DE69713288T2

DE69713288T2 - Verfahren zur herstellung von waschmittel mit niedrigem schüttgewicht durch agglomerierung mit anorganischem doppelsalz

Info

Publication number: DE69713288T2
Application number: DE69713288T
Authority: DE
Inventors: Edward Beimesch; Edgar Chapman; Amaat France; Barrett Rogers
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1997-02-04
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2017-02-05
Also published as: EP0882125B1; BR9707512A; DE69713288D1; CA2245933A1; PT882125E; ES2175345T3; ATE219138T1; CN1122710C; EP0882125A1; CA2245933C; CN1214730A; WO1997030145A1; US5668099A; DK0882125T3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Herstellung einer Detergenzzusammensetzung niedriger Dichte. Spezieller richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren, durch welches Detergenzagglomerate mit niedriger Dichte durch Agglomerieren einer grenzflächenaktiven Paste oder eines flüssigen Säureprecursors eines anionischen grenzflächenaktiven Mittels mit sprühgetrockneten Körnchen, die ein anorganisches Doppelsalz aus Natriumcarbonat und Natriumsulfat und ein grenzflächenaktives Mittel enthalten, hergestellt werden. Das Verfahren liefert eine freifließende Detergenzzusammensetzung niedriger Dichte, welche kommerziell als herkömmliche, nicht kompakte Detergenzzusammensetzung vertrieben oder als eine Zumischung in einem gering zu dosierenden "kompakten" Detergenzprodukt verwendet werden kann.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Seit kurzem besteht in der Detergenzindustrie beträchtliches Interesse an Wäschewaschdetergenzien, welche "kompakt" sind und daher geringe Dosierungsvolumina aufweisen. Um die Herstellung dieser sogenannten Niedrigdosierungsdetergenzien zu erleichtern, wurden viele Versuche durchgeführt, um Detergenzien mit einer hohen Schüttdichte, beispielsweise mit einer Dichte von 600 g/l oder darüber, herzustellen. Nach den Niedrigdosierungsdetergenzien besteht gegenwärtig ein hoher Bedarf, da sie Ressourcen bewahren und in kleinen Verpackungen vertrieben werden können, welche für die Konsumenten praktischer sind. Das Ausmaß, in welchem moderne Detergenzprodukte von "kompakter" Natur sein müssen, bleibt unbestimmt. Tatsächlich bevorzugen viele Konsumenten, insbesondere in Entwicklungsländern, höhere Dosierungsmengen bei ihren jeweiligen Wäschewaschvorgängen. In der Folge besteht daher in der Technik ein Bedarf daran, moderne Detergenzzusammensetzungen mit einer Flexibilität hinsichtlich der endgültigen Dichte der Endzusammensetzung herzustellen.
Im allgemeinen gibt es zwei Hauptverfahrenstypen, durch welche Detergenzkörnchen oder -pulver hergestellt werden können. Der erste Verfahrenstyp umfaßt das Sprühtrocknen einer wäßrigen Detergenzaufschlämmung in einem Sprühtrocknungsturm, um hochporöse Detergenzkörnchen herzustellen. Im zweiten Verfahrenstyp werden die verschiedenen Detergenzkomponenten trocken vermischt, wonach sie mit einem Bindemittel, wie einem nichtionischen oder anionischen grenzflächenaktiven Mittel agglomeriert, werden. In beiden Verfahren sind die wichtigsten Faktoren, welche die Dichte der entstehenden Detergenzkörnchen bestimmen, die Dichte, die Porosität und die Oberfläche, sowie die Form der verschiedenen Ausgangsmaterialien und deren jeweilige chemische Zusammensetzung. Diese Parameter können jedoch nur in einem begrenzten Bereich variiert werden. Die Flexibilität in der wesentlichen Schüttdichte kann daher nur durch zusätzliche Verarbeitungsschritte erzielt werden, welche zu einer niedrigeren Dichte der Detergenzkörnchen führen.
In der Technik sind viel Versuche unternommen worden, um Verfahren bereitzustellen, welche die Dichte von Detergenzkörnchen oder -pulvern erhöhen. Besondere Aufmerksamkeit wurde der Verdichtung von sprühgetrockneten Körnchen durch eine nach dem Turm erfolgende Behandlung gewidmet. Beispielsweise umfaßt ein Versuch ein diskontinuierliches Verfahren, in welchem sprühgetrocknete oder granulierte Detergenzpulver, die Natriumtripolyphosphat und Natriumsulfat enthalten, verdichtet und in einem Marumerizer® in Kugelform übergeführt werden. Diese Apparatur umfaßt einen im wesentlichen horizontalen, aufgerauhten rotierbaren Tisch, der im Inneren und an der Basis eines im wesentlichen vertikalen, eine glatte Wandung aufweisenden Zylinders angeordnet ist. Dieses Verfahren ist jedoch im wesentlichen ein diskontinuierliches Verfahren und es ist daher für die großtechnische Herstellung von Detergenzpulvern weniger geeignet. Vor kurzem wurden andere Versuche durchgeführt, um kontinuierliche Verfahren zur Erhöhung der Dichte von Detergenzkörnchen "nach dem Turm" oder sprühgetrockneten Detergenzkörnchen bereitzustellen. Typischerweise erfordern derartige Verfahren eine erste Apparatur zur Pulverisierung oder Vermahlung der Körnchen und eine zweite Apparatur, welche die Dichte der pulverisierten Körnchen durch Agglomerieren erhöht. Obwohl diese Verfahren den gewünschten Anstieg in der Dichte durch Behandeln oder Verdichten von Körnchen "nach dem Turm" oder sprühgetrockneten Körnchen erzielen, liefern sie kein Verfahren, welches die Flexibilität zur Bereitstellung von Körnchen niedrigerer Dichte aufweist.
Darüber hinaus sind alle vorstehend genannten Verfahren hauptsächlich auf die Verdichtung oder in anderer Weise erfolgende Verarbeitung sprühgetrockneter Körnchen gerichtet. Gegenwärtig werden die relativen Mengen und Typen von Materialien, welche Sprühtrocknungsverfahren bei der Herstellung von Detergenzkörnchen unterworfen werden, eingeschränkt. Beispielsweise ist es schwierig, hohe Mengen an grenzflächenaktiven Mitteln in der entstehenden Detergenzzusammensetzung zu erzielen, ein Merkmal, welches die Produktion von Detergenzien in effizienterer Weise ermöglicht. Es wäre daher wünschenswert, ein Verfahren zur Verfügung zu haben, durch welches Detergenzzusammensetzungen ohne die aus herkömmlichen Sprühtrocknungsverfahren resultierenden Einschränkungen hergestellt werden können.
Zu diesem Zweck ist die Technik voll von veröffentlichten Verfahren, welche die Agglomerierung von Detergenzzusammensetzungen erfordern. Beispielsweise wurden Versuche unternommen, um Detergenzgerüststoffe durch Mischen von Zeolith und/oder Schichtsilikaten in einem Mischer zu agglomerieren, um freifließende Agglomerate auszubilden. Obwohl derartige Versuche nahelegen, daß deren Verfahren zur Herstellung von Detergenzagglomeraten verwendet werden kann, liefern sie keinen Mechanismus, durch welchen Ausgangsdetergenzmaterialien in der Form von Pasten, Flüssigkeiten und/oder trockenen Materialien wirksam zu spröden, freifließenden Detergenzagglomeraten mit eher niedrigen Dichten (d. h. weniger als 500 g/l) als höheren Dichten agglomeriert werden können.
Es besteht daher ein Bedarf in der Technik für ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Detergenzzusammensetzung niedriger Dichte direkt aus Ausgangsdetergenzbestandteilen. Es besteht weiterhin ein Bedarf an einem derartigen Verfahren, welches effizienter, flexibel und ökonomisch ist, um die großtechnische Herstellung von Detergenzien, die sowohl gering als auch hoch zu dosieren sind, zu ermöglichen.

