DE69027289T2 - Verfahren zur Herstellung von Reinigungsmitteln hoher Dichte mit verbesserten Verteilungseigenschaften - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Reinigungsmitteln hoher Dichte mit verbesserten VerteilungseigenschaftenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Herstellung von gekörnten Waschmitteln. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung gekörnter, phosphatarmer oder phosphatfreier Waschmittel oder -komponenten mit hoher Schüttdichte und guten Pulvereigenschaften, insbesondere verbesserten Ausgabeeigenschaften.
- Seit einigen Jahren gibt es steigendes Interesse innerhalb der Waschmittelindustrie an der Herstellung konzentrierterer Textilwaschpulver mit relativ hoher Schüttdichte, beispielsweise etwa 500 g/l und darüber.
- Es gibt zwei grundsätzliche Formen der Verfahren, mit denen Grundpulver für Waschpulver hergestellt werden können. Die erste Form bezieht Sprühtrocknen einer wässerigen Waschmittelaufschlämmung in einem Sprühtrockenturm ein und bei der zweiten Verfahrensform werden verschiedene Komponenten trokkenvermischt und gegebenenfalls mit Flüssigkeiten, beispielsweise nichtionischen Tensiden, agglomeriert.
- Der hauptsächliche Faktor, der die Schüttdichte eines Waschmittelgrundpulvers beherrscht, ist die Schüttdichte der Ausgangsmaterialien im Fall eines Trockenvermischungsverfahrens und im Fall eines Sprühtrockenverfahrens die chemische zusammensetzung der Aufschlämmung, insbesondere das Verhältnis zwischen organischen und anorganischen Stoffen. Die Schüttdichte eines trockenvermischten Pulvers kann beispielsweise durch Erhöhen des Anteils an relativ dichtem Natriumsulfat erhöht werden. Letzteres trägt jedoch nicht zur Waschkraft des Pulvers bei, so daß die Gesamteigenschaften als Textilwaschpulver im allgemeinen nachteilig beeinflußt werden.
- Eine wesentliche Erhöhung der Schüttdichte kann daher nur durch zusätzliche Verarbeitungsschritte erreicht werden und einige Verfahren wurden im Stand der Technik beschrieben. Besondere Aufmerksamkeit hat man dabei der Verdichtung sprühgetrockneter Pulver durch Post-tower-Behandlung gewidmet.
- Die Japanische Patentanmeldung 61069897 (Kao) offenbart ein Verfahren, bei dem ein sprühgetrocknetes Waschpulver, das einen hohen Anteil an anionischem Tensid und einen geringen Anteil an Builder (Zeolith) enthält, nacheinander Pulverisieren und Körnungsbehandlung in einem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator unterzogen wird und die Granuherung in Gegenwart eines "Mittels zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften" und gegebenenfalls eines Bindemittels ausgeführt wird. Es scheint, daß in dem Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator das sprühgetrocknete Pulver anfänglich zu einem feinverteilten Zustand zerbrochen wird, dann das Oberflächen verbessernde Mittel und gegebenenfalls Bindemittel zugegeben werden und das pulverisierte Material unter Herstellung des Endprodukts mit hoher Schüttdichte granuliert wird. Das Oberflächen verbessernde Mittel, das ein fein verteilter, teilchenförmiger Feststoff ist, wie feines Natriumaluminosilicat, ist scheinbar erforderlich, um das Mittel vor Ausbildung großer Kugeln oder Kuchen zu bewahren.
- Die Britische Patentanmeldung 1517713 (Unilever) offenbart ein chargenverfahren, bei dem sprühgetrocknete oder granulierte Waschpulver, die Natriumtripolyphosphat und Natriumsulfat enthalten, verdichtet und in einem "Marumerizer" (Marke) sphäronisiert werden. Diese Vorrichtung umfaßt einen im wesentlichen horizontalen, aufgerauhten, drehbaren Tisch, der darin positioniert ist und am Grund davon einen im wesentlichen vertikalen, glattwandigen Zylinder.
- Die Britische Patentanmeldung 1453697 (Unilever) offenbart die Verwendung eines "Marumerizers" zur gemeinsamen Granulierung von Waschpulverkomponenten in Gegenwart eines flüssigen Bindemittels, unter Herstellung eines gekörnten Waschmittels.
- Die Europäische Patentanmeldung 220024 (Procter & Gamble) offenbart ein Verfahren, bei dem ein sprühgetrocknetes Waschpulver, das einen hohen Grad (30 bis 85 Gew.-%) anionisches Tensid, vermischt mit einem anorganischen Builder (Natriumtripolyphosphat oder Natriumaluminosilicat und Natriumcarbonat), umfaßt und unter hohem Druck, unter Verwendung eines Walzenverdichters ("Chilsonator") verdichtet wird, das verdichtete Material nach Entfernung übergroßen Materials und feinen Stoffen anschließend unter Verwendung einer üblichen Vorrichtung granuliert wird, beispielsweise in einer Wirbelschicht, einem Trommelmischer, einer Drehtrommel oder Pfanne.
- Die Europäische Patentanmeldung 259741 (Henkel) betrifft ein Tensidgemisch, das bei Umgebungstemperatur gießbar und pumpbar ist und aus 50 bis 65 % eines C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub9;-Talgalkoholsulfats, 4 bis 15 % eines C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub9; 10EO nichtionischen Tensids und einem Schmelzpunkt von etwa 30ºC, 2 bis 15 % eines Alkalimetallsalzes eines C&sub1;&sub4;-C&sub1;&sub8;-Talgalkoholsulfats, 4 bis 15 % eines C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub6;-Alkalisulfonatalkylenmetallsalzes oder Dinatrium-n-octylsulfosuccinat und 5 bis 13 % einer C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8;-Fettsäure, besteht.
- Die Europäische Patentanmeldung 265203 (Unilever) offenbart ein Verfahren, bei dem ein ganz anderer Ansatz vorgenommen wird. Gemäß diesem Verfahren wird zunächst eine flüssige Tensid-Zusammensetzung hergestellt, die bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 80ºC beweglich ist und die ein Natrium- oder Kaliumsalz eines Alkylbenzolsulfonats oder Alkylsulfats in einer Menge, die 80 Gew.-% nicht übersteigt, ein ethoxyliertes, nichtionisches Tensid, in einer Menge, die 80 Gew.-% nicht übersteigt und Wasser in einer Menge, die 10 Gew.-% nicht übersteigt, umfaßt. Diese flüssige Tensid-Zusammensetzung wird dann auf ein festes, teilchenförmiges, absorbierendes Material gesprüht, beispielsweise auf poröses, sprühgetrocknetes Grundpulver mit geringer Schüttdichte, das wenig oder keinen Aktivstoff enthält, unter Herstellung eines Waschmittelgrundpulvers mit einer erhöhten Schüttdichte Das vorstehend genannte Verfahren liefert gute Ergebnisse bei der Herstellung von phosphatenthaltenden Waschmitteln. Wenn das Verfahren jedoch zur Herstellung eines phosphatfreien Waschpulvers aus Zeolith enthaltendem Absorptionsmaterial vorgesehen ist, wurde gefunden, daß diese dichteren Pulver die Tendenz aufweisen, weniger gut in automatischen Waschmaschinen europäischen Typs ausgegeben zu werden, wobei ein relativ hoher Anteil des in die Maschine dosierten Pulvers hinter der Ausgabeschublade verbleibt, was zu Pulververschwendung, -verstopfung und mangelhaften Waschergebnissen führt. Dieses Problem wird besonders bei geringen Waschtemperaturen deutlich und die Verwendung eines Dosierbehälters, Shuttle, kann erforderlich werden, um zufriedenstellende Waschergebnisse zu erhalten.
- Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren der vorstehend genannten Art zur Herstellung von phosphatfreien Waschmitteln und Komponenten davon mit einer Schüttdichte von mindestens 500 g/l oder Zusammensetzungen, die tatsächlich auch Phosphat enthalten, bereitzustellen.
- Wir fanden nun, daß eine Verbesserung hinsichtlich der Ausgabeeigenschaften in dem vorstehend genannten Verfahren erhalten werden kann, wenn 2 bis 15 Gew.-% einer C&sub8;-C&sub2;&sub2;- Fettsäure in die flüssige Tensid-Zusammensetzung eingemischt werden, die auf das feste Material gesprüht wird.
- In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine flüssige Tensid-Zusammensetzung bereit, die bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von 20 bis 80ºC mobil ist und die im wesentlichen aus einem Natrium- oder Kaliumsalz eines Alkylbenzolsulfonats oder Alkylsulfats in einer Menge von 20 bis 70 Gew.-% und einem ethoxylierten, nichtionischen Tensid in einer Menge von 20 bis 60 Gew.-% und Wasser in einer Menge, die 20 Gew.-% nicht übersteigt, vorzugsweise nicht 10 Gew.-% übersteigt, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem 2 bis 15 Gew.-% einer Fettsäure mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen umfaßt.
- Gemäß einen zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend genannten, flüssigen Tensid-Zusammensetzung bereitgestellt, wobei das Verfahren umfaßt: Vermischen des nichtionischen Tensids mit einer konzentrierten, wässerigen Alkalinetallhydroxidlösung, die etwa 80 bis 98 % der stöchiometrischen Menge des zur Neutralisation der sauren Vorstufe des Sulfats oder Sulfonats erforderlichen Alkalimetallhydroxids aufweist, unter Herstellung einer nichtionischen Alkalidispersion, Vermischen der Vorstufe mit der Dispersion, unter Herstellung eines Gemisches; Einstellen des pH-Wertes auf etwa 7; Vermischen des Gemisches mit der Fettsäure, unter Herstellung der beweglichen Zusammensetzung.
- In einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines phosphatfreien, gekörnten Waschmittels mit einer Schüttdichte von mindestens 500 g/l bereitgestellt, umfassend Sprühen einer erfindungsgemäßen, flüssigen Tensid-Zusammensetzung auf vorzugsweise phosphatfreie, feste, teilchenförmige Materialien, bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von 20 bis 90ºC.
- Die erfindungsgemäßen, flüssigen Tensid-Zusammensetzungen umfassen vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% eines oder mehrerer ausgewählter anionischer Tenside und 20 bis 60 Gew.-% nichtionisches Tensid und so wenig wie möglich Wasser, um das Mittel bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 80ºC beweglich zu halten.
- Die anionische Tensidkomponente kann ein Natrium- oder Kaliumalkylsulfatsalz oder insbesondere ein Natrium- oder Kaliumalkylbenzolsulfonatsalz sein. Besonders geeignet sind Natriumalkylbenzolsulfonate, bei denen die Alkylgruppe 12 bis 15 Kohlenstoffatome besitzt.
- Das nichtionische Tensid kann ein beliebiges, ethoxyliertes, nichtionisches Tensid sein, das bei Temperaturen bis zu etwa 80ºC flüssig ist oder leicht verflüssigbar ist. Eine bevorzugte Form von nichtionischem Tensid für dieses Verfahren ist ein C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub5; aliphatischer Alkohol, der mit 2 bis 10 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert ist. Beispiele geeigneter nichtionischer Tenside sind C&sub1;&sub3;&submin;&sub1;&sub5;-Fettalkohole, die mit 3 bis 7 Ethoxygruppen kondensiert sind und von ICI als Synperonic (eingetragene Marke) A3 oder A7 handelsüblich sind.
