NO820321L - Sepepulver og fremgangsmaate for fremstilling derav - Google Patents

Abstract

Forstøvningstørkede eller forstøvningsavkjølte såpepartikler belegges med vannløselige uorganiske substanser, hvorav minst 80% har en partikkelstørrelse under lOOum. Dette forbedrer fukte-, dispergerings- og oppløsnings-karak-teristikaene. Belegningen er spesielt passende for såpepartikler som inneholder vesentlige andeler av langkjedede, innet-tede såper, f.eks. slike som stammer fra oljesyre, som har tendens til å være mykere enn konvensjonelle talg/kokosnøtt-avledede materialer.

Description

Oppfinnelsen vedrører såpepulvere og en fremgangsmåte for fremstilling av slike.

Såpepulverets fukte-, dispergerings- og løselighetskarak-teristika er et kontinuerlig problem for industrien, og det er brukt mange krefter i årenes løp på å forbedre disse. Eksem-pelvis er det i britisk patentskrift nr. 907 494 åpenbart at granulære såpeblandinger må findeles for å sikre hurtig opp-løsning, men at finstoff fører til klumpdannelse. Dette kan unngås, sies det, ved tilsetning av et natriumacetat- eller natriumbenzoat-antiklumpdannelsesmiddel i granulatform. En annen løsning på det samme problem med hensyn til klumpdannelse er foreslått i U.S.-patentskrift nr. 2 940 935, i henhold til hvilket et alkalimetall-xylensulfonat og et alkalimetall-sili-kat eller -karbonat innarbeides i den såpeholdige oppslemning før forstøvningstørkning.

Vi har nå oppdaget at klumpdannelse av forstøvningstørkede såpepulvere kan reduseres ved at pulveret belegges med et fin-delt vannløselig uorganisk salt.

Følgelig tilveiebringer oppfinnelsen forstøvningstørkede partikler som omfatter en hovedandel av vannløselig såpe og som har en gjennomsnittlig diameter på 300-VOO^um belagt med partikler av en uorganisk substans,karakterisert vedat den uorganiske substans er vannløselig og at minst 80 vekt-% av dens partikler har en gjennomsnittsdiameter på under lOO^um.

Behandling av forstøvningstørkede såpepartikler med findelte uorganiske salter er foreslått tidligere, i U.S.-patentskrift nr. 2 715 110. Imidlertid fant oppfinneren at behandlingen ikke førte til noen forbedring i agglomererings-karakte-ristikaene til såpepulveret, og han avviste følgelig dette til fordel for en behandling med gassformig karbondioksyd. Det er ikke klart hvorfor behandlingen med uorganisk salt ble funnet å være ineffektiv, men vi tror at den har vært en følge av de relative partikkelstørrelser av den forstøvningstørkede såpe og det uorganiske salt. De størrelser som vi spesifiserer,

er kritiske for oppnåelse av effekten.

U.S.-patent nr. 2 592 535 åpenbarer også belegning av såpe med hygroskopiske salter, f.eks. fosfater, for å redusere tap av fuktighet fra forstøvningstørkede såpepartikler og som følge av dette å redusere støvdannelse. Imidlertid er de kritiske størrelsesforhold som vi spesifiserer ikke nevnt i dette patentskrift heller.

Britiske patenter nr. 1 401 726 og 1 463 978 vedrører partikler som inneholder hovedandeler av såpe og kalksåpedis-pergeringsmidler, f.eks. etersulfater. Det viste seg øyensyn-lig at ikalksåpe-dispergeringsmidlene påvirket såpepartiklenes løselighetsegenskaper i ugunstig retning, og det ble foreslått å motvirke dette ved å impregnere dem med smektittleire-partikler som har en størrelse' under 50yUm. Imidlertid er slike partikler ikke vannløselige og vil derfor forbli i suspensjon i vaskebadet, hvilket kan være uønsket.

Som anført ovenfor, er forholdet mellom partikkelstørrel-sen av den vannløselige såpepartikkelen og størrelsen av beleg-ningspartikkelen av uorganisk salt et viktig trekk ved denne oppfinnelse. Gjennomsnittsdiameteren for såpepartiklene kan variere fra 300 til 700yum, fortrinnsvis fra 500 til 600yUm,

i hvilket størrelsesområde gjennomsnittsdiameteren av de uorganiske partikler er slik at minst 80 vekt-% av dem er mindre enn lOOyum, fortrinnsvis mindre enn 50^um. Forholdet mellom diameteren av såpepartiklene og diameteren av belegnings-partiklene er fortrinnsvis fra 6:1 til 8:1, mest foretrukket 7:1.

De forstøvningstørkede såpeholdige partikler behøver ikke bestå av bare såpe, men kan inneholde opp til 49 vekt-% av andre såpepulver-komponenter. Eksempler på slike er vaskeevne-byggere, skumforsterkende midler eller skumdempende midler, pulverstruktureringsmidler, antioksyderende midler, myknings-midler og vann. Fortrinnsvis omfatter partiklene fra 60 til 80 vekt-% såpe.

Uttrykket "forstøvningstørkede" er brukt i det føl-

gende som en passende forkortning. Såpepulvere produseres enten ved forstøvningstørkning ved hvilken en relativt kald oppslemming sprøytes inn i en varm tørregass, eller ved forstøvnings-kjøling ved hvilken en varmere oppslemning sprøytes inn i en relativt kald tørregass, og det finnes en rekke mellomliggende prosesser som kombinerer forstøvningstørring og forstøvningskjøling-Alle disse prosessene innbefattes i uttrykket "forstøvnings-tørkede" brukt i det følgende.

Likeledes er uttrykket "belagt" brukt i det følgende for å betegne en situasjon hvor størstedelen av partiklene av det vannløselige uorganiske stoff er bundet til de forstøvnings-tørkede såpepartikler. Det indikerer nødvendigvis ikke at så mange slike partikler er bundet til såpepartiklene at disse er fullstendig belagt. Det er innen oppfinnelsens ramme at dette bare delvis er tilfellet.

Den vannløselige såpes beskaffenhet er ikke kritisk for oppfinnelsen. Av økonomiske grunner vil den vanligvis være en natrium- eller kaliumsåpe, men et hvilket som helst annet kation vil være fyldestgjørende forutsatt at det ikke er tok-sisk og at det ikke forårsaker uønskede bivirkninger i blandingen. Såpens fe.ttsyrebestanddel kan fås fra blandinger av mettede og delvis-umettede fettsyrer i G^.-C^g-kjedelengde-området. Kokosnøttolje og talg,-som er de tradisjonelle såpe-dannende materialer, er foretrukne kilder for de blandede fettsyrer. Førstnevnte inneholder hovedsakelig mettede C^-og C14-fettsyrer og sistnevnte mettede C^- og Clg-syrer og mono-umettede C^-syrer. Oppfinnelsen er imidlertid også særlig anvendbar for såper dannet av fettsyreblandinger som inneholder store andeler av umettede syrer, såsom oljesyre og linolensyre. Disse såper har en tendens til å være bløte og krype når de er i forstøvningstørket form, og belegningen ifølge oppfinnelsen er spesielt egnet til å forbedre deres pulveregenskaper. Solsikkefrøolje er et eksempel på en olje som inneholder fettsyrer av denne type. Når de forstøvnings-tørkede partikler inneholder en umettet fettsyre som har 16 eller flere karbonatomer, er det å foretrekke at innholdet av denne syre er 25 vekt% eller mer av partikkelens vekt.

Såpepartiklene kan også inneholde anioniske overflateaktive midler i mengder på opp til 15 vekt% av partikkelens vekt. Det anioniske overflateaktive middels beskaffenhet er ikke kritisk. Et hvilket som helst av de overflateaktive midler som vanligvis brukes eller som foreslås brukt i. tøyvaskepulvere er brukbare. Eksempler på slike er natrium-alkylbenzen-sulfonater, fortrinnsvis C^Q-C^-alkyl-, natrium-prim.- og sek.-alkylsulfat, fortrinnsvis C-^-C^^lkyl-olefin-sulfonatsalter og natriumalkan-sulfonater.

