DE69636644T2

DE69636644T2 - Verfahren zur herstellung von granularen waschmittelkomponenten oder -zusammensetzungen

Info

Publication number: DE69636644T2
Application number: DE69636644T
Authority: DE
Inventors: Rutherford Peter BROUGHAM; George Burgess
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: DE69636644D1; EP0870008B2; CA2216816A1; KR19990008074A; CN1183798A; KR100258542B1; AU5324596A; BR9608445A; EP0870008A1; CN1117849C; ATE342955T1; ES2275274T3; AR001718A1; CA2216816C; EP0870008B1; JPH11504364A; TW323303B; MX9708236A; EP0870008A4; WO1996034082A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer granulösen Waschmittelzusammensetzung oder eines Bestandteils mit einer hohen Schüttdichte und guten Fließeigenschaften. Bei solchen Zusammensetzungen und Bestandteilen ist es bekannt, kristallinen Zeolith A zu verwenden, der ein wasserunlösliches, kristallines Material ist, das ein auf dem Gebiet der Waschmittel als Builder gut bekannt ist, der zum Entfernen von Kationen, wie Calcium und Magnesium, aus hartem Wasser besonders geeignet ist.
Kristalliner Zeolith A ist ein sehr fein verteiltes Pulver. Es ist übliche Praxis, das fein verteilte Pulver vor der Beimischung in fertige Produkte, besonders fertige Waschmittelzusammensetzungen, zu der Form von größeren Granalien (in der Regel 400 bis 1000 Mikrometer) zu verarbeiten. Es sind verschiedene Granulierungsverfahren bekannt, einschließlich Sprühtrocknung und Agglomeration. Herkömmliche Agglomerationsverfahren, bei denen Zeolith A als einer der Bestandteile verwendet wird, entsprechen seit langem dem Stand der Technik:
GB2005715 , veröffentlicht am 25. April 1979, beschreibt ein Agglomerationsverfahren auf der Basis von Zeolith A. Der Zeolith A wird zusammen mit Carbonat/Hydrogencarbonat agglomeriert, um nichtionische Tensidagglomerate herzustellen.
US-A-5 468 516 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen nichtionischer Waschmittelgranalien, die eine hohe Schüttdichte, eine hervorragende Pulverfließfähigkeit und eine Blockfestigkeitseigenschaft aufweisen, wobei (unter anderem) 20 bis 95 Gewichtsteile eines Builders, 1 bis 20 Gewichtsteile eines porösen, Öl absorbierenden Trägers und von 10 bis 60 Gewichtsteile eines nichtionischen Tensids verarbeitet werden.
WO93/25378, veröffentlicht am 23. Dezember 1993, offenbart ein Verfahren zum Herstellen granulöser Waschmittel, die Zeolith A umfassen. Der Zeolith A wird mit einer hochaktiven, neutralisierten Tensidpaste in einem Schnellmischer und einem mittelschnell laufenden Mischer/Agglomerator agglomeriert, um anionische Tensidagglomerate herzustellen.
Einer der Faktoren, der die Tensidaktivität des vorstehend erwähnten Standes der Technik begrenzt, ist die Fähigkeit von Zeolith A, flüssige organische Materialien zu absorbieren. Es ist vorgeschlagen worden, dass das Ersetzen von Zeolith A durch Zeolith P (besonders Zeolith MAP) dieses Problem beheben könnte:
EP521635 , veröffentlicht am 7. Januar 1993, offenbart granulöse Waschmittel, die unter Verwendung von 10 % bis 100 % Zeolith MAP hergestellt werden. Zeolith MAP hat eine andere chemische Zusammensetzung als Zeolith A. In Beispiel 1 dieser Patentanmeldung wird berichtet, dass das Ölabsorptionsvermögen von Zeolith MAP 41,6 ml/100 g beträgt und dass dies höher als bei gemessenen Proben von Zeolith A ist, für den es 26 bis 35,5 ml/100 g beträgt.