- Die Zusammensetzungen entsprechen im wesentlichen den flüssigen Tensid-Zusammensetzungen, die in der Europäischen Patentanmeldung 265203 beschrieben sind, jedoch umfassen sie zusätzlich 2 bis 15 %, vorzugsweise 2 bis 7 Gew.-%, einer Fettsäure mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen. Es ist bevorzugt, wenn die Fettsäure 12 bis 20 Kohlenstoffatome aufweist und bevorzugter 16 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist. Eine geeignete Fettsäure ist beispielsweise Pristerene (eingetragene Marke) 4911, eine C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8;-Fettsäure, die von Unichema erhalten werden kann.
- Die flüssige Tensid-Zusammensetzung kann durch ein geeignetes Verfahren hergestellt werden, das den Wasseranteil unterhalb 10 Gew.-% hält. Beispielsweise ist es möglich, die Alkylbenzolsulfonsäure mit dem nichtionischen Tensid zu vermischen und Neutralisation durch Zugabe einer konzentrierten (das heißt 50 %-ig Gewicht/Volumen) wässerigen Natriumhydroxidlösung zu bewirken, gefolgt von Zugabe der Fettsäure; alles bei Umgebungstemperatur. Die exotherme Neutralisation ruft dann einen Temperaturanstieg auf einen Wert innerhalb des Bereichs von 20 bis 80ºC hervor, wobei das Gemisch im flüssigen Zustand ist.
- Es ist jedoch bevorzugt, das nichtionische Tensid mit einer konzentrierten, wässerigen Alkalimetallhydroxidlösung, vorzugsweise Natriumhydroxidlösung, (vorzugsweise etwa 50 Gewicht/Volumen-%) in einer Menge, die ein wenig geringer ist als die stöchiometrische der Säurevorstufe des Alkylbenzolsulfonats oder Alkylsulfats unter Herstellung einer nichtionischen/alkalischen Dispersion zu vermischen. Die Säuretensid-Vorstufe, wie Alkylbenzolsulfonsäure, wird dann zu der Dispersion unter Herstellung eines Gemisches gegeben und der pH-Wert wird auf etwa 7 mit Hilfe einer weiteren Menge konzentrierter Natriumhydroxidlösung eingestellt und schließlich die Fettsäure zugegeben. Es ist wesentlich, daß der pH-Wert der Lösung zum Zeitpunkt der Zugabe der Fettsäure ist unterhalb etwa 10, da sonst Seife gebildet wird, die zur Herstellung eines hoch viskosen oder festen Gemisches führt, das nicht zweckmäßigerweise mit dem festen, absorbierenden Material in Kontakt gebracht werden kann.
- Die so erhaltene, flüssige Tensid-Zusammensetzung wird mit dem festen, teilchenförmigen Material in Kontakt gebracht. Vorzugsweise wird sie auf das Material gesprüht. Gemäß vorliegender Erfindung ist das feste Material vorzugsweise ein phosphatfreies Material, wie ein sprühgetrocknetes Waschmittelmaterial, auf der Basis von Zeolith oder Schichtsilicaten.
- Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Pulvereigenschaften des fertigen Waschpulvers verbessert sind. Dies kann mit Hilfe des Unconfined Compressibility-Tests gemessen werden. In diesem Test wird das Waschpulver in einem Zylinder mit einem Durchmesser von 13 cm und einer Höhe von 15 cm angeordnet. Anschließend wird ein Gewicht von 10 kg auf das Obere des Pulvers gestellt. Nach 5 Minuten wird das Gewicht entfernt und die Zylinderwände werden fortgenommen. Anschließend wird eine wachsende Last auf das Obere der Säule aus komprimiertem Waschpulver gestellt und das Gewicht (in kg) wird bestimmt, bei dem die Säule zerfällt. Dieser Wert ist eine Funktion der Klebrigkeit des Waschpulvers und erwies sich als gutes Maß für die Lagerungsstabilität
- Die Erfindung wird weiterhin durch die nachstehenden, nichteinschränkenden Beispiele erläutert, wobei Teil- und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen sind, sofern nicht anders ausgewiesen.