STAND DER TECHNIK

Die folgenden Referenzstellen sind auf die Verdichtung sprühgetrockneter Körnchen gerichtet: Appel et al., US-Patent Nr. 5,133,924 (Lever); Bortolotti et al., US-Patent Nr. 5,160,657 (Lever); Johnson et al., Britisches Patent No. 1,517,713 (Unilever); und Curtis, Europäische Patentanmeldung 451,894. Die folgenden Referenzstellen sind auf die Herstellung von Detergenzien durch Agglomerierung gerichtet: Beerse et al., US- Patent Nr. 5,108,646 (Procter & Gamble); Capeci et al., US- Patent Nr. 5,366,652 (Procter & Gamble); Hollingsworth et al., Europäische Patentanmeldung 351,937 (Unilever); und Swatling et al., US-Patent Nr. 5,205,958. Die folgenden Referenzstellen sind auf anorganische Doppelsalze gerichtet: Evans et al., US- Patent Nr. 4,820,441 (Lever); Evans et al., US-Patent Nr. 4,818,424 (Lever); und Atkinson et al., US-Patent Nr. 4,900,466 (Lever).

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung erfüllt die vorgenannten Bedürfnisse der Technik, indem sie ein Verfahren bereitstellt, durch welches eine Detergenzzusammensetzung niedriger Dichte (unter etwa 500 g/l) aus einer grenzflächenaktiven Paste oder einem Precursor hievon, zusätzlichen Detergenzbestandteilen und sprühgetrockneten Körnchen, welche ein anorganisches Doppelsalz und eine geringe Menge eines grenzflächenaktiven Mittels enthalten, hergestellt wird. Das Verfahren umfaßt ein Agglomerierungsverfahren, welches in unerwarteter Weise Agglomerate mit eher niedriger Dichte als hoher Dichte liefert.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Agglomerate" auf Teilchen, welche durch Agglomerieren von Detergenzkörnchen oder -teilchen ausgebildet werden, die typischerweise eine geringere mittlere Teilchengröße als die gebildeten Agglomerate besitzen. Wie hierin verwendet, bedeutet die Wendung "eine geringe Menge eines grenzflächenaktiven Mittels" eine Menge, die ausreichend ist, um die Verringerung der Dichte der entstehenden sprühgetrockneten Körnchen, die im Verfahren hergestellt werden, zu unterstützen, welche typischerweise in der Größenordnung von 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, stärker bevorzugt von 6 Gew.-% bis 10 Gew.-% der Gesamtmenge an sprühgetrockneten Materialien beträgt. Wie hierin verwendet, bezeichnet die Wendung "trockenes Detergenzmaterial" allgemein Detergenzmaterialien in pulverisierter, körniger, flockiger oder agglomerierter Form, welche von Flüssigkeiten oder Feuchtigkeit im wesentlichen frei sind (d. h. weniger als 5 Gew.-% enthalten). Alle hierin verwendeten Prozentsätze sind als "Gewichtsprozent" angegeben, sofern nicht anders angeführt. Alle Dokumente, einschließlich hierin zitierter Patente und Veröffentlichungen. Alle hierin beschriebenen Viskositäten werden bei 70ºC und bei Schergefällen von 10 bis 50 s&supmin;¹, vorzugsweise von 25 s&supmin;¹ gemessen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Detergenzagglomeraten niedriger Dichte bereitgestellt. Das Verfahren umfaßt die Schritte von (a) Sprühtrocknen eines wäßrigen Gemisches aus Natriumsulfat, Natriumcarbonat und einer geringen Menge von einem grenzflächenaktiven Mittel, um so sprühgetrocknete Körnchen auszubilden, welche ein anorganisches Doppelsalz aus dem Natriumcarbonat und dem Natriumsulfat und die geringe Menge des grenzflächenaktiven Mittels enthalten; (b) Agglomerieren der sprühgetrockneten Körnchen mit einer grenzflächenaktiven Detergenzpaste und trockenem Zusatzdetergenzmaterial in einem Hochgeschwindigkeitsmischer, um Detergenzagglomerate zu erhalten, wobei das trockene Zusatzdetergenzmaterial ein zusätzliches Natriumcarbonatmaterial umfaßt; und (c) Trocknen der Detergenzagglomerate, um so die Detergenzzusammensetzung mit einer Dichte unter 500 g/l auszubilden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Detergenzagglomeraten niedriger Dichte bereitgestellt. Das Verfahren umfaßt die Schritte von (a) Sprühtrocknen eines wäßrigen Gemisches aus Natriumsulfat, Natriumcarbonat und einer geringen Menge von einem grenzflächenaktiven Mittel, um so sprühgetrocknete Körnchen auszubilden, welche ein anorganisches Doppelsalz aus dem genannten Natriumcarbonat und dem genannten Natriumsulfat und die geringe Menge des grenzflächenaktiven Mittels enthalten; (b) Agglomerieren eines flüssigen Säureprecursors von einem anionischen grenzflächenaktiven Mittel, den sprühgetrockneten Körnchen und trockenem Zusatzdetergenzmaterial in einem Hochgeschwindigkeitsmischer, um Detergenzagglomerate zu erhalten, wobei das trockene Zusatzdetergenzmaterial ein zusätzliches Natriumcarbonatmaterial enthält; und (c) Abkühlen der Detergenzagglomerate, um so die Detergenzzusammensetzung mit einer Dichte unter 500 g/l auszubilden.
In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer Detergenzzusammensetzung niedriger Dichte bereitgestellt. Dieses Verfahren umfaßt die Schritte von (a) Sprühtrocknen eines wäßrigen Gemisches aus Natriumsulfat, Natriumcarbonat und einer geringen Menge von einem ethoxylierten C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub5;-Alkylsulfatgrenzflächenaktiven Mittel mit einem durchschnittlichen Ethoxylierungsgrad von etwa 3, um so sprühgetrocknete Körnchen auszubilden, welche ein anorganisches Doppelsalz der Formel Na&sub2;SO&sub4;·Na&sub2;CO&sub3; und die geringe Menge des ethoxylierten Alkylsulfat-grenzflächenaktiven Mittels enthalten; (b) Agglomerieren der sprühgetrockneten Körnchen mit einer grenzflächenaktiven Detergenzpaste oder einem Precursor hievon und Detergenzzusatzmaterial am Beginn in einem Hochgeschwindigkeitsmischer und darauffolgend in einem Mischer mit mittlerer Geschwindigkeit, um Detergenzagglomerate zu erhalten, wobei das Zusatzdetergenzmaterial ein zusätzliches Natriumcarbonatmaterial enthält; und (c) Trocknen oder Kühlen der genannten Detergenzagglomerate, um so die Detergenzzusammensetzung mit einer Dichte unter 500 g/l auszubilden.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Detergenzzusammensetzung niedriger Dichte direkt aus Ausgangsdetergenzbestandteilen bereitzustellen. Es ist auch ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches effizienter, flexibel und ökonomisch ist, um die großtechnische Herstellung von Detergenzien für sowohl geringe als auch hohe Dosierungsmengen zu ermöglichen. Diese und andere Ziele, Merkmale und damit verbundene Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten durch Studium der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und der angeschlossenen Ansprüche klar werden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren, wodurch freifließende Detergenzagglomerate niedriger Dichte mit einer Dichte von weniger als 500 g/l, am stärksten bevorzugt von 300 g/l bis 480 g/l hergestellt werden. Das Verfahren liefert Detergenzagglomerate niedriger Dichte aus einer hoch viskosen grenzflächenaktiven Paste oder einem flüssigen Säureprecursor eines anionischen grenzflächenaktiven Mittels, welches anschließend mit Natriumcarbonat neutralisiert wird, das als ein trockener Zusatzdetergenzbestandteil während des Agglomerierungsechrittes eingesetzt wird. Allgemein wird das vorliegende Verfahren zur Herstellung von Normaldosierungsdetergenzien im Gegensatz zu Niedrigdosierungsdetergenzien verwendet, wodurch die entstehenden Detergenzagglomerate als Detergenz oder Detergenzzusatz verwendet werden können. Es sollte klar sein, daß das hierin beschriebene Verfahren in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung kontinuierlich oder diskontinuierlich sein kann.

Verfahren

Im ersten Schritt des Verfahrens wird ein wäßriges Gemisch aus Natriumsulfat, Natriumcarbonat und einer geringen Menge eines grenzflächenaktiven Mittels sprühgetrocknet, um sprühgetrocknete Körnchen auszubilden, welche ein anorganisches Doppelsalz des Natriumcarbonats und des Natriumsulfats und ein grenzflächenaktives Mittel enthalten. Dieser Schritt kann in jeder beliebigen bekannten Sprühtrocknungsapparatur, einschließlich herkömmlicher Sprühtrocknungstürme unterschiedlicher Höhe und Größe in Abhängigkeit von der gewünschten Produktionskapazität, durchgeführt werden. Wie zuvor erwähnt, liegt die geringe Menge an grenzflächenaktivem Mittel in der Größenordnung von 0,1% bis 15% und am stärksten bevorzugt von 6% bis 10%, bezogen auf das Gewicht des gesamten wäßrigen Gemisches vor dem Sprühtrocknen.
Allgemein wird das grenzflächenaktive Mittel vorzugsweise unter anionischen, nichtionischen, zwitterionischen, ampholytischen und kationischen Klassen und verträglichen Gemischen hievon ausgewählt. Hierin nützliche grenzflächenaktive Mittel sind im US-Patent 3,664,961, Norris, ausgegeben am 23. Mai 1972, und im US-Patent 3,919,678, Laughlin et al., ausgegeben am 30. Dezember 1975, beschrieben. Nützliche kationische grenzflächenaktive Mittel umfassen auch jene, die im US-Patent 4,222,905, Cockrell, ausgegeben am 16. September 1980, und im US-Patent 4,239,659, Murphy, ausgegeben am 16. Dezember 1980, beschrieben sind. Von den grenzflächenaktiven Mitteln sind anionische, kationische, zwitterionische und nichtionische bevorzugt und anionische am meisten bevorzugt.
Nicht einschränkende Beispiele der bevorzugten anionischen grenzflächenaktiven Mittel, die hierin nützlich sind, umfassen die herkömmlichen C&sub1;&sub1;-C&sub1;&sub8;-Alkylbenzolsulfonate ("LAS"), primäre, verzweigte und statistische C&sub1;&sub0;-C&sub2;&sub0;-Alkylsulfate ("AS"), die sekundären C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-(2,3)Alkylsulfate ("LAS") der Formel CH&sub3;(CH&sub2;)x(CHOSO&sub3;&supmin;M&spplus;)CH&sub3; und CH&sub3;(CH&sub2;)y(CHOSO&sub3;&supmin;M&spplus;)CH&sub2;CH&sub3;, worin x und (y + 1) ganze Zahlen von mindestens etwa 7, vorzugsweise mindestens etwa 9 sind und M ein Wasser-solubilisierendes Kation, insbesondere Natrium ist, ungesättigte Sulfate, wie Oleylsulfat, und die C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Alkylalkoxysulfate ("AExS"; insbesondere EO 1-5 Ethoxysulfate).
Andere beispielhafte grenzflächenaktive Mittel, welche in der Erfindung nützlich sind, umfassen C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Alkylalkoxycarboxylate (insbesondere die EO 1-5 Ethoxycarboxylate), die C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;- Glycerinether, die C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Alkylpolyglycoside und deren entsprechende sulfatierte Polyglycoside und alpha-sulfonierte C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-Fettsäureester. Gewünschtenfalls können die herkömmlichen nichtionischen und amphoteren grenzflächenaktiven Mittel, wie die C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-Alkylethoxylate ("AE"), einschließlich der sogenannten einen engen Peak aufweisenden Alkylethoxylate und C&sub6;-C&sub1;&sub2;-Alkylphenolalkoxylate (insbesondere Ethoxylate und gemischte Ethoxy/Propoxy), C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-Betaine und Sulfobetaine ("Sultaine"), C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Aminoxide und dergleichen, ebenfalls in den Gesamtzusammensetzungen enthalten sein.
Die C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-N-Alkyl-polyhydroxyfettsäureamide können ebenfalls verwendet werden. Typische Beispiele umfassen die C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-N- Methylglucamide. Siehe WO 9,206,154. Andere aus Zucker abgeleitete grenzflächenaktive Mittel umfassen die N-Alkoxypolyhydroxyfettsäureamide, wie C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-N-(3-Methoxypropyl)glucamid. Die N-Propyl- bis N-Hexyl-C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-glucamide können für ein geringes Schäumen verwendet werden. Herkömmliche C&sub1;&sub0;-C&sub2;&sub0;-Seifen können ebenfalls verwendet werden. Wenn ein hohes Schäumen gewünscht wird, können verzweigtkettige C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Seifen eingesetzt werden. Gemische aus anionischen und nichtionischen grenzflächenaktiven Mitteln sind besonders nützlich. Andere herkömmliche nützliche grenzflächenaktive Mittel sind in Standardtextstellen angeführt.
Obwohl alle beliebigen der vorgenannten spezifischen grenzflächenaktiven Mittel im vorliegenden Verfahren verwendet werden können, wurde festgestellt, daß ethoxylierte C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub5;-Alkylsulfat-grenzflächenaktive Mittel mit einem durchschnittlichen Ethoxylierungsgrad pro Mol von etwa 1 bis etwa 5 bevorzugt sind, wobei ethoxylierte C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub5;-Alkylsulfat-grenzflächenaktive Mittel mit einem Ethoxylierungsgrad von 3 am stärksten bevorzugt sind.
Obwohl nicht beabsichtigt ist, sich durch die Theorie zu binden, wird angenommen, daß diese geringe Menge an grenzflächenaktiven Mitteln in unerwarteter Weise zur Ausbildung von sprühgetrockneten Körnchen niedrigerer Dichte führt, welche das anorganische Doppelsalz aus Natriumcarbonat und Natriumsulfat enthalten. Als Folge der Ausbildung von sprühgetrockneten Körnchen unerwartet niedriger Dichte ist die endgültige Dichte der Agglomerate geringer. Durch Variieren der genauen Menge an im sprühzutrocknenden wäßrigen Gemisch eingesetztem grenzflächenaktivem Mittel kann die endgültige Dichte der Agglomerate im Gesamtverfahren gesteuert werden, wodurch eine effektive Maßnahme zur Steuerung der gewünschten Dichte bereitgestellt wird. Dies ist sicherlich kostengünstig, da das Verfahren leichter gesteuert werden kann, um Agglomerate im gewünschten Dichtebereich herzustellen, wodurch der Bedarf eines übermäßigen Recyclierens minimiert wird.
Im zweiten Schritt des Verfahrens werden die sprühgetrockneten Körnchen, eine grenzflächenaktive Paste oder ein Precursor hievon und trockene Zusatzdetergenzmaterialien, die vorzugsweise ein Zusatznatriumcarbonatmaterial umfassen, in einen Hochgeschwindigkeitsmischer zur Agglomerierung zugeführt. Um die gewünschte Dichte von weniger als 500 g/l zu erreichen, wird der Agglomerierungsschritt in einem Hochgeschwindigkeitsmischer ausgeführt, wonach ein fakultativer Mischer mit mittlerer Geschwindigkeit für eine weitere Agglomerierung erforderlichenfalls verwendet werden kann. Vorzugsweise ist das anorganische Doppelsalz in den Körnchen im wesentlichen wasserfrei und besitzt die Formel Na&sub2;SO&sub4;·Na&sub2;CO&sub3; (Burkeit), obwohl andere anorganische Salze, wie nachstehend angeführt, verwendet werden können. Das Gewichtsverhältnis von Na&sub2;SO&sub4; zu Na&sub2;CO&sub3; in Burkeit beträgt vorzugsweise 70 : 30, aber ein Verhältnis von 30 : 70 kann verwendet werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Obwohl die hierin angeführten anorganischen Salze für die Verwendung im vorliegenden Verfahren geeignet sind, können andere Salze, welche nicht angeführt wurden, verwendet werden. Das bevorzugte Einsatzgewichtsverhältnis von sprühgetrockneten Körnchen zu trockenen Zusatzdetergenzbestandteilen beträgt von 1 : 10 bis 10 : 1, stärker bevorzugt von 1 : 5 bis 5 : 1 und am stärksten bevorzugt von 1 : 2 bis 3 : 1.
Die Natur und die Zusammensetzung der Zusatzdetergenzmaterialien kann wie hierin nachstehend im Detail beschrieben, variieren. Vorzugsweise beträgt die mittlere Verweildauer der Ausgangsdetergenzmaterialien im Hochgeschwindigkeitsmischer (z. B. einem Lödige Recycler CB 30 oder einer anderen ähnlichen Ausrüstung) von 2 bis 45 Sekunden, wogegen die Verweildauer im Mischer mit geringer oder mittlerer Geschwindigkeit (z. B. einem Lödige Recycler KM 600 "Ploughshare" oder einer anderen ähnlichen Ausrüstung), sofern sie verwendet werden, von 0,5 bis 15 Minuten beträgt. Eine hochviskose grenzflächenaktive Paste oder ein flüssiger Säureprecursor von anionischem grenzflächenaktivem Mittel wird ebenfalls in den Hochgeschwindigkeitsmischer wie erwähnt zugeführt, deren Komponenten hierin nachstehend vollständiger beschrieben sind.
Um die Herstellung von Detergenzagglomeraten niedriger Dichte oder "flockiger" Detergenzagglomerate zu ermöglichen, umfaßt das Zusatzdetergenzmaterial Natriumcarbonat, welches in Kombination mit dem anorganischen Doppelsalz und dem grenzflächenaktiven Mittel in den Körnchen, wie überraschenderweise festgestellt wurde, die Dichte der im Verfahren hergestellten Agglomerate verringert. Obwohl nicht beabsichtigt ist, sich durch die Theorie zu binden, wird angenommen, daß das anorganische Doppelsalz in den Körnchen und das zusätzliche Natriumcarbonat, wenn diese in einem optimal ausgewählten Gewichtsverhältnis kombiniert werden, das "Flockig-Werden" der im vorliegenden Verfahren hergestellten Agglomerate erhöht. Dies führt zur Herstellung von Agglomeraten mit noch niedrigeren Dichten. Zu diesem Zweck umfaßt das vorliegende Verfahren vorzugsweise das Mischen von 1% bis 60%, stärker bevorzugt von 20% bis 45% der sprühgetrockneten Körnchen, welche das anorganische Doppelsalz enthalten, und 0,1% bis 50%, stärker bevorzugt 5% bis 10% an Natriumcarbonat, die beide in den vorgenannten Gewichtsverhältnisbereichen enthalten sind.
Der andere wesentliche Schritt im Verfahren umfaßt das Konditionieren der Agglomerate durch Trocknen und/oder Abkühlen der Agglomerate, welche aus dem Hochgeschwindigkeitsmischer oder dem Mischer mit mittlerer Geschwindigkeit, sofern dieser verwendet wird, austreten. Dies kann in einer großen Vielzahl von Apparaturen erfolgen, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, in Wirbelbetttrocknern. Die Trocknungs- und/oder Abkühlungsschritte erhöhen die freie Fließbarkeit der Agglomerate und setzen die Ausbildung des physikalischen Merkmals des "Flockig-Werdens" oder des "Aufblähens" der entstandenen Agglomerate fort. Obwohl nicht beabsichtigt ist, sich durch die Theorie zu binden, wird angenommen, daß während des Agglomerierungsschrittes des vorliegenden Verfahrens das anorganische Doppelsalz in den Agglomeraten einverleibt wird und die Agglomerate zu den flockigen, leichten, eine niedrige Dichte aufweisenden Agglomeratteilchen "aufgebläht". Das anorganische Doppelsalz, wie Na&sub2;SO&sub4;·Na&sub2;CO&sub3; (Burkeit), ist vorzugsweise ein ein hohes Leervolumen aufweisendes und eine hohe Integrität aufweisendes Trägerteilchen, welches das grenzflächenaktive Mittel absorbieren kann, während es seine Hüllen-ausbildenden Eigenschaften beibehält.
Die durch das Verfahren hergestellten Detergenzagglomerate besitzen vorzugsweise einen Gehalt an grenzflächenaktivem Mittel von 10% bis 30%, stärker bevorzugt von 15% bis 25% und am stärksten bevorzugt von 20% bis 25%. Die Teilchenporosität der resultieren Detergenzagglomerate, welche gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt werden, besitzen eine verhältnismäßig hohe Porosität, welche in unerwarteter Weise zu einer Detergenzzusammensetzung niedriger Dichte in Form von eine niedrige Dichte aufweisenden Agglomeraten führt. Zusätzlich besteht ein Merkmal einer teilchenförmigen Detergenzzusammensetzung in ihrer relativen Teilchengröße. Das vorliegende Verfahren liefert typischerweise Detergenzagglomerate mit einer mittleren Teilchengröße von 250 Mikron bis 1.000 Mikron und stärker bevorzugt von 400 Mikron bis 600 Mikron. Wie hierin verwendet, bezieht sich die Wendung "mittlere Teilchengröße" auf einzelne Agglomerate und nicht auf einzelne Teilchen oder Bestandteile in den Agglomeraten. Die Kombination der zuvor erwähnten Porosität und der Teilchengröße liefert Agglomerate mit Dichtewerten von weniger als 500 9/l. Ein derartiges Merkmal ist besonders bei der Herstellung von Wäschewaschdetergenzien mit variierenden Dosierungsmengen sowie anderen körnigen Zusammensetzungen wie Geschirrspülzusammensetzungen nützlich.

Fakultative Verfahrensschritte

In einem fakultativen Schritt des vorliegenden Verfahrens werden die Detergenzagglomerate, welche aus den Trocknungs- und/oder Kühlungsschritten austreten, durch zusätzliches Kühlen oder Trocknen in ähnlichen Apparaturen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, weiter konditioniert. Ein weiterer fakultativer Verfahrensschritt umfaßt das Zusetzen eines Beschichtungsmittels, um die Fließfähigkeit zu verbessern und/oder die Überagglomerierung der Detergenzzusammensetzung an einer oder mehreren der folgenden Stellen des vorliegenden Verfahrens zu minimieren: (1) Das Beschichtungsmittel kann direkt nach dem Wirbelbettkühler oder -trockner zugesetzt werden; (2) das Beschichtungsmittel kann zwischen dem Wirbelbetttrockner und dem Wirbelbettkühler zugesetzt werden; (3) das Beschichtungsmittel kann zwischen dem Wirbelbetttrockner und dem fakultativen Mischer mit mittlerer Geschwindigkeit zugesetzt werden; und/oder (4) das Beschichtungsmittel kann direkt in den fakultativen Mischer mit mittlerer Geschwindigkeit und in den Wirbelbetttrockner zugesetzt werden. Das Beschichtungsmittel wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, welche aus Aluminosilikaten, Silikaten, Carbonaten und Gemischen hievon besteht. Das Beschichtungsmittel verbessert nicht nur die freie Fließfähigkeit der entstehenden Detergenzzusammensetzung, welche von den Konsumenten erwünscht ist, da sie das leichte Schöpfen des Detergenzes während der Anwendung erlaubt, sondern es dient auch dazu, die Agglomerierung zu steuern, indem eine Überagglomerierung verhindert oder minimiert wird, insbesondere wenn es direkt in den Mischer mit mittlerer Geschwindigkeit zugesetzt wird. Wie den Fachleuten gut bekannt ist, kann eine Überagglomerierung zu sehr unerwünschten Fließeigenschaften und ästhetischen Eigenschaften des Detergenzendproduktes führen.
Fakultativ kann das Verfahren den Schritt des Aufsprühens eines zusätzlichen Bindemittels in einem oder beiden der Mischer oder den Wirbelbetttrocknern umfassen. Ein Bindemittel wird zugesetzt, um die Agglomerierung zu verbessern, indem ein "bindendes" oder "klebendes" Mittel für die Detergenzkomponenten bereitgestellt wird. Das Bindemittel wird vorzugsweise von der Gruppe bestehend aus Wasser, anionischen grenzflächenaktiven Mitteln, nichtionischen grenzflächenaktiven Mitteln, Polyethylenglycol, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylaten, Zitronensäure und Gemischen hievon ausgewählt. Andere geeignete Bindemittelmaterialien, einschließlich jener, welche hierin angeführt sind, sind in Beerse et al., US-Patent Nr. 5,108,646 (Procter & Gamble Co.), beschrieben.
Andere fakultative Schritte, welche durch das vorliegende Verfahren berücksichtigt werden, umfassen das Sieben der übergroßen Detergenzagglomerate in einer Siebvorrichtung, welche eine Vielzahl von Formen annehmen kann, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, diejenige herkömmlicher Siebe, die für die gewünschte Teilchengröße des fertigen Detergenzproduktes ausgewählt werden. Andere fakultative Schritte umfassen das Konditionieren der Detergenzagglomerate durch Unterwerfen der Agglomerate unter zusätzliches Trocknen mittels der zuvor erörterten Vorrichtungen.
Ein weiterer fakultativer Schritt des vorliegenden Verfahrens umfaßt das Finishen der entstehenden Detergenzagglomerate durch eine Vielzahl von Verfahren, einschließlich des Aufsprühens und/oder Einmischens anderer herkömmlicher Detergenzbestandteile. Beispielsweise umfaßt der Finishing-Schritt das Aufsprühen von Parfums, Aufhellern und Enzymen auf die fertigen Agglomerate, um eine vollständigere Detergenzzusammensetzung bereitzustellen. Derartige Verfahren und Bestandteile sind in der Technik gut bekannt.

Grenzflächenaktive Detergenzpaste

Die im Verfahren verwendete grenzflächenaktive Detergenzpaste liegt vorzugsweise in der Form einer wäßrigen viskosen Paste vor, obwohl andere Formen von der Erfindung ebenfalls berücksichtigt werden. Diese sogenannte viskose grenzflächenaktive Paste besitzt eine Viskosität von 5.000 cPs bis 100.000 cPs, stärker bevorzugt von 10.000 cPs bis 80.000 cPs und enthält mindestens 10% Wasser, in noch typischerer Weise mindestens 30% Wasser. Die Viskosität wird bei 70ºC und Schergefällen von 10 bis 100 s&supmin;¹ gemessen. Darüber hinaus umfaßt die grenzflächenaktive Paste, sofern sie verwendet wird, vorzugsweise ein detersives grenzflächenaktives Mittel in den zuvor angegebenen Mengen und als Rest Wasser und andere herkömmliche Detergenzbestandteile.
In einer alternativen Ausführungsform der Verfahrenserfindung wird der flüssige Säureprecursor des anionischen grenzflächenaktiven Mittels während des Agglomerierungsschrittes verwendet. Dieser flüssige Säureprecursor wird typischerweise eine Viskosität von 500 cPs bis 100.000 cPs besitzen. Die flüssige saure ist ein Precursor für die zuvor im Detail beschriebenen anionischen grenzflächenaktiven Mittel.

Zusätzliches Detergenzmaterial

Die im vorliegenden Verfahren verwendeten zusätzlichen Detergenzmaterialien umfassen vorzugsweise das Natriumcarbonat wie zuvor erwähnt, insbesondere wenn der flüssige Säureprecursor im Agglomerierungsschritt als Neutralisierungsmittel verwendet wird. Das zusätzliche Detergenzmaterial kann auch einen Aluminosilikatdetergenzgerüststoff, welcher als Aluminosilikationenaustauschmaterial bezeichnet wird, und Natriumcarbonat umfassen. Die Aluminosilikationenaustauschmaterialien, welche hierin als Detergenzgerüststoff verwendet werden, besitzen vorzugsweise sowohl eine hohe Calciumionenaustauschkapazität als auch eine hohe Austauschgeschwindigkeit. Ohne Absicht sich durch die Theorie einzuschränken, wird angenommen, daß eine derartige hohe Calciumionenaustauschgeschwindigkeit und -kapazität eine Funktion mehrerer miteinander in Verbindung stehender Faktoren sind, welche von der Methode bestimmt werden, durch welche das Aluminosilikationenaustauschmaterial hergestellt wird. In dieser Hinsicht werden die Aluminosilikationenaustauschmaterialien, die hierin verwendet werden, vorzugsweise gemäß Corkill et al., US-Patent Nr. 4,605,509 (Procter & Gamble), hergestellt.
Vorzugsweise liegt das Aluminosilikationenaustauschmaterial in "Natrium"form vor, da die Kalium- und Wasserstoffformen des vorliegenden Aluminosilikats nicht die hohe Austauschrate und -kapazität zeigen, wie sie von der Natriumform gewährleistet wird. Zusätzlich liegt das Aluminosilikationenaustauschmaterial vorzugsweise in einer übertrockneten Form vor, um so die Herstellung von spröden Detergenzagglomeraten, wie sie hierin beschrieben sind, zu erleichtern. Die hierin verwendeten Aluminosilikationenaustauschmaterialien besitzen vorzugsweise Teilchengrößendurchmesser, welche deren Wirksamkeit als Detergenzgerüststoffe optimieren. Der Ausdruck "Teilchengrößendurchmesser", wie er hierin verwendet wird, stellt den mittleren Teilchengrößendurchmesser eines gegebenen Aluminosilikationenaustauschmaterials dar, wie er durch herkömmliche analytische Verfahren wie mikroskopische Bestimmung und Rasterelektronenmikroskopie (REM) ermittelt wird. Der bevorzugte Teilchengrößendurchmesser des Aluminosilikats beträgt von 0,1 Mikron bis 10 Mikron, stärker bevorzugt von 0,5 Mikron bis 9 Mikron. Am stärksten bevorzugt beträgt der Teilchengrößendurchmesser 1 Mikron bis 8 Mikron.
Vorzugsweise besitzt das Aluminosilikationenaustauschmaterial die Formel
Naz[(AlO&sub2;)z-(SiO&sub2;)y]xH&sub2;Cl
worin z und y ganze Zahlen von mindestens 6 sind, wobei das Molverhältnis von z zu y von 1 bis 5 beträgt und x von 10 bis 264 ist. Stärker bevorzugt besitzt das Aluminosilikat die Formel
Na&sub1;&sub2;[(AlO&sub2;)&sub1;&sub2;-(SiO&sub2;)&sub1;&sub2;]xH&sub2;O,
worin x von 20 bis 30 beträgt, vorzugsweise etwa 27 ist. Diese bevorzugten Aluminosilikate sind kommerziell verfügbar, beispielsweise unter den Bezeichnungen Zeolith A, Zeolith B, Zeolith P, Zeolith MAP und Zeolith X. In alternativer Weise können natürlich auftretende oder synthetisch erhaltene Aluminosilikationenaustauschmaterialien, die für die Verwendung hierin nützlich sind, hergestellt werden, wie es in Krummel et al., US-Patent Nr. 3,985,669, beschrieben ist.
Die hierin verwendeten Aluminosilikate sind ferner durch ihre Ionenaustauschkapazität gekennzeichnet, welche mindestens etwa 200 mg-Äquivalente CaCO&sub3;-Härte/Gramm, berechnet auf wasserfreier Basis, beträgt und welche vorzugsweise im Bereich von etwa 300 bis 352 mg-Äquivalenten CaCO&sub3;-Härte/Gramm liegt. Zusätzlich sind die vorliegenden Aluminosilikationenaustauschmaterialien noch weiter durch ihre Calciumionenaustauschgeschwindigkeit gekennzeichnet, welche mindestens etwa 0,15 mg/l/s/-g/l (2 Grain Ca&spplus;&spplus;/Gallone/min/-g/Gallone) beträgt und stärker bevorzugt in einem Bereich von etwa 0,15 mg/l/s/-g/l (2 Grain Ca&spplus;&spplus;/Gallone/min/-g/Gallone) bis etwa 0,45 mg/l/s/- g/l (6 Grain Ca&spplus;&spplus;/Gallone/min/-g/Gallone) liegt.
Weiter Zusatzmaterialien umfassen Bleichmittel, Bleichmittelaktivatoren, schaumfördernde Mittel oder schaumunterdrückende Mittel, Mittel gegen eine Trübung und Antikorrosionsmittel, schmutzsuspendierende Mittel, Schmutzlösemittel, Germizide, Mittel zur Einstellung des pH-Wertes, Quellen für die Alkalinität, welche keine Gerüststoffe sind, Chelatbildner, Smectittone, Enzyme, Enzym-stabilisierende Mittel und Parfums. Siehe das US-Patent 3,936,537, ausgegeben am 3. Februar 1976, Baskerville Jr. et al.
Andere Gerüststoffe können im allgemeinen aus den verschiedenen wasserlöslichen Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierten Ammoniumphosphaten, -polyphosphaten, -phosphonaten, -polyphosphonaten, -carbonaten, -boraten, -polyhydroxysulfonaten, -polyacetaten, -carboxylaten und -polycarboxylaten ausgewählt werden. Bevorzugt sind die Alkalimetallsalze, insbesondere Natriumsalze der Vorstehenden. Für die Verwendung hierin bevorzugt sind die Phosphate, Carbonate, C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Fettsäuren, Polycarboxylate und Gemische hievon. Stärker bevorzugt sind Natriumtripolyphosphat, Tetranatriumpyrophosphat, Citrat, Tartratmono- und -disuccinate und Gemische hievon (siehe nachstehend).
Im Vergleich zu amorphen Natriumsilikaten zeigen kristalline Natriumschichtsilikate eine deutlich erhöhte Calcium- und Magnesiumionenaustauschkapazität. Zusätzlich bevorzugen Natriumschichtsilikate Magnesiumionen gegenüber Calciumionen, ein notwendiges Merkmal, um sicherzustellen, daß im wesentlichen die gesamte "Härte" aus dem Waschwasser entfernt wird. Diese kristallinen Natriumschichtsilikate sind jedoch im allgemeinen teurer als amorphe Silikate sowie andere Geschmacksstoffe. Um ein ökonomisch vernünftiges Wäschewaschdetergenz bereitzustellen, muß daher der Anteil an kristallinen Natriumschichtsilikaten genau ermittelt werden.
Die für die Verwendung hierin geeigneten kristallinen Natriumschichtsilikate besitzen vorzugsweise die Formel
NaMSixO2x+1·yH&sub2;O,
worin M Natrium oder Wasserstoff darstellt, x von etwa 1,9 bis etwa 4 beträgt und y von etwa 0 bis etwa 20 beträgt. Stärker bevorzugt besitzt das kristalline Natriumschichtsilikat die Formel
NaMSi&sub2;O&sub5;·yH&sub2;O,
worin M Natrium oder Wasserstoff ist und y von etwa 0 bis etwa 20 beträgt. Diese und andere kristalline Natriumschichtsilikate sind in Corkill et al., US-Patent Nr. 4,605,509 beschrieben.
Spezielle Beispiele von anorganischen Phosphatgerüststoffen sind Natrium- und Kaliumtripolyphosphat, Pyrophosphat, polymeres Methaphosphat mit einem Polymerisationsgrad von etwa 6 bis 21 und Orthophosphate. Beispiele von Polyphosphonatgerüststoffen 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. Andere Phosphorgerüststoffverbindungen sind in den US-Patenten 3,159,581; 3,213,030; 3,422,021; 3,422,137; 3,400,176 und 3,400,148 beschrieben.
Beispiele von phosphorfreien anorganischen Gerüststoffen sind Tetraboratdecahydrat und Silikate mit einem Gewichtverhältnis von SiO&sub2; zu Alkalimetalloxid von etwa 0,5 bis etwa 4,0, vorzugsweise von etwa 1,0 bis etwa 2,4. Wasserlösliche phosphorfreie organische Gerüststoffe, welche hierin nützlich sind, umfassen die verschiedenen Alkalimetall-, Ammonium- und substituierten Ammoniumpolyacetate, -carboxylate, -polycarboxylate und -polyhydroxysulfonate. Beispiele von Polyacetat- und Polycarboxylatgerüststoffe sind die Natrium-, Kalium-, Lithium-, Ammonium- und substituierten Ammoniumsalze von Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Oxydibernsteinsäure, Mellitsäure, Benzolpolycarbonsäuren und Zitronensäure.
Polymere Polycarboxylatbildner sind im US-Patent 3,308,067, Diehl, ausgegeben am 7. März 1967, angeführt. Derartige Materialien umfassen die wasserlöslichen Salze von Homo- und Copolymeren von aliphatischen Carbonsäuren, wie Maleinsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure, Fumarsäure, Aconitsäure, Citraconsäure und Methylenmalonsäure. Einige dieser Materialien sind als das hierin nachstehend beschriebene wasserlösliche anionische Polymer nützlich, aber nur in inniger Vermischung mit dem anionischen grenzflächenaktiven Mittel, welches keine Seife ist.
Andere geeignete Polycarboxylate für die Verwendung hierin sind die Polyacetalcarboxylate, welche im US-Patent 4,144,226, ausgegeben am 13. März 1979, Crutchfield et al., und im US- Patent 4,246,495, ausgegeben am 27. März 1979, Crutchfield et al., beschrieben sind. Diese Polyacetalcarboxylate können durch Zusammenbringen eines Esters von Glyoxylsäure und einem Polymerisationsinitiator unter Polymerisationsbedingungen hergestellt werden. Der entstehende Polyacetalcarboxylatester wird anschließend an chemisch stabile Endgruppen gebunden, um das Polyacetalcarboxylat gegen eine rasche Depolymerisation in alkalischer Lösung zu stabilisieren, in das entsprechende Salz übergeführt und zu einer Detergenzzusammensetzung zugesetzt. Besonders bevorzugte Polycarboxylatgerüststoffe sind die Ethercarboxylatgerüststoffzusammensetzungen, welche eine Kombination aus Tartratmonosuccinat und Tartratdisuccinat umfassen, wie sie im US-Patent 4,663,071, Bush et al., ausgegeben am 5. Mai 1987, beschrieben ist.
Bleichmittel und -aktivatoren sind im US-Patent 4,412,934, Chung et al., ausgegeben am 1. November 1983, und im US-Patent 4,483,781, Hartmann, ausgegeben am 20. November 1984, beschrieben. Chelatbildner sind auch im US-Patent 4,663,071, Bush et al., in Spalte 17, Zeile 54 bis Spalte 18, Zeile 68, beschrieben. Schaummodifizierende Mittel sind ebenfalls fakultative Bestandteile und sie sind in den US-Patenten 3,933,672, ausgegeben am 20. Jänner 1976, Bartoletta et al., und 4,136,045, ausgegeben am 23.Jänner 1979, Gault et al., beschrieben.
Geeignete Smectittone für die Verwendung hierin sind im US- Patent 4,762,645, Tucker et al., ausgegeben am 9. August 1988, in Spalte 6, Zeile 3 bis Spalte 7, Zeile 24, beschrieben. Geeignete zusätzliche Detergenzgerüststoffe für die Verwendung hierin sind im Baskerville-Patent in Spalte 13, Zeile 54 bis Spalte 16, Zeile 16 und im US-Patent 4,663,071, Bush et al., ausgegeben am 5. Mai 1987, angeführt.
Um die vorliegende Erfindung leichter verständlich zu machen, wird auf die folgenden Beispiele Bezug genommen, welche nur illustrativ und den Rahmen der Erfindung nicht einschränkend sein sollen.

BEISPIELE A-B

Dieses Beispiel veranschaulicht eine diskontinuierliche Verfahrensführung des vorliegenden Verfahrens. Eine agglomerierte Detergenzzusammensetzung mit niedriger Dichte wird unter Verwendung eines Tilt-a-Pin-Mischers im Labormaßstab (erhältlich von Procesall, Inc.) hergestellt. Die sprühgetrockneten Körnchen werden in einem Niro-Sprühtrockner durch Aufsprühen einer 25 gew.-%igen wäßrigen Lösung von Na&sub2;SO&sub4;·Na&sub2;CO&sub3; (Burkeit) und ethoxyliertem (EO = 3) C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub5;-Alkylsulfat-grenzflächenaktivem Mittel ("AE&sub3;S") (Gewichtsverhältnis 63/27/10) im Sprühtrockner hergestellt, wobei die Einlaßluft 250ºC aufweist. Die sprühgetrockneten Körnchen besitzen eine Schüttdichte von 154 g/l und eine mittlere Teilchengröße von 27 Mikron. Der Labormischer wird zunächst mit einem Gemisch von Pulvern beschickt, nämlich Natriumcarbonat (mittlere Teilchengröße 5 bis 40 Mikron, hergestellt mittels einer Air Classifier Mill, erhältlich von Hosokawa Powder Systems), körnigem Natriumtripolyphosphat geringer Dichte (geliefert von der FMC Corp. und als "STPP" bezeichnet), Zeolith Typ A (geliefert von der Etehyl Corp. und nachstehend als "Zeolith A" bezeichnet) und den sprühgetrockneten Körnchen, welche das anorganische Doppelsalz Burkeit und AE&sub3;S enthalten, Während des Agglomerierungsvorganges wird der flüssige Säureprecursor von Natriumalkylbenzolsulfonat (C&sub1;&sub2;H&sub2;&sub5;-C&sub6;H&sub4;-SO&sub3;-H oder "HLAS", wie nachstehend angeführt) anschließend von oben dem Pulvergemisch zugesetzt, wobei der Mischer 15 s bei 700 UpM betrieben wird, bis sich diskrete Agglomerate im Mischer ausgebildet haben. Es wurde festgestellt, daß diese Bedingungen zu Agglomeraten führen, die in unerwarteter Weise für die Verwendung in trockenen Wäschewaschdetergenzprodukten annehmbar sind. Die Zusammensetzung der Agglomerate ist nachstehend in Tabelle I angegeben. TABELLE I
Die entstehenden Agglomerate besitzen unerwarteterweise eine Schüttdichte unter 500 g/l und zeigen eine außerordentliche Kuchenfestigkeit und Fließfähigkeit.

VERGLEICHSBEISPIELE C-E

Diese Beispiele beschreiben Zusammensetzungen, welche durch das in den Beispielen A-B beschriebene Verfahren hergestellt wurden, mit der Ausnahme, daß kein grenzflächenaktives Mittel (z. B. AE&sub3;S) in den sprühgetrockneten Körnchen enthalten ist und entweder Natriumcarbonat oder das anorganische Doppelsalz (Burkeit) weggelassen wurde. Es wurden die folgenden Zusammensetzungen, wie sie in Tabelle II gezeigt sind, hergestellt. TABELLE II
Die Schüttdichte der entstehenden Agglomerate ist beträchtlich höher als 500 g/l. Sie sind klebrig und nicht frei fließend als Ergebnis des Ausschlusses von Natriumcarbonat oder von Körnchen, welche Burkeit und grenzflächenaktives Mittel enthalten. Dieses Verfahren liefert daher Zusammensetzungen C- E, welche außerhalb des Rahmens des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen.

VERGLEICHSBEISPIELE F-G

Die Zusammensetzungen in diesen Beispielen werden durch die diskontinuierliche Verfahrensweise, wie sie in den Beispielen A-B beschrieben ist, hergestellt, sie enthalten jedoch kein Burkeit. Die Zusammensetzungen enthalten eher getrennte Mengen an sprühgetrocknetem Natriumsulfat und sprühgetrocknetem Natriumcarbonat. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle III gezeigt. TABELLE III
Das Vergleichsbeispiel F bildete keine annehmbaren Agglomerate mit der gewünschten niedrigen Dichte aus. Während das Vergleichsbeispiel G eine niedrige Dichte besitzt, sind die entstehenden Agglomerate klebrig und nicht frei fließend.