Das Verändern der chemischen Struktur von herkömmlichem kristallinem Zeolith A (d. h. Modifizieren der stöchiometrischen Verhältnisse von Si, Al, Na, O, H) ist jedoch nicht immer wünschenswert, da andere Eigenschaften und Charakteristika des Zeoliths zwangsläufig beeinflusst werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Granulierungsverfahren zum Herstellen granulöser Waschmittel bereitzustellen, das hochabsorbierenden kristallinen Zeolith in granulöse Agglomerate integriert, ohne die Builderfähigkeiten zu verlieren, besonders Calciumaustauschkapazität und Calciumaustauschrate.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Verwendung eines modifizierten kristallinen Zeoliths A mit höherem Ölabsorptionsvermögen in einem Verfahren, wie in Anspruch 1 angegeben, erfüllt. Der Zeolith A hat modifizierte physikalische Eigenschaften (d. h. Kristallinität, Oberflächenbereichseigenschaften, Feuchtigkeitsgehalt usw.) statt einer modifizierten chemischen Struktur, um ein Ölabsorptionsvermögen von mindestens 40 ml/100 g zu erreichen. Auf diese Weise können die hervorragenden Buildereigenschaften von Zeolith A weiterhin verwendet werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Granulierungsverfahren zum Herstellen granulöser Waschmittel mit verbesserter Verarbeitbarkeit bereitzustellen und wobei die Menge in dem Verfahren gebildeter übergroßer Teilchen (oder „Klumpen") verringert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgaben der Erfindung werden durch ein Verfahren zur Herstellung einer granulösen Waschmittelzusammensetzung oder einem Bestandteil mit einer Schüttdichte von mehr als 650 g/l erfüllt, das den Schritt des Dispergierens eines flüssigen Bindemittels in einem Pulverstrom in einem Schnellmischer umfasst, um granulöse Agglomerate zu bilden, wobei der Pulverstrom kristallinen Zeolith A mit einem Ölabsorptionsvermögen von mindestens 40 ml/100 g, vorzugsweise mindestens 45 ml/100 g und am meisten bevorzugt mindestens 50 ml/100 g umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die granulösen Agglomerate durch Mischen in einem Schnellmischer für eine Verweilzeit von 2 Sekunden bis 30 Sekunden, gefolgt von einem Schritt weiteren Mischens in einem mittelschnell laufenden Mischer/Agglomerator für eine Verweilzeit im mittelschnell laufenden Mischer von weniger als 5 Minuten, vorzugsweise weniger als 2 Minuten gebildet, wobei wahlweise ein fein verteiltes Pulver zugegeben werden kann.
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist das flüssige Bindemittel eine Tensidpaste, ein organisches Polymer oder Silikonöl. Tensidpaste kann anionische, nichtionische, kationische, amphotere, zwitterionische Tenside und Mischungen davon umfassen; wobei anionische und/oder nichtionische Tenside am meisten bevorzugt sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Granulation im Kontext der vorliegenden Erfindung ist definiert als ein Verfahren zur Herstellung eines granulierten Produkts, das ein Agglomerat von Teilchen ist, das sich selbst wie ein Teilchen verhält (nach S.A. Kuti, „Agglomeration – The Practical Alternative", veröffentlicht in Journal American Oil Chemists' Society, Band 55, Januar 1978). Das granulöse Agglomerat ist hierin als das Produkt eines solchen Granulierungsverfahrens definiert. Kuti fährt mit folgender Aussage fort: „the agglomerate is usually formed by blending solids with liquids that serve as adhesive agents. But a lump-free liquid-solids blend is often a difficult task to produce." (Das Agglomerat wird gewöhnlich durch Mischen von Feststoffen mit Flüssigkeiten, die als Haftmittel dienen, gebildet. Jedoch ist eine klumpenfreie Flüssigkeit-Feststoff-Mischung oft schwierig herzustellen.)
In der vorliegenden Erfindung umfassen die „Feststoffe", auf die sich Kuti bezieht, kristallinen Zeolith A mit bestimmten physikalischen Eigenschaften, die nachstehend ausführlicher definiert werden sollen. Es wurde nun herausgefunden, dass diese Wahl von „Feststoffen" stark zur Erfüllung der Aufgabe des Erzeugens einer klumpenfreien Flüssigkeit-Feststoff-Mischung beiträgt.
Der wesentliche Bestandteil des granulösen Agglomerats der vorliegenden Erfindung ist kristalliner Zeolith A der Formel (Na2O)·(Al2O3)·x(SiO2)·wH2O worin x von 1 bis 2 ist und w von 0 bis 6 ist.
Hydratisierter oder teilweise hydratisierter Natriumzeolith A mit einer Teilchengröße von bis zu 10 Mikrometern ist bevorzugt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform, x = 2, hat das Zeolith A-Material die Formel Na₁₂[(AlO₂)₁₂(SiO2)₁₂]·(6w')H₂O worin (6w') von ungefähr 20 bis ungefähr 30, besonders ungefähr 27 ist und eine Teilchengröße von generell weniger als ungefähr 5 Mikrometern aufweist.
Die Zeolith A-Materialien hierin können bis zu ungefähr 28 % Wasser enthalten. Bevorzugte Buildermaterialien liegen in hydratisierter Form vor und enthalten von ungefähr 5 Gew.-% bis ungefähr 28 Gew.-% Wasser. Stark bevorzugte kristalline Alumosilicat-Ionenaustauschermaterialien enthalten von ungefähr 10 % bis ungefähr 22 % Wasser in ihrer Kristallmatrix. Die kristallinen Zeolith A-Materialien werden weiterhin durch einen Teilchengrößendurchmesser von ungefähr 0,1 Mikrometer bis ungefähr 10 Mikrometer gekennzeichnet. Bevorzugte Ionenaustauschermaterialien haben einen Teilchengrößendurchmesser von ungefähr 0,2 Mikrometer bis ungefähr 4 Mikrometer. Der Ausdruck „Teilchengrößendurchmesser" hierin steht für den durchschnittlichen Teilchengrößendurchmesser nach Gewicht eines bestimmten Ionenaustauschermaterials, wie durch herkömmliche analytische Verfahren, wie zum Beispiel mikroskopische Bestimmung mit einem Rasterelektronenmikroskop, bestimmt. Die kristallinen Zeolith A-Materialien hierin sind weiter durch ihre Calciumionenaustauschkapazität gekennzeichnet, die mindestens ungefähr 200 mg Äquivalent von CaCO₃-Wasserhärte/g Alumosilicat, berechnet auf einer wasserfreien Basis, ist und die generell im Bereich von ungefähr 300 mg Äq./g bis 352 mg Äq./g liegt. Die Zeolith A-Materialien hierin sind noch weiter durch ihre Calciumionenaustauschrate gekennzeichnet, die mindestens ungefähr 0,13 g Ca⁺⁺/Liter/Minute/Gramm/Liter (2 Gran Ca⁺⁺/Gallone/Minute/Gramm/Gallone) Alumosilicat (wasserfreie Basis) ist und generell innerhalb des Bereichs von ungefähr 0,13 g Ca⁺⁺/Liter/Minute/Gramm/Liter (2 Gran/Gallone/Minute/Gramm/Gallone) bis ungefähr 0,39 g Ca⁺⁺/Liter/Minute/Gramm/Liter (6 Gran/Gallone/Minute/Gramm/Gallone) liegt, basierend auf Calciumionenhärte. Optimales Alumosilicat für Builderzwecke zeigt eine Calciumionenaustauschrate von mindestens ungefähr 0,26 g Ca⁺⁺/Liter/Minute/Gramm/Liter (4 Gran/Gallone/Minute/Gramm/Gallone)
Zeolith A-Materialien, die bei der Durchführung dieser Erfindung nützlich sind, sind im Handel erhältlich. Die in dieser Erfindung nützlichen Alumosilicate haben eine kristalline Struktur und können natürlich vorkommende Alumosilicate oder synthetisch abgeleitet sein. Ein Verfahren zur Herstellung von Alumosilicat-Ionentauschermaterialien ist im US-Patent Nr. 3,985,669, Krummel et al., erteilt am 12. Oktober 1976, durch Bezugnahme hierin eingeschlossen, erläutert.
Es ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass der Zeolith A, der bei der Bildung der granulösen Agglomerate verwendet wird, ein Ölabsorptionsvermögen von mindestens 40 ml/100 g, vorzugsweise mindestens 45 ml/100 g und am meisten bevorzugt mindestens 50 ml/100 g aufweist. Das Verfahren zur Bestimmung des Ölabsorptionsvermögens ist nachstehend unter der Überschrift „Testverfahren" beschrieben.
Wahlweise können andere Formen von Zeolith in Kombination mit dem Zeolith A vorhanden sein, wie Zeolith P, Zeolith X und Zeolith HS.
Die granulösen Agglomerate der vorliegenden Erfindung umfassen auch andere Waschmittelbestandteile.
Wasserlösliche Salze der höheren Fettsäuren, d. h. „Seifen", sind geeignete anionische Tenside in den Zusammensetzungen hierin. Dies schließt Alkalimetallseifen ein, wie die Natrium-, Kalium-, Ammonium- und Alkylammoniumsalze höherer Fettsäuren, die von etwa 8 bis etwa 24 Kohlenstoffatome und vorzugsweise von etwa 12 bis etwa 18 Kohlenstoffatome enthalten. Seifen können durch direkte Verseifung von Fetten und Ölen oder durch die Neutralisation freier Fettsäuren hergestellt werden. Besonders nützlich sind die Natrium- und Kaliumsalze der Mischun gen von aus Kokosnussöl und Talg gewonnenen Fettsäuren, d. h. Natrium- oder Kaliumtalg und Kokosnussseife.
Nützliche anionische Tenside schließen die wasserlöslichen Salze, vorzugsweise die Alkalimetall-, Ammonium- und Alkylolammoniumsalze von organischen Schwefelreaktionsprodukten ein, die in ihrer molekularen Struktur eine Alkylgruppe aufweisen, die von ungefähr 10 bis ungefähr 20 Kohlenstoffatome und eine Sulfonsäure- oder Schwefelsäureestergruppe enthalten. (Im Ausdruck „Alkyl" ist der Alkylteil von Acylgruppen eingeschlossen). Beispiele dieser Gruppe von synthetischen Tensiden sind die Natrium- und Kaliumalkylsulfate, besonders jene, die durch Sulfatierung der höheren Alkohole (C₈-C₁₈ Kohlenstoffatome) erhalten werden, wie jene, die durch Reduktion der Glyceride von Talg oder Kokosnussöl erzeugt werden; und die Natrium- und Kaliumalkylbenzolsulfonate, in denen die Alkylgruppe von ungefähr 9 bis ungefähr 15 Kohlenstoffatome in gerad- oder verzweigtkettiger Anordnung enthält, z. B. jene der in den US-Patenten Nr. 2,220,099 und 2,477,383 beschriebenen Art; und Methylestersulfonate. Besonders nützlich sind lineare, geradkettige Alkylbenzolsufonate, in denen die durchschnittliche Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe von ungefähr 11 bis 13 ist, abgekürzt als C₁₁-C₁₃-LAS.
Andere anionische Tenside hierin sind die Natriumalkylglycerylethersulfonate, besonders die Ether höherer Alkohole, die von Talg und Kokosnussöl abgeleitet sind; Natriumkokosnussölfettsäuremonoglyceridsulfonate und -sulfate; Natrium- oder Kaliumsalze von Alkylphenolethylenoxidethersulfaten, die von ungefähr 1 bis ungefähr 10 Einheiten Ethylenoxid pro Molekül enthalten und worin die Alkylgruppen von ungefähr 8 bis ungefähr 12 Kohlenstoffatome enthalten; und Natrium- oder Kaliumsalze von Alkylethylenoxidethersulfaten, die von ungefähr 1 bis ungefähr 10 Einheiten Ethylenoxid pro Molekül enthalten und worin die Alkylgruppe von ungefähr 10 bis ungefähr 20 Kohlenstoffatome enthält.
Zu anderen hierin nützlichen anionischen Tensiden gehören die wasserlöslichen Salze von Estern von alpha-sulfonierten Fettsäuren mit ungefähr 6 bis 20 Kohlenstoff atomen in der Fettsäuregruppe und von ungefähr 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Estergruppe; wasserlösliche Salze von 2-Acyloxyalkan-1-sulfonsäuren mit ungefähr 2 bis 9 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe und von ungefähr 9 bis ungefähr 23 Kohlenstoffatomen in der Alkaneinheit; Alkylethersulfate mit ungefähr 10 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und von ungefähr 1 bis 30 Mol Ethylenoxid; wasserlösliche Salze von Olefinsulfonaten mit ungefähr 12 bis 24 Kohlenstoffatomen; und beta-Alkyloxyalkansulfonate mit ungefähr 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und von ungefähr 8 bis ungefähr 20 Kohlenstoffatomen in der Alkaneinheit. Obwohl in der Regel die Säuresalze erörtert und verwendet werden, kann die Säureneutralisation als Teil des Feinverteilungsmischschritts durchgeführt werden.
Wasserlösliche nichtionische Tenside sind als Tenside in den Zusammensetzungen der Erfindung ebenfalls nützlich. Tatsächlich verwenden bevorzugte Verfahren anionische/nichtionische Mischungen. Solche nichtionischen Materialien schließen Verbindungen ein, die durch Kondensation von Alkylenoxidgruppen (von Natur aus hydrophil) mit einer organischen hydrophoben Verbindung, die von Natur aus aliphatisch oder alkylaromatisch sein kann, erzeugt werden. Die Länge der Polyoxyalkylengruppe, die mit einer bestimmten hydrophoben Gruppe kondensiert ist, kann leicht eingestellt werden, um eine wasserlösliche Verbindung mit dem gewünschten Gleichgewichtsgrad zwischen hydrophilen und hydrophoben Elementen zu ergeben.
Geeignete nichtionische Tenside schließen die Polyethylenoxidkondensate von Alkylphenolen ein, z. B. die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit einer Alkylgruppe, die von etwa 6 bis 16 Kohlenstoffatome enthält, entweder in geradkettiger oder verzweigtkettiger Konfiguration, mit von etwa 4 bis 25 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkylphenol.
Bevorzugte nichtionische Tenside sind die wasserlöslichen Kondensationsprodukte aliphatischer Alkohole, die 8 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten, entweder in geradkettiger oder in verzweigtkettiger Konfiguration, mit 1 bis 25 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol, insbesondere 2 bis 7 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol. Besonders bevorzugt sind die Kondensationsprodukte von Alkoholen mit einer Alkylgruppe mit etwa 9 bis 15 Kohlenstoffatomen und Kondensationsprodukte von Propylenglycol mit Ethylenoxid.