- In den nachstehenden Beispielen werden folgende Abkürzungen verwendet:
- ABS : C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub5;-Alkylbenzolsulfonsäure, Dobanic (eingetragene Marke) 113 von Shell nichtionisches
- Tensid : nichtionisches Tensid (ethoxylierter C&sub1;&sub3;&submin;&sub1;&sub5;-Fettalkohol)
- Zeolith : Zeolith A4 (Wessalith (eingetragene Marke) von Degussa)
- Sulfat : Natriumsulfat
- Carbonat : Natriumcarbonat
- Silicat : alkalisches Natriumsilicat
- CMC : Carboxymethylcellulose
- Die nachstehenden, beweglichen, flüssigen Tensidgemische wurden durch Vermischen des nichtionischen Tensids mit konzentrierter, wässeriger Natriumhydroxidlösung (50 % Gewicht/Volumen) in einer Menge, die ein wenig geringer ist als die stöchiometrische zu der Alkylbenzolsulfonsäure, Zugabe der C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub3;-Alkylbenzolsulfonsäure und anschließend einer kleinen Menge einer 50 % (Gewicht/Volumen) Natriumhydroxidlösung, um den pH auf einen Wert von etwa 8 zu bringen, hergestellt. Aufgrund der exothermen Neutralisation stieg die Temperatur auf etwa 80ºC. Schließlich wurden die ausgewiesenen Mengen an Fettsäure zu dem Gemisch gegeben. Beispiel nichtionisches Tensid ABS (Säure) C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8;-Fettsäure
- Der pH-Wert der Gemische von Beispielen 2 bis 5 war zwischen 5,5 und 7 bei einer Temperatur von etwa 80ºC.
- Eine wässerige Aufschlämmung wurde sprühgetrocknet unter Herstellung eines teilchenförmigen, absorbierenden Materials mit nachstehender Zusammensetzung:
- Zeolith 75,61
- Sulfat 2,76
- CMC 2,02
- nichtionisches Tensid.7EO 2,47
- Wasser 17,14
- Anschließend wurden 28 Teile der flüssigen Tensidge mische nach Beispielen 1 bis 5 bei etwa 80ºC auf 72 Teile des teilchenförmigen, absorbierenden Materials unter Herstellung von Hilfsstoffen der Beispiele 6 bis 10 gesprüht. Sprühen der flüssigen Tensid-Zusammensetzungen von Beispielen 4 oder 5 auf dem teilchenförmigen, absorbierenden Material führte zu sehr klebrigen Pulvern von Beispielen 9 und 10, die nicht weiter untersucht wurden. Hilfsstoffe von Beispielen 6 bis 8 wurden anschließend mit verschiedenen anderen Komponenten trockenvermischt, unter Herstellung eines fertigen Waschpulvers:
- Zeolith-Hilfsstoff 60,90
- 20 % Perboratmonohydrat/80 % NI.7EO-Hilfsstoff 17,50
- Maleinsäure/Acrylsäure-Copolymer CPS (von BASF) 4,00
- TEAD 6,40
- dichtes Natriumcarbonat 5,75
- geringere Bestandteile 5,45
- Die Ausgabeeigenschaften des fertigen Pulvers, das die Hilfsstoffe von Beispielen 6 bis 8 enthielt, wurden in einer Schubladeneinspülvorrichtung Philips F800 bei einer Wassertemperatur von 8ºC untersucht. 125 g Produkt wurden in die Schubladeneinspülvorrichtung gegeben und Wasser wurde für 2 Minuten zugelassen. Anschließend wurde der Inhalt der Ausgabevorrichtung über Nacht bei 80ºC getrocknet und der Prozentsatz an zurückgebliebenem Produkt wurde ermittelt. Die Ergebnisse sind nachstehend angeführt. Hilfsstoff von Beispiel durchschnittlicher Prozentsatz an Rückstand beobachteter Minimalwert beobachteter Maximalwert
- Es ist ersichtlich, daß sowohl die mittleren Ausgabe rückstände, als auch die Variation zwischen dem minimalen und dem maximalen Wert für die Zusammensetzung von Beispiel 8 optimal sind, wobei das flüssige Tensidgemisch von Beispiel 3 verwendet wurde.
- Das nachstehende, bewegliche, flüssige Tensidgemisch wird durch Vermischen des nichtionischen Tensids mit einer konzentrierten, wässerigen Natriumhydroxidlösung (50 % Gewicht/Gewicht) in einer Menge, die ein wenig geringer als die stöchiometrische für die Alkylbenzolsulfonsäure ist, anschließend Zugeben einer geringen Menge einer 50 %-igen (Gewicht/Gewicht) Natriumhydroxidlösung, um den pH-Wert auf etwa 7 zu bringen, hergestellt. Aufgrund der exothermen Neutralisation stieg die Temperatur auf etwa 110ºC an. Schließlich wurden die ausgewiesenen Mengen an Fettsäure zu dem Gemisch gegeben. Beispiel nichtionisches Tensid.7EO ABS (Säure) Kokosnußfettsäure
- Dieses Gemisch wird dann in einer Drehtrommel auf die sprühgetrockneten Grundpulver von Beispielen 6 bis 10 gesprüht und anschließend mit 5 Gew.-% leichter Sodaasche und 3 Gew.-% Zeolith 4A belegt. Die leichte Sodaasche wurde zur Neutralisation der Fettsäure verwendet und eine weiße, harte Seife wurde hergestellt. Der Zeolith 4A wurde als Fließhilfe verwendet. Das erhaltene Pulver ist freifließend und hat eine Schüttdichte von etwa 700 g/l.
Claims (7)
1. Flüssige Tensid-Zusammensetzung, die bei einer
Temperatur innerhalb des Bereiches von 20 bis 80ºC beweglich
ist und im wesentlichen besteht aus:
a) einem Natrium- oder Kaliumsalz eines
Alkylbenzolsulfonats und/oder Alkylsulfats in einer Menge von 20 bis 70
Gew.-%;
b) einem ethoxylierten, nichtionischen Tensid in
einer Menge von 20 bis 60 Gew.-% und
c) Wasser in einer Menge, die 20 Gew.-% nicht
übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem umfaßt
d) 2 bis 15 Gew.-% einer Fettsäure mit 8 bis 22
Kohlenstoffatomen.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend 2 bis 7
Gew.-% der Fettsäure
3. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei die Fettsäure eine C16-C18-Fettsäure ist.
4. Verfahren zur Herstellung einer flüssigen Tensid-
Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 3, umfassend:
Vermischen des nichtionischen Tensids mit einer
konzentrierten, wässerigen Alkalimetallhydroxidlösung, die etwa
80 bis 98 % der stöchiometrischen Menge des zum
Neutralisieren einer Säurevorstufe des Sulfats oder Sulfonats
erforderlichen Alkalimetallhydroxids aufweist, unter Herstellung
einer nichtionischen alkalischen Dispersion; Vermischen der
Säurevorstufe mit der Dispersion unter Herstellung eines
Gemisches;
Einstellen des pH-Wertes auf etwa 7;
Vermischen des Gemisches mit Fettsäure unter
Herstellung der beweglichen Zusammensetzung.
5. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines
gekörnten Waschmittels mit einer Schüttdichte von mindestens
500 g/l, umfassend Inkontaktbringen einer flüssigen Tensid-
Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 3, mit einem
festen, teilchenförmigen Material, bei einer Temperatur im
Bereich von 20 bis 90ºC.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das feste,
teilchenförmige Material ein sprühgetrocknetes Pulver ist.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 6, wobei das
feste, teilchenförmige Material Zeolith umfaßt.
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