BEISPIEL H

Dieses Beispiel veranschaulicht eine diskontinuierliche Verfahrensführung des vorliegenden Verfahrens. Es wird eine agglomerierte Detergenzzusammensetzung mit niedriger Dichte unter Verwendung eines Braun®-Mischers Typ 4262 (erhältlich von der Braun Company) hergestellt. Am Beginn werden sprühgetrocknete Körnchen, welche das anorganische Doppelsalz (Na&sub2;SO&sub4;·Na&sub2;CO&sub3; oder Burkeit) und ethoxyliertes (EO = 3) C&sub1;&sub2;&submin; &sub1;&sub5;-Alkylsulfat-grenzflächenaktives Mittel ("AE&sub3;S") enthalten, im Großmaßstab in einem 100 Fuß hohen Turm, welcher mit einer Einlaßlufttemperatur von 288ºC und einer Flüssigkeitszufuhrtemperatur von 80 W betrieben wurde, hergestellt. Eine 25 gew.-%ige wäßrige Lösung von Na&sub2;SO&sub4;·Na&sub2;CO&sub3; und AE&sub3;S (Gewichtsverhältnis 63/27/10) wird in dem 100 Fuß hohen Sprühtrocknungsturm sprühgetrocknet. Die sprühgetrockneten Körnchen, welche aus dem Sprühtrocknungsturm austreten, besitzen eine Schüttdichte von 455 g/l und eine mittlere Teilchengröße von 95 Mikron. Der Braun®-Mischer Typ 4262 wird zunächst mit einem Gemisch von Pulvern beladen, nämlich Natriumcarbonat (mittlere Teilchengröße 5 bis 40 Mikron, hergestellt mittels einer Air Classifier Mill), Natriumtripolyphosphatpulver hoher Dichte (geliefert von der FMC Corp. und als "STPP" bezeichnet), Zeolith Typ A (geliefert von der Ethyl Corp. und nachstehend als "Zeolith A" bezeichnet) und sprühgetrockneten Körnchen, welche das anorganische Doppelsalz ("Burkeit") und ("AE&sub3;S") enthalten. Während des Agglomerierungsverfahrens wird anschließend der flüssige Säureprecursor von Natriumalkylbenzolsulfonat (C&sub1;&sub2;H&sub2;&sub5;-C&sub6;H&sub4;-SO&sub3;-H oder "HLAS", wie nachstehend angeführt) von oben dem Pulvergemisch zugeführt, wobei der Mischer betrieben wird, bis sich diskrete Agglomerate im Mischer ausgebildet haben. Die Zusammensetzung der Agglomerate ist nachstehend in Tabelle IV angegeben.

TABELLE IV

Komponente H
HLAS 21
Natriumcarbonat 34
körniges STPP niedriger Dichte -
STPP-Pulver 15
Burkeit/AE&sub3;S-Körnchen 30
Verschiedenes -
Schüttdichte (g/l) 490
Kuchenfestigkeit (kg/mm²)[(kg/inch²)] 1,6 · 10&supmin;³ (1,0)
Unerwarteterweise besitzen die entstehenden Agglomerate eine Schüttdichte unter 500 g/l und zeigen eine gute Kuchenfestigkeit und Fließfähigkeit.

VERGLEICHSBEISPIELE J-K

Die Zusammensetzungen in diesen Beispielen werden durch das in den Beispielen H-I beschriebene diskontinuierliche Verfahren hergestellt, aber sie enthalten keine Körnchen, die Burkeit und AE&sub3;S enthalten. Die Zusammensetzung der Agglomerate ist nachstehend in Tabelle V angegeben. TABELLE V
Die entstehenden Agglomerate der Vergleichsbeispiele J und K besitzen nicht die gewünschte niedrige Dichte.
Nachdem die Erfindung so im Detail beschrieben wurde, wird es den Fachleuten klar sein, daß verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Rahmen der Patentansprüche abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Detergenzzusammensetzung niedriger Dichte, gekennzeichnet durch die Schritte:

a) Sprühtrocknen eines wäßrigen Gemisches aus Natriumsulfat, Natriumcarbonat und 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an sprühgetrockneten Materialien, von einem grenzflächenaktiven Mittel, um so sprühgetrocknete Körnchen auszubilden, welche ein anorganisches Doppelsalz aus dem genannten Natriumcarbonat und dem genannten Natriumsulfat und das genannte grenzflächenaktive Mittel enthalten;

b) Agglomerieren der genannten sprühgetrockneten Körnchen mit einer grenzflächenaktiven Detergenzpaste und trockenem Zusatzdetergenzmaterial in einem Hochgeschwindigkeitsmischer, um Detergenzagglomerate zu erhalten, wobei das genannte trockene Zusatzdetergenzmaterial ein zusätzliches Natriumcarbonatmaterial umfaßt; und

c) Trocknen der genannten Detergenzagglomerate, um so die genannte Detergenzzusammensetzung mit einer Dichte unter 500 g/l auszubilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das genannte trockene Zusatzmaterial ferner durch einen Gerüststoff gekennzeichnet ist, welcher von der aus Aluminosilikaten, kristallinen Schichtsilikaten, Phosphaten, und Gemischen hievon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, worin das genannte anorganische Doppelsalz die Formel Na&sub2;SO&sub4;·Na&sub2;CO&sub3; in einem Gewichtsverhältnis von Na&sub2;SO&sub4; zu Na&sub2;CO&sub3; von 70 : 30 besitzt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, worin die mittlere Verweildauer der genannten Detergenzagglomerate im genannten Hochgeschwindigkeitsmischer im Bereich von 2 Sekunden bis 45 Sekunden liegt.

5, Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, welches ferner durch den Schritt des Agglomerierens der genannten Detergenzagglomerate in einem Mischer mit mittlerer Geschwindigkeit, welcher dem genannten Hochgeschwindigkeitsmischer folgt, gekennzeichnet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin die mittlere Verweildauer der genannten Detergenzagglomerate im genannten Mischer mit mittlerer Geschwindigkeit im Bereich von 0,5 min bis 15 min beträgt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, worin das genannte grenzflächenaktive Mittel ein ethoxyliertes C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub5;-Alkylsulfat mit einem durchschnittlichen Ethoxylierungsgrad von 1 bis 5 ist.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, worin das genannte Gewichtsverhältnis von den genannten sprühgetrockneten Körnchen zum genannten zusätzlichen Natriumcarbonat von 1 : 5 bis 5 : 1 beträgt.

9. Verfahren zur Herstellung einer Detergenzzusammensetzung niedriger Dichte, gekennzeichnet durch die Schritte:

a) Sprühtrocknen eines wäßrigen Gemisches aus Natriumsulfat, Natriumcarbonat und 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der sprühgetrockneten Materialien, von einem grenzflächenaktiven Mittel, um so sprühgetrocknete Körnchen auszubilden, welche ein anorganisches Doppelsalz aus dem genannten Natriumcarbonat und dem genannten Natriumsulfat und das genannte grenzflächenaktive Mittel enthalten;

b) Agglomerieren eines flüssigen Säureprecursors von einem anionischen grenzflächenaktiven Mittel, den genannten sprühgetrockneten Körnchen und trockenem Zusatzdetergenzmaterial in einem Hochgeschwindigkeitsmischer, um Detergenzagglomerate zu erhalten, wobei das genannte trockene Zusatzdetergenzmaterial ein zusätzliches Natriumcarbonatmaterial enthält; und

c) Abkühlen der genannten Detergenzagglomerate, um so die genannte Detergenzzusammensetzung mit einer Dichte unter 500 g/l auszubilden.

10. Verfahren zur Herstellung einer Detergenzzusammensetzung niedriger Dichte, gekennzeichnet durch die Schritte:

a) Sprühtrocknen eines wäßrigen Gemisches aus Natriumsulfat, Natriumcarbonat und 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an sprühgetrockneten Materialien, von einem ethoxylierten C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub5;-Alkylsulfatgrenzflächenaktiven Mittel mit einem durchschnittlichen Ethoxylierungsgrad von 3, um so sprühgetrocknete Körnchen auszubilden, welche ein anorganisches Doppelsalz der Formel Na&sub2;SO&sub4;·Na&sub2;CO&sub3; und das genannte ethoxylierte Alkylsulfat-grenzflächenaktive Mittel enthalten;

b) Agglomerieren der genannten sprühgetrockneten Körnchen mit einer grenzflächenaktiven Detergenzpaste oder einem Precursor hievon und Detergenzzusatzmaterial am Beginn in einem Hochgeschwindigkeitsmischer und darauffolgend in einem Mischer mit mittlerer Geschwindigkeit, um Detergenzagglomerate zu erhalten, wobei das genannte Zusatzdetergenzmaterial ein zusätzliches Natriumcarbonatmaterial enthält; und

c) Trocknen oder Kühlen der genannten Detergenzagglomerate, um so die genannte Detergenzzusammensetzung mit einer Dichte unter 500 g/l auszubilden.