Weitere bevorzugte nichtionische Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide, die durch Reaktion eines Fettsäureesters und eines N-Alkylpolyhydroxyamins hergestellt werden können. Das bevorzugte Amin zum Gebrauch in der vorliegenden Erfindung ist N-(R1)-CH2(CH2OH)4-CH2-OH und der bevorzugte Ester ist ein C12-C20-Fettsäuremethylester. Am meisten bevorzugt wird das Reaktionsprodukt aus N-Methylglucamin (das aus Glucose abgeleitet werden kann) mit C12-C20-Fettsäuremethylester.
Verfahren zum Herstellen von Polyhydroxyfettsäureamiden sind in WO 9206073, veröffentlicht am 16. April 1992, beschrieben. Diese Anmeldung beschreibt die Herstellung von Polyhydroxyfettsäureamiden in Gegenwart von Lösungsmitteln. In einer stark bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird N-Methylglucamin mit einem C12-C20-Methylester umgesetzt. Sie besagt auch, dass der Hersteller von granulösen Waschmittelzusammensetzungen es angemessen finden kann, die Amidierungsreaktion in Gegenwart von Lösungsmitteln, die alkoxylierte, besonders ethoxylierte (EO3-8)C12-C14-Alkohole umfassen, durchzuführen (Seite 15, Zeilen 22–27). Dies ergibt direkt nichtionische Tensidsysteme, die zum Gebrauch in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, wie diejenigen, die N-Methylglucamid und C12-C14-Alkohole mit durchschnittlich 3 Ethoxylatgruppen pro Molekül umfassen.
Zu semipolaren nichtionischen Tensiden gehören wasserlösliche Aminoxide, die eine Alkyleinheit mit ungefähr 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und 2 Einheiten enthalten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkylgruppen und Hydroxyalkylgruppen, die 1 bis ungefähr 3 Kohlenstoffatome enthalten; wasserlösliche Phosphinoxide, die eine Alkyleinheit mit ungefähr 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und 2 Einheiten enthalten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkylgruppen und Hydroxyalkylgruppen, die ungefähr 1 bis 3 Kohlenstoffatomen enthalten; und wasserlösliche Sulfoxide, die eine Alkyleinheit mit ungefähr 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und eine Einheit enthalten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl- und Hydroxyalkyleinheiten mit ungefähr 1 bis 3 Kohlenstoffatomen.
Zu ampholytischen Tensiden gehören Derivate von aliphatischen oder aliphatischen Derivaten von heterocyclischen sekundären und tertiären Aminen, in denen die aliphatische Einheit entweder gerad- oder verzweigtkettig sein kann und wobei einer der aliphatischen Substituenten von ungefähr 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält und mindestens ein aliphatischer Substituent eine anionische wasserlöslich machende Gruppe enthält.
Zu zwitterionischen Tensiden gehören Derivate von aliphatischen quartären Ammonium-, Phosphonium- und Sulfoniumverbindungen, in denen einer der aliphatischen Substituenten von ungefähr 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält.
Zu nützlichen kationischen Tensiden gehören wasserlösliche quartäre Ammoniumverbindungen der Form R₄R₅R₆R₇N⁺X^–, worin R₄Alkyl mit 10 bis 20, vorzugsweise 12–18 Kohlenstoffatomen ist und R₅, R₆ und R₇ jeweils C₁- bis C₇-Alkyl, vorzugsweise Methyl sind; X^– ein Anion, z. B. Chlorid, ist. Beispiele solcher Trimethylammoniumverbindungen schließen C₁₂_₁₄-Alkyltrimethylammoniumchlorid und Kokosalkyltrimethylammoniummethosulfat ein.
Die granulösen Waschmittel der vorliegenden Erfindung können neutrale oder alkalische Salze enthalten, die einen pH in Lösung von sieben oder mehr aufweisen und entweder organischer oder anorganischer Natur sein können. Das Buildersalz unterstützt das Bereitstellen der gewünschten Dichte und Masse für die Waschmittelgranalien hierin. Obwohl einige Salze inert sind, fungieren einige von ihnen auch als Reinigungsbuildermaterialien in der Waschlösung.
Beispiele neutraler wasserlöslicher Salze schließen die Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierten Ammoniumchloride, -fluoride und -sulfate ein. Bevor zugt sind die Alkalimetallsalze, insbesondere Natriumsalze, der Vorstehenden. In der Regel wird Natriumsulfat in Waschmittelgranalien verwendet und ist ein besonders bevorzugtes Salz. Citronensäure, und im Allgemeinen jede andere organische oder anorganische Säure, kann in die granulösen Waschmittel der vorliegenden Erfindung integriert werden, solange sie mit dem Rest der Agglomeratzusammensetzung chemisch verträglich ist.
