SE450642B - Oorganisk, partikelformig detergentbaskomposition med lag densitet samt sett for framstellning derav - Google Patents

Description

450 642 gående konventionella högverkande eller starka, tvättförstärkarsalt- haltiga partikelformiga anjoniska syntetiska organiska detergenter- na. När emellertid framställningen av tvättförstärkarsalthaltiga nonjoniska detergentkompositioner utfördes med metoder som tidigare använts för framställning av sådana medel, såsom genom spraytork- 0 ning av den slutliga kompositionen i form av en detergentuppslam- ning, uppstod en rad olika problem. Det mest anmärkningsvärda av dessa var avdunstningen av den nonjoniska detergenten under spray- torkningsprocessen, som förorsakade anmärkningsvärd rök från spray- torkningsanläggningen och resulterade i förlust av detergenten.

Förutom att detta förfarandesätt är anmärkningsvärt ur miljösyn- punkt är det mer kostsamtoch resulterar i bildandet av detergent- kompositionspartiklar med en vitt varierande halt av aktiv bestånds- del (nonjonisk detergent) beroende på betingelserna i spraytornet.

Tillsättning i efterhand av det mesta av eller hela mängden av den nonjoniska detergenten_har föreslagits och kommersiella produkter har framställts genom en sådan metod, se de amerikanska patenten 3 838 072, 3 849 327, 3 886 098 och 3 971 726 och det tyska paten- tet 2 514 677.

Fastän tillsättning i efterhand av den nonjoniska detergenten, som vanligtvis utföres genom sprayning av en smälta därav på ytorna av rörliga partiklar av en baskomposition, som vanligtvis är i_huvud- sak oorganisk och består av den resterande delen av detergentkom- positionen eller det mesta av dess återstående del, resulterar i en användbar produkt, kommer i allmänhet en sådan produkt att upp- visa en högre skrymdensitet än den som tidigare framställts när sianjoniska detergenter (innefattande tvàlar) ingick i detergent- uppslamningen. I vissa fall är partiklarna med högre densitet ac-, cepterbara och även önskvärda, men i många fall är det viktigt att framställa produkter med låg skrymdensitet, såsom de som konsumen- ten tidigare har blivit van vid, vilkas skrymdensiteter vanligtvis är inom intervallet 0,3 - 0,5 g/cm3. Det har visat sig att när en i huvudsak oorganisk detergentuppslamning spraytorkas kommer de korn eller pärlor som därvid bildas, efter tillsatsen av nonjonisk detergent, att ha en högre densitet än den önskade, vilka densite- 450 642 ter ofta ligger inom intervallet 0,55 - 0,75 g/cm3. När nonjonisk detergent eftersprayas eller på annat sätt överdrages eller beläg- ges på baskompositionspartiklarna ökas densiteterna därav något' eller kan ibland förbli ungefär desamma. För att kunna framstäl- la en kommersiell tvättförstärkarsalthaltig stark nonjonisk de- tergentprodukt har således ansträngningar gjorts för att minska skrymdensiteten hos de spraytorkade kornen av baskompositionen och för att göra en partikelformig detergentmed låg densitet av sådana baspartiklar.

Användningen av tvål och andra anjoniska detergenter i små kvan- titeter som beståndsdelar av en väsentligt oorganisk detergent- uppslamning har visat sig sänka skrymdensiteten av de från spray- torkningen resulterande torkade partiklarna. Effekterna av ett så- * dant tillvägagångssätt beskrivs i det amerikanska patentet nr 3 971 726 och i den tidigare nämnda tyska patentskriften. Använd- ningen av sådana rengörande produkter, även i jämförelsevis små proportioner, kan emellertid befrämja skumningen, vilket ofta inte är önskvärt för partikelformiga detergentkompositioner. Med an- vändningen av små mängder av anjonisk detergent, såsom beskrivs i nämnda tyska patentskrift, kan man vara tvungen att upprätthålla vissa specifika driftsbetingelser i spraytornet och i några fall kan endast partikelformiga kompositioner framställas i det önska- de intervallet med låg skrymdensitet. Sådana inte önskvärda egen- skaper hos produkten och sådana begränsningar på kompositionerna och de använda metoderna kan undvikas genom föreliggande förfa- randen och tillfredsställande kompositioner kan framställas genom att utnyttja dessa förfaranden.

Utmärkande för den enligt uppfinningen föreslagna kompositionen är huvudsakligen att den omfattar 22 - 44 % natriumtripolyfosfat, 3,3 - 16,7 % natriumkarbonat, 5,6 - 16,7 % natriumsilikat med ett Na 0:SiO -förhållande inom intervallet 1:l,6 - 1:3, 1,1 - 3,3 % 2 2 natriumtoluensulfonat eller natriumxylensulfonat, 0 - 5,6 % borax, 22 - 56 % natriumsulfat och 5,6 - 13,3 % vatten. 450 642 Kompositionen enligt uppfinningen kan lämpligen framställas genom hopblandning av ett antal komponenter i en uppslamning, innefattande oorganiskt tvättförstärkarsalt eller -salter, vattenlösligt organiskt hydrotropiskt salt eller -salter och vatten i sådana proportioner att när uppslamningen sedan torkas reducerar det ingående vattenlösliga organiska hydrotropiska saltet eller -salterna signifikant produktens densitet, och att blandningen torkas. Övriga kännetecken hos uppfinningen framgår av i bifogade krav angivna särdrag.

Basdetergentkompositionen, som ibland betecknas som bärarkomposi- tionen, beredes vanligtvis av i huvudsak oorganiska material, pri- märt oorganiskt tvättförstärkarsalt (-salter) och företrädesvis även oorganiskt fyllmedelssalt (-salter). Den kan emellertid även innehålla andra önskvärda beståndsdelar av den färdiga detergent- kompositionen, utom den nonjoniska detergenten, vilka beståndsde- lar är tillräckligt värmestabila för att motstå en torkningsopera- tion, såsom konventionell spraytorkning. Ett antiåterutfällnings- medel, såsom natriumkarboxymetylcellulosa, och en mängd av natrium- silikat i överskott av omkring 15 %, företrädesvis 10 %, på basis av baskompositionen, tillsättes företrädesvis i efterhand före, efter eller tillsammans med den nonjoniska detergenten, företrä- desvis som partikelformigt fast material. Om så önskas kan även ströbarhetsbefrämjande leror, såsom den som säljes under varumär- ket Satintone, tillsättas efteråt, men en användning av sådana le- ror är inte normalt nödvändig för framställningen av en tillräck- ligtfririnnande eller ströbar, icke klibbig och icke-hopklimpan- de produkt. Färgmaterial, parfymer, fluorescerande vitmedel, fun- N 4507642 gicider, herbicider och andra tillsatsmedel kan också tillsättas senare och när de är tillräckligt lösliga kan de dispergeras el- ler lösas i den nonjoniska detergenten och appliceras på baspar- tiklarna tillsammans med denna, såsom vid sprayningen.

Tvättförstärkarkomponenterna enligt föreliggande kompositioner är företrädesvis vattenlösliga polyfosfater, karbonater, silika- ter, borater, bikarbonater och fosfater, vanligtvis som natrium- eller kaliumsalter, t.ex. pentanatriumtripolyfosfat, tetrakalium- pyrofosfat, natriumkarbonat,kalhmbikarbonat, natriumsilikat (Na2O:SiO2 = l:2,35), borax och dinatriumvätefosfat, men det avses att även organiska tvättförstärkarsalter kan användas, åt- minstone som partiell ersättning för de oorganiska tvättförstär- karsalterna. En sådan ersättning kan även göras med vattenolös- liga tvättförstärkarsalter, såsom natriumaluminiumsilikaterna, företrädesvis zeoliterna av Type A eller Type X, kristallina eller amorfa zeoliter, av vilka en rad olika exempel anges i det amerikanska patentet 2 882 243, belgiska patenten 813 581 och 835 351 samt tyska patenten 2 412 837 och 2 412 839. Sådana olösliga tvättförstärkarsalter beskrivs dessutom i boken “Zeolite Molecular Sieves“ av Donald W. Breck, publicerad 1974 av John Wiley & Sons, och uppräknas särskilt i tabell 9.6 på sidorna 747- 749, till vilken tabell här hänvisas liksom till de nämnda paten- ten. Av de tvättförstärkarsalter som ingår är normalt åtminstone 50 % vattenlösliga oorganiska tvättförstärkarsalter. Denna pro- portion är företrädesvis minst 80 %, mer föredraget minst 90 % och mest föredraget 100 %. Fastän det inte är nödvändigt att införliva ett fyllmedelssalt i baskornen eller baspärlorna eller i den färdiga detergentkompositionen är i allmänhet när- varon av sådant material önskvärd. Bland de bästa fyllmedels- salterna, som bidrager till partikelhållfasthet, stabilitet och ströbarhet till relativt liten kostnad, finns natriumsulfat, som vanligtvis utgör i huvudsak hela eller är hela mängden ingåen- -1 450 642 de fyllmedelssalt, och är vanligtvis över 50 % och företrädesvis över 90 % av andelen fyllmedelssalt. Andra vattenlösliga och icke smältande oorganiska salter, som är värmestabila, kan också an- vändas, såsom natriumklorid, som ibland finns som en förorening i en av produktkomponenterna, kaliumsulfat, natriumbisulfat och kaliumklorid.

Det hydrotropa saltet, som har visat sig hjälpa till vid fram- ställningen av bärarpartiklarna med låg densitet enligt uppfin- ningen, kan utgöras av vilken som helst sådan förening som har egenskapen att befrämja vattenlösligheten av endast lätt lösliga -föreningar och att hjälpa till vid framställningen av bärarpar- tiklar med låg densitet och slutliga produktpartiklar, särskilt l när uppslamningen av baskompositionen spraytorkas vid förhöjdal temperaturer. De föredragna föreningarna av denna typ är vatten- lösliga salter av substituerade eller osubstituerade bensensul- fonsyror, såsom natrium- och kaliumsalter därav (alkalimetallsal~ ter), särskilt natriumsalterna. Fastän alkalimetallbensensulfona- ter, såsom natriumbensensulfonat, är användbara hydrotroper och kan användas vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning, före- drages det att ha en eller flera väteatomer hos bensenringen sub- stituerade, såsom med en lägre alkylgrupp med l - 4 kolatomer, fö- reträdesvis l - 2 kolatomer och mest föredraget 1 kolatom (metyl), tzexfi-natriumtoluensulfonat, natriumxylensulfonat, kaliumtoluen- sulfonat och motsvarande salter av kumen, mesitylen, etylbensen och pseudokumen. Sulfonaterna är vanligtvis blandningar av isome- rer, varvid para- och orto-konfigurationerna normalt och företrä- desvis dominerar, t.ex. natrium-p-metylbensensulfonat, natrium-o,o- di-metylsulfonat, natrium-o,p-dimetylbensensulfonat. Blandningar av de många olika typerna av hydrotroper kan också användas, t.ex. _natriumtoluensulfonat och natriumxylensulfonat eller de motsvaran- de kaliumsalterna.

De nonjoniska detergenter som användes är företrädesvis polyetoxy- lerade högre fettalkoholer, såsom de vattenlösliga kondensations- produkterna av 3 -'15 moler etylenoxid, företrädesvis 7 - ll moler, 450 642 7 och högre_fettalkoholer med 10 - 18 kolatomer, företrädesvis 12 - 15 kolatomer. Sådana nonjoniska detergenter smälter eller mjuknar tillräckligt för att vara spraybara i form av små droppar vid en 'temperatur under 45° C. En föredragen kommersiell produkt, som är kondensationsprodukten av en högre fettalkoholblandning med 12 - - 15 kolatomer med omkring 1 moler etylenoxid per mol fettalkohol, _ saluföres under varumärket Neodol 25-7, som framställes av s Shell Chemical Company. Andra kommersiella nonjoniska föreningar av denna allmänna typ, som också är lämpliga att använda, är föl- jande: Neodol 45-ll, (framställes också av Shell Chemical Company), Alfonic 1618-SÉ, som är en 16 - 18 kolatom-alkanol som etoxyle- rats med i medeltal 10 - ll moler etylenoxid per mol, som fram- ställes av Continental Oil Company, och Plurafac B-26, som fram- ställes av BