35ºC und mehr.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein sprühgetrocknetes Basispulver, das den Turm mit einer Temperatur von mehr als 45ºC verläßt, direkt dem erfindungsgemäßen Verfahren zugeführt.
- Alternativ kann das sprühgetrocknete Pulver zuerst gekühlt werden, z.B. in einem Airlift, und anschließend wieder nach dem Transport erhitzt werden. Die Wärme kann extern zugeführt werden, möglicherweise unterstützt durch intern erzeugte Wärme, z.B. Hydratationswärme des wasserfreien Natriumtripolyphosphats.
- Die Verformbarkeit eines Waschpulvers kann aus dem Kompressionsmodul abgeleitet werden, das wiederum aus den Spannungs-Dehnungs-Eigenschaften abgeleitet werden kann. Um das Kompressionsmodul einer spezifischen Zusammensetzung und eines spezifischen Feuchtigkeitsgehalts zu bestimmen, wird eine Probe der Zusammensetzung zusammengepreßt unter Bildung eines luftfreien Prills mit 13 mm Durchmesser und Höhe. Unter Verwendung einer Instron-Testvorrichtung wird das Spannungs-Dehnungs-Diagramm während einer unbeschränkten Kompression bei konstanter Dehnungsrate von 10 mm pro Minute aufgezeichnet. Das Kompressionsmodul kann dann aus der Steigung der Spannungs-Dehnungs-Linie während des ersten Teils des Kompressionsverfahrens abgeleitet werden, was die elastische Verformung wiederspiegelt. Das Kompressionsmodul wird ausgedrückt in MPa. Um das Kompressionsmodul bei verschiedenen Temperaturen zu messen, kann die Instron-Vorrichtung mit einem beheizbaren Probenhalter ausgestattet sein.
- Es wurde gefunden, daß das mit dem obigen Verfahren gemessene Kompressionsmodul gut mit der Abnahme der Teilchenporosität und dem gleichzeitigen Anstieg der Schüttdichte unter vergleichbaren Verarbeitungsbedingungen korreliert. Dies wird in den Beispielen weiter erläutert.
- Als allgemeine Regel kann das Pulver als in einem verformbaren Zustand betrachtet werden, wenn das Kompressionsmodul, wie oben definiert, geringer als ungefähr 25, vorzugsweise geringer als 20 MPa ist. Noch bevorzugter ist das Kompressionsmodul geringer als 15 MPa und Werte von weniger als 10 MPa sind besonders bevorzugt.
- Die Teilchenporosität kann durch Hg-Porosimetrie gemessen werden und der Feuchtigkeitsgehalt wurde bestimmt durch den Gewichtsverlust einer Probe nach 4 Stunden bei 135ºC.
- Die Verformbarkeit eines Pulvers hängt unter anderem von der chemischen Zusammensetzung, der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgehalt ab. Bezüglich der chemischen Zusammensetzung haben sich das Verhältnis von Flüssigkeiten zu Feststoffen und die Menge an Polymer als wesentliche Faktoren erwiesen. Außerdem war es im allgemeinen schwieriger phosphathaltige Pulver in einen verformbaren Zustand zu bringen, als zeolithaltige Pulver.
- Für die Verwendung, Handhabung und Lagerung muß das Waschpulver offensichtlich nicht mehr in einem verformbaren Zustand sein. Daher wird in einer letzten Verfahrensstufe nach der vorliegenden Erfindung das verdichtete Pulver getrocknet und/oder gekühlt. Diese Stufe kann in bekannter Weise durchgeführt werden, z.B. in einer Wirbelbettvorrichtung (trocknen) oder in einem Airlift (kühlen). Wegen der Verarbeitung ist es vorteilhaft, wenn für das Pulver nur eine Kühlstufe erforderlich ist, da die erforderliche Ausstattung relativ einfach ist.
- Das auf diese Weise erhaltene verdichtete Pulver kann als Waschpulver selbst verwendet werden. Im allgemeinen können jedoch verschiedene zusätzliche Inhaltsstoffe zugegeben werden, um ein effizienteres Produkt zu liefern. Die Menge an nachträglich zugegebenem Material liegt im allgemeinen bei etwa 10 bis 200 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des verdichteten Basispulvers.