Zu anderen nützlichen wasserlöslichen Salzen gehören die Verbindungen, die allgemein als Waschmittelbuildermaterialien bekannt sind. Builder werden im Allgemeinen aus den verschiedenen wasserlöslichen Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierten Ammoniumphosphaten, Polyphosphaten, Phosphonaten, Polyphosphonaten, Carbonaten, Silicaten, Boraten und Polyhydroxysulfaten ausgewählt. Bevorzugt sind die Alkalimetallsalze, insbesondere Natriumsalze, der vorstehenden.
Spezifische Beispiele für anorganische Phosphatbuilder sind Natrium- und Kaliumtripolyphosphat, Pyrophosphat, polymeres Metaphosphat mit einem Polymerisationsgrad von etwa 6 bis 21 und Orthophosphat. Beispiele für Polyphosphonatbuilder sind die Natrium- und Kaliumsalze von Ethylendiphosphonsäure, die Natrium- und Kaliumsalze von Ethan-1-hydroxy-1,1-diphosphonsäure und die Natrium- und Kaliumsalze von Ethan-1,1,2-triphosphonsäure. Weitere phosphorhaltige Builderverbindungen sind in den US-Patenten Nr. 3,159,581; 3,213,030; 3,422,021; 3,422,137; 3,400,176 und 3,400,148, die hierin durch Bezugnahme eingeschlossen sind, offenbart.
Beispiele für anorganische Nichtphosphorbuilder sind Natrium- und Kaliumcarbonat, -hydrogencarbonat, -sesquicarbonat, -tetraboratdecahydrat und Silicat mit einem Molverhältnis von SiO₂ zu Alkalimetalloxid von etwa 0,5 bis etwa 4,0, vorzugsweise von etwa 1,0 bis etwa 2,4. Die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Zusammensetzungen benötigen kein überschüssiges Carbonat für die Verarbeitung und enthalten vorzugsweise nicht mehr als 2 % fein verteiltes Calciumcarbonat, wie in US-Patent Nr. 4,196,093, Clarke et al., erteilt am 1. Apr. 1980, offenbart, und sind vorzugsweise frei von Letzterem.
Polymere
Ebenfalls nützlich sind verschiedene organische Polymere, von denen einige zur Verbesserung der Reinigungskraft auch als Builder fungieren können. In solche Polymere eingeschlossen sein können die erwähnten Natriumcarboxyniederalkylcellulosen, Natriumniederalkylcellulosen und Natriumhydroxyniederalkylcellulosen, wie Natriumcarboxymethylcellulose, Natriummethylcellulose und Natriumhydroxypropylcellulose, Polyvinylalkohole (die oft auch etwas Polyvinylacetat einschließen), Polyacrylamide, Polyacrylate und verschiedene Copolymere, wie jene von Malein- und Acrylsäure. Die Molekulargewichte für solche Polymere variieren stark, aber die meisten liegen innerhalb des Bereichs von 2.000 bis 100.000. Andere geeignete Polymere sind Polyamin-N-oxidpolymere, Copolymere von N-Vinylpyrrolidon und N-Vinylimidazol, Polyvinylpyrrolidonpolymere, Polyvinyloxazolidone und Polyvinylimidazole oder Mischungen davon.
Polymere Polycarboxylat-Builder sind in US-Patent 3,308,067, Diehl, erteilt am 7. März 1967, dargelegt. Solche Materialien umfassen die wasserlöslichen Salze von Homo- und Copolymeren aliphatischer Carbonsäuren, wie Maleinsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure, Fumarsäure, Aconitsäure, Citraconsäure und Methylenmalonsäure.
Silikonöle
Teilchenförmige Schaumunterdrücker können auch entweder direkt mittels des Pulverstroms in die Agglomeriereinheit in die Agglomerate hierin integriert werden oder in die fertige Zusammensetzung durch Trockenzugabe. Vorzugsweise beruht die schaumunterdrückende Wirkung dieser Teilchen auf Fettsäuren oder Silikonen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Silikonöl an den spezifizierten Zeolith A adsorbiert.
Fakultative Bestandteile
Andere Bestandteile, die üblicherweise in Waschmittelzusammensetzungen verwendet werden, können in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung enthalten sein. Zu diesen gehören Fließmittel, Farbsprenkel, Bleichmittel und Bleichaktivatoren, Schaumverstärker oder Schaumunterdrücker, Anlaufschutz- und Korrosionsschutzmittel, Schmutzsuspendiermittel, Schmutzabweisemittel, Farbstoffe, Füllmittel, optische Aufheller, keimtötende Mittel, pH-Wert-Regler, andere Alkalinitätsquellen als Builder, hydrotrope Verbindungen, Enzyme, Enzymstabilisierungsmittel, Komplexbildner and Duftstoffe.
Diese fakultativen Inhaltsstoffe, besonders optische Aufheller, können entweder direkt in die Agglomerate hierin integriert werden oder können Bestandteile separater Teilchen sein, die für die Trockenzugabe zu den Agglomeraten der vorliegenden Erfindung geeignet sind.
Verarbeitung
Geeignete Agglomerationsverfahren sind in EP-A-510746, veröffentlicht am 28. Oktober 1992, und in WO93/25378, veröffentlicht am 23. Dezember 1993, definiert. Diese Anmeldungen beschreiben die Agglomeration von Feststoffen mit einer hochaktiven neutralisierten Tensidpaste. Es wird jedoch anerkannt, dass die hochaktive neutralisierte Paste ganz oder teilweise durch andere Tenside, besonders nichtionische Tenside (wie in EP643130 , veröffentlicht am 15. März 1995), oder durch organische Polymere oder Silikonöle ersetzt werden könnte.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind ausführlicher in den Beispielen unten beschrieben.
TESTVERFAHREN
Ölabsorptionswerte können anhand der folgenden britischen Normen, BS3483: Part 7: 1982 (entsprechend ISO 787/5-1980) bestimmt werden. Eine 5-Gramm-Probe Zeolith A mit einer freien Alkalinität von weniger als 0,5 % sollte verwendet werden. Der Ölabsorptionswert (OAV) wird folgendermaßen ausgedrückt:
BEISPIELE
Alle Werte werden in Gew.-% ausgedrückt. Zeolithanteile werden auf einer hydratisierten Basis ausgedrückt (einschließlich 15 Gew.-% gebundenes Wasser)

Zeolith A* hat ein Ölabsorptionsvermögen von 45,5 ml/100 g, erhältlich von Industrial Zeolites (UK) Ltd., Thurrock, Essex, England.
Zeolith A# hat ein Ölabsorptionsvermögen von 36 ml/100 g, erhältlich von Degussa unter der Handelsbezeichnung Wessalith^®.
C12-15AS ist Natriumalkylsulfat, wobei die Alkylketten hauptsächlich C12 bis C15 umfassen.
C12-15AE3S ist Natriumalkylethersulfat, wobei die Alkylketten hauptsächlich C12 bis C15 umfassen, und mit durchschnittlich 3 Ethoxygruppen pro Molekül.
Copolymer ist ein Copolymer von Acryl- und Maleinsäure.
Nichtionisches Tensid umfasst 7 Teile ethoxylierten Alkohol, wobei die Alkylketten hauptsächlich C2 bis C15 umfassen, und mit durchschnittlich 3 Ethoxygruppen pro Molekül; und 3 Teile C12-14-Polyhydroxyfettsäureamid.
Sonst. ist hauptsächlich Sulfat mit einigen anderen geringfügigen Verunreinigungen.

Granulöse Agglomerate mit der Zusammensetzung von Beispiel 1 wurden nach dem folgenden Verfahren hergestellt. Die pulverförmigen Rohmaterialien (Zeolith A und Natriumcarbonat) wurden in den Mischbehälter eines Eirich^®-Mischers gegeben, der mit 6,7 rad/s (64 U/min) gedreht wird, und 10 Sekunden lang gemischt. Der Mischbehälter wurde dann angehalten und vorgewärmte Tensidpaste (50°C), 80 % Tensidwirkstoff in wässriger Lösung, wurde dann in Scheiben in einen Hohlraum, der in der Mitte des Pulvers gebildet worden war, gegeben. Loses Pulver wurde über die Paste geschöpft, um diese vollständig zu bedecken. Der Mischer wurde dann wieder mit einem mit 6,7 rad/s (64 U/min) drehenden Behälter gestartet und das Schneidwerkzeug wurde auf 261,8 rad/s (2500 U/min) eingestellt. Das Mischen wurde angehalten, als granulöse Agglomerate sich zu bilden anfingen (an diesem Punkt stieg der vom Eirich gezogene Strom von 2,8 auf 3 A).
Die resultierenden granulösen Agglomerate waren rieselfähig und hatten weniger als 25 Gew.-% übergroße Teilchen (wobei übergroße Teilchen als jene mit einer Teilchengröße von mehr als 1600 Mikrometern betrachtet werden).
Granulöse Agglomerate mit der Zusammensetzung von Beispiel 2 wurden nach dem folgenden Verfahren hergestellt.
Eine Paste, die die Tenside umfasste, wurde durch Sulfatieren und Neutralisieren geeigneter Alkohole hergestellt. Die resultierende Paste hatte einen Wassergehalt von 18 %.
Die Paste wurde in einen Hochschermischer (Lödige CB^®) gepumpt. Gleichzeitig wurden Zeolith A und Natriumcarbonat in den Hochschermischer geleitet und mit der hochviskosen Paste darin gut vermischt. Die resultierende Mischung wurde direkt in einen Niederschermischer (Lödige KM^®) übertragen, wo sich Agglomerate bildeten. Nach dem Austreten aus dem Niederschermischer wurden die Agglomerate gesiebt, um übergroße „Klumpen" und Feinstoffe zu entfernen. Schließlich wurden die Agglomerate in einem Fließbett abgekühlt und gelagert, bevor sie mit anderen Waschmittelpulvern vermischt wurden, um ein fertiges Produkt zu bilden.
Die Verweilzeit in dem Hochschermischer betrug ungefähr 8 Sekunden und die Verweilzeit in dem Niederschermischer betrug ungefähr 35 Sekunden.
Granulöse Agglomerate mit der Zusammensetzung von Beispiel 3 wurden nach demselben Verfahren wie Beispiel 2 hergestellt, wobei die anionische Tensidpaste durch das nichtionische Tensid ersetzt wurde, das als eine viskose Paste bei 70°C gehalten wurde.
Granulöse Agglomerate mit der Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel A wurden nach demselben Verfahren wie Beispiel 1 hergestellt, wobei die gleiche Zeit des Vermischens der Pulver und der Paste wie in Beispiel 1 verwendet wurde. Die resultierenden granulösen Agglomerate hatten mehr als 25 Gew.-% übergroße Teilchen (wobei übergroße Teilchen als jene mit einer Teilchengröße von mehr als 1600 Mikrometern betrachtet werden).

Claims

Verfahren zur Herstellung von einer bzw. einem granulösen Waschmittelzusammensetzung oder -bestandteil mit einer Schüttdichte größer als 650 g/l, das den Schritt des Dispergierens eines flüssigen Bindemittels in einem Pulverstrom in einem Schnellmischer umfasst, um granulöse Agglomerate zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverstrom kristallinen Zeolith A mit einem Ölabsorptionsvermögen von mindestens 40 ml/100g umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die granulösen Agglomerate durch Mischen in dem Schnellmischer für eine Verweilzeit von 2 Sekunden bis 30 Sekunden gebildet werden, gefolgt vom Schritt des weiteren Mischens in einem mittelschnell laufenden Mischer/Agglomerator für eine Verweilzeit im mittelschnell laufenden Mischer von weniger als 5 Minuten, vorzugsweise weniger als 2 Minuten, wobei wahlweise ein fein verteiltes Pulver zugegeben werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das flüssige Bindemittel eine Paste ist, die zu mindestens 10 Gew.-% ein neutralisiertes anionisches Tensid umfasst, wobei die Paste eine Viskosität von mindestens 10.000 mPa·s aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das flüssige Bindemittel eine Tensidpaste ist, die zu mindestens 70 Gew.-% Tensid umfasst, wobei das Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus anionischen, nichtionischen, kationischen, amphoteren, zwitterionischen Tensiden und Mischungen davon.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die bzw. der granulöse Waschmittelzusammensetzung oder -bestandteil Folgendes umfasst: a) von 20 Gew.-% bis 80 Gew.-% kristallinen Zeolith A mit einem Ölabsorptionsvermögen von mindestens 40 ml/100g; b) zu mindestens 20 Gew.-% Tensid.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die bzw. der granulöse Waschmittelzusammensetzung oder -bestandteil Folgendes umfasst: a) von 20 Gew.-% bis 70 Gew.-% kristallinen Zeolith A mit einem Ölabsorptionsvermögen von mindestens 40 ml/100g; b) zu mindestens 30 Gew.-% anionisches Tensid, wobei das Verhältnis des kristallinen Zeoliths A zu dem anionischen Tensid weniger als 1:1 ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die bzw. der granulöse Waschmittelzusammensetzung oder -bestandteil Folgendes umfasst: a) von 20 Gew.-% bis 80 Gew.-% kristallinen Zeolith A mit einem Ölabsorptionsvermögen von mindestens 40 ml/100g; b) zu mindestens 20 Gew.-% nichtionisches Tensid, wobei das Verhältnis des kristallinen Zeoliths A zu dem nichtionischen Tensid weniger als 2:1 ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bzw. der granulöse Waschmittelzusammensetzung oder -bestandteil Folgendes umfasst: a) von 20 Gew.-% bis 70 Gew.-% kristallinen Zeolith A mit einem Ölabsorptionsvermögen von mindestens 40 ml/100g; b) zu mindestens 30 Gew.-% ein organisches Polymer.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bzw. der granulöse Waschmittelzusammensetzung oder -bestandteil Folgendes umfasst: a) von 20 Gew.-% bis 70 Gew.-% kristallinen Zeolith A mit einem Ölabsorptionsvermögen von mindestens 40 ml/100g; b) zu mindestens 30 Gew.-% ein Silikonöl.