Såpepartiklene kan også inneholde ikke-ioniske overflateaktive midler i mengder opp til ca. 30 vekt-% av partiklenes vekt. Etoksylerte og propoksylerte primære og sekundære alkoholer er de foretrukne ikke-ioniske overflateaktive midler, idet primære alkoholer som inneholder 7 til 25 karbonatomer etoksylert med fra 5 til 30 mol etylenoksyd pr. mol alkohol er de mest foretrukne.

Som sagt er oppfinnelsen særlig anvendbar for forstøvnings-tørkede partikler som er .myke, og eksempler på bestanddeler som kan gjøre partiklene myke er polyetylenglykoler, etoksylerte alkanolamider, alkylfosforsyre-estere og kvarternære ammoniumsalter.

Det vannløselige, uorganiske salt til belegning av de forstøvningstørkede -såpepartikler er fortr.lnnsvis tilstede i en mengde på fra 3 til 25 vekt%-av den totale såpepulver-for-mel. Den laveste mengde er den vanlige grense som normalt brukes når saltet bare har en belegningsfunksjon, mens den største mengde er den maksimale mengde som normalt brukes når saltet har en funksjon i tillegg til belegningsfunksjonen,

såsom vaskeevnebygging eller bleking.

Eksempler på egnede salter, i hvilken betegnelse oksy-der og oksysyresalter er inkludert, er de vannløselige fosfater, karbonater, perkarbonater, borater, perborater, sulfater og metasilikater og aluminosilikater, særlig natrium- og kalium-saltene av disse. I tillegg til de uorganiske forbindelser referert til ovenfor, men ikke som et alternativ til dem, kan visse organiske forbindelser anvendes som belegning. Eksempler på slike forbindelser er saltene av nitriltrieddiksyre, fortrinnsvis natriumnitriltriacetat, og tetraacetyletylendiamin.

Oppfinnelsen tilveiebringer, som et annet aspekt, en metode til fremstilling av forstøvningstørkede partikler inneholdende en hovedmengde av et vannløselig, uorganisk såpestoff, av hvilket minst 80% har en gjennomsnittsdiameter på mindre enn lOO^um,karakterisert vedat det dannes en blanding av de to partikkeltyper, idet en relativ bevegelse overføres til dem og de sprøy-tes med en vandig løsning av et bindemiddel.

Be ska f fente ten av bindemidlet, som sikrer adhesjon mellom de forstøvningstørkede såpepartikler og de uorganiske saltpartik- ler, er ikke kritisk. Vanlige bindemidler som vann, natriumsilikat-oppløsning og natriumkarboksymetylcellulose-oppløsning er tilfredsstillende. Når det brukes natriumsilikat-oppløsning,

vil 3-10 vekt-% basert på hele såpepulverblandingen, i form av en 20-60 vekt/vol.% oppløsning, være en typisk mengde bindemiddel som brukes.

Det er mulig å utføre metoden ifølge oppfinnelsen i en

rekke av de konvensjonelle granuleringsapparater. Et slikt apparat er et Eirich-kar (registrert varemerke),

som er et kar stilt på skrå og som er roterbart ora sin hovedakse. Et annet apparat er Schugi-blanderen(registrert varemerke) som består av et sylindrisk kammer forsynt med skråstilte, bånd-lignende blandeblad roterbare om sylinderens hovedakse. Enten det ene eller det annet av disse" apparatenerer 'brukt, vil de belagte partikler kreve tørking "i et fluidisert sjikt gjennom hvilket varm luft pumpes. Ettersom det er nødvendig å ha et fluidisert sjikt-apparat tilgjengelig og ettersom det er mulig å utføre belegningsprosessen ab initio i et fluidisert sjikt,

er det å foretrekke å utføre metoden på denne måte.

I det følgende eksempel er beskrevet en belegningsmetode

i samsvar med beskrivelsen.

Eksempel

Forstøvningstørkede partikler som inneholdt såpe som hovedandel, og som hadde den nedenfor viste sammensetning ble fremstilt ved konvensjonell oppslemmings- og forstøvnings-tørke-teknikker i to størrelsesområder, 450 og 350yum. De resulterende partikler er i det følgende' referert til som "kjernepartikler".

En blanding av findelte uorganiske salter egnet for dan-nelse av et belegg på de ovenfor angitte forstøvningstørkede partikler, ble deretter fremstilt. Sammensetningen er vist nedenfor.

Kjernepartiklene og blandingen av uorganiske ^salter, sammen med 25 deler natriumperborat ble deretter plassert i et Anhydro (registrert varemerke) fluidisert sjikt og sprøytet med en 30 vekt/vol.% vandig oppløsning av natriumsilikat (Na20:Si02, 2:1).

I et annet eksperiment ble kjernepartiklene, blandingen av uorganiske salter og natriumperborat matet inn i en Schugi sylinder-blander og sprøytet med natriumsilikat-oppløsningen.

De belagte partiklene man fikk på denne måte, hadde gode strømmeegenskaper, en snever partikkelstørrelses-fordeling og en densitet på ca. 0,4 g/cm"^.

Fukte-, dispergerings- og oppløsningsegenskapene hos de belagte partikler ble deretter bestemt som følger: En standard vektmengde pulver ble drysset på overflaten av varmt vann (40°C) i en skål og blandet med roterende bevegelse. Det resulterende vaskebad ble deretter vurdert med hensyn til fukting (d.v.s. om pulveret var forblitt flytende på overflaten eller om det hadde sunket), dispersjon (d.v.s. om det var blitt dannet klumper) og oppløsning, med en karak-tersettingsskala fra 0 til 5, hvor 5 var beste karakter. Denne karaktersettingsmetode ble utført av en jury av øvede fagfolk, og gjennomsnittsverdiene av karakterene ble beregnet.

Resultatene er vist i Tabell 1.

Tabell 1

Utprøvningsresultater for fukting (F),

dispergering ( D) og oppløsning ( 0)

Kjernepartikler (ubelagte)"

Belagte partikler

fra sylinderblander (Schugi)

fra fluidisert sjikt

(Anhydro)

Av ovenstående resultater kan ses at alle de belagte partikler er likeså gode, eller bedre enn, de ubelagte når det gjelder fukte-, dispergerings- og oppløsningsegenskaper. Over-legenheten er mer markert når det gjelder de større kjernepartikler, og vi har støtte for at dette er en generell tendens. Økingen i karakterene for fukting av de belagte partiklene ifølge oppfinnelsen er spesielt tydelig fordi dette angir at mindre pulver flyter på vannets overflate i en klump.

Claims (8)

1. Forstøvningstørkede partikler som omfatter en hovedandel av vannløselig såpe og som har en gjennomsnittlig diameter på 300-700yum, belagt med partikler av en uorganisk substans, karakterisert ved at den uorganiske substans er vannløselig og at minst 80 vekt-% av dens partikler har en gjennomsnittsdiameter på under 100yum.

2. Forstøvningstørkede partikler ifølge krav 1, karakterisert ved at diameterforholdet mellom de forstøv-ningstørkede partikler og partiklene av den uorganiske substans er fra 6:1 til 8:1.

3. Forstøvningstørkede partikler ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert ved at den vannløselige såpe omfatter en umettet fettsyre som har 16 eller flere karbonatomer.

4. Forstøvningstørkede partikler ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den organiske substans er et vannløselig fosfat-, karbonat-, borat-, sulfat- eller metasilikat-salt•

5. Forstøvningstørkede partikler ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at partiklene av den uorganiske substans er festet på såpepartikkelen ved hjelp av et bindemiddel.

6. Forstøvningstørkede partikler ifølge krav 5, karakterisert ved at bindemidiet omfatter en vandig oppløsning av en natriumkarboksymetyl-cellulose eller natriumsilikat.

7. Fremgangsmåte for fremstilling av forstøvningstørkede partikler som omfatter en hovedandel av en vannløselig uorganisk såpesubstans, i hvilken minst 80% har en gjennomsnittlig diameter på mindre enn lOO^ um, karakterisert ved at det dannes en blanding av de to partikkeltyper, at en relativ bevegelse overføres til dem og at de sprøytes med en vandig løsning av et bindemiddel.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at relativ bevegelse overføres til partiklene ved ut-forming av et fluidisert sjikt.