- Einige Materialien können einem sprühgetrockneten verdichteten Pulver nachträglich zugegeben werden, da sie gegenüber Wärme empfindlich sind und daher ungeeignet sind, einer Sprühtrocknung unterzogen zu werden. Beispiele für solche Materialien schließen Enzyme, Bleichmittel, Bleichvorläufer, Bleichstabilisatoren, Schaumunterdrücker, Parfums und Farbstoffe ein. Flüssige oder pastenförmige Inhaltsstoffe können geeigneterweise an festen porösen Teilchen absorbiert werden, im allgemeinen anorganischen Teilchen, die dann dem verdichteten Pulver, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wurde, nachträglich zugegeben werden können.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird weiter durch die folgenden nicht beschränkenden Beispiele erläutert, worin Teile und Gewichtsteile sich auf Gewicht beziehen, wenn nicht anders angegeben. In den Beispielen werden die folgenden Abkürzungen verwendet:
- ABS : Alkylbenzolsulfonat, Natriumsalz von Alkylbenzolsulfonsäure, Dobansäure von Shell
- NI : nichtionisches Tensid (ethoxylierter Alkohol), Synperonic A3 oder A7 (3 bzw. 7 EO- Gruppen) von ICI
- Carbonat : Natriumcarbonat
- Silikat : Natriumalkalisilikat
- Zeolit : Zeolit A4 (Wessalith (Warenzeichen) von Degussa)
- Polymer : CP5, ein Copolymer von Maleinsäure und Acrylsäure mit einem Molekulargewicht von 70.000 von BASF.
- Die folgenden zeolithaltigen Waschpulver wurden hergestellt durch Sprühtrocknen von wäßrigen Aufschlämmungen. Die Zusammensetzungen (in Gew.-%) der so erhaltenen Pulver sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Beispiele ABS NI.7EO Zeolit Carbonat Polymer Bestandteile in geringer Menge Wasser
- Die Pulver wurden in einer Rate von 750 bis 1000 kg/Std. hergestellt und hatten eine Temperatur am Boden des Turms von etwa 60ºC. Die physikalischen Eigenschaften der sprühgetrockneten Pulver sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2 Beispiele Schüttdichte (kg/m³) Teilchenporosität (%) Feuchtigkeitsgehalt (%) Teilchengröße (um)
- Die Pulver wurden direkt einem Lödige (Warenzeichen) Recycler CB30, einem kontinuierlichen Hochleistungsmischer/Verdichter zugeführt, der oben genauer beschrieben wurde. Die Drehgeschwindigkeit war in allen Fällen 1600 Upm. Die mittlere Verweilzeit des Pulvers in dem Lödige Recycler war ungeführ 10 Sekunden. Zu dieser Vorrichtung wurden verschiedene Feststoffe und/oder Flüssigkeiten, wie in Tabelle 3 angegeben, zugegeben. Die Verarbeitungsbedingungen und Eigenschaften des Pulvers nach Verlassen des Lödige Recyclers sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3 Beispiele Pulvertemperatur (ºC) Zugabe von: Carbonat NI.3EO Schüttdichte [kg/m³] Teilchenporosität [%] Feuchtigkeitsgehalt [%] Teilchengröße [um] Modul [MPa] bei 60ºC
- In allen Fällen war die Schüttdichte der Pulver beträchtlich erhöht. Nach Verlassen des Lödige Recyclers wurde das Pulver einem Lödige (Warenzeichen) KM 300 Pflugschar- Mischer, einem kontinuierlichen Granulator/Verdichter mit mittlerer Geschwindigkeit, der oben genauer beschrieben wurde, zugeführt. Die Drehgeschwindigkeit war 120 Upm und die Messer wurden verwendet. Dieser Vorrichtung wurden Carbonatpulver mit einer Teilchengröße von 40 um oder Zeolitpulver mit einer Teilchengröße von 4 um zugegeben, wie in Tabelle 4 gezeigt. Die mittlere Verweilzeit des Pulvers in dieser Vorrichtung war etwa 3 Minuten. Die Verarbeitungsbedingungen und Eigenschaften des Pulvers nach Verlassen des Lödige Pflugschar-Mischers sind in Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4 Beispiele Temperatur [ºC] Zugabe von: Carbonat Zeolit A4 Schüttdichte [kg/m³] Teilchenporosität [%] Feuchtigkeitsgehalt [%] Teilchengröße [um]
- Nach Verlassen des Pflugschar-Granulators/Verdichters war die Schüttdichte des Pulvers sehr hoch. Um das endgültige Pulver zu erhalten, war eine Kühlstufe erforderlich, die in einem Airlift durchgeführt wurde. Die sich ergebenden Eigenschaften des Pulvers nach dem Abkühlen sind in Tabelle 5 angegeben. Tabelle 5 Beispiele Schüttdichte [kg/m³] dynamische Strömungsgeschwindigkeit [ml/s] unbegrenzter Kompressibilitätstest [kg] Teilchenporosität [%] Feuchtigkeitsgehalt [%] Teilchengröße [um] Übergröße (> 1900 um) [%]
- Schließlich wurden etwa 70 Teile der erhaltenen Pulver mit 20 Teilen Perboratmonohydrat-Bleichteilchen, 4 Teilen TAED Bleichaktivator, 3 Teilen Antischaumkörnchen und 0,5 Teilen proteolytischen Enzymen ergänzt, um ein Textilwaschmittel mit hoher Schüttdichte zu formulieren, das eine gute Waschleistung hatte.
Claims (13)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer körnigen
Waschmittel-Zusammensetzung oder -Komponente mit einer
Schüttdichte von mindestens 650 g/l, umfassend die
Stufen, daß man ein teilchenförmiges Ausgangsmaterial
(i) in einer ersten Stufe in einem
Hochleistungsmischer/Verdichter, wobei die mittlere Verweilzeit
5 bis 30 Sekunden ist;
(ii) in einer zweiten Stufe in einem
Granulator/Verdichter mittlerer Geschwindigkeit, wobei es in
einen verformbaren Zustand gebracht wird oder in
diesem gehalten wird, wobei die mittlere
Verweilzeit 1 bis 10 Minuten ist, und
(iii) in einer letzten Stufe in einer Trocken- und/oder
Kühlvorrichtung behandelt,
wobei 0,1 bis 40 Gew.-% eines Pulvers in der zweiten
Stufe oder zwischen der ersten und der zweiten Stufe
zugegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin 0,5 bis 10 Gew.-% eines
Pulvers zugegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin das Pulver eine
Teilchengröße von 2 bis 50, vorzugsweise 2 bis 10 um hat.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das
Pulver ein feines Zeolitpulver ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die
Waschmittel-Zusammensetzung in der zweiten Stufe mehr als
20 % aktive Stoffe enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, worin die
Waschmittel-Zusammensetzung in der zweiten Stufe mehr als 30 % aktive
Bestandteile enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das
teilchenförmige Ausgangsmaterial schon in der ersten
Stufe in einen verformbaren Zustand gebracht wird oder in
diesem gehalten wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin der
verformbare Zustand erzeugt wird, indem bei Temperaturen
oberhalb 45ºC gearbeitet wird und/oder dem
teilchenförmigen Ausgangsmaterial eine Flüssigkeit zugegeben
wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin
nichtionische Tenside auf das teilchenförmige Ausgangsmaterial
während der ersten Stufe gesprüht werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1l bis 9, worin das
teilchenförmige Ausgangsmaterial eine Mischung von
sprühgetrocknetem Material und anderen Feststoffen umfaßt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, worin das teilchenförmige
Ausgangsmaterial ein sprühgetrocknetes Waschpulver ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, worin die
Teilchenporosität des endgültigen körnigen Waschmittel-
Produktes geringer als 10 %, vorzugsweise geringer als
5 % ist.
13. Körnige Waschmittel-Zusammensetzung erhältlich mit dem
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und mit einer
Teilchenporosität von weniger als 10 %, vorzugsweise
weniger als 5 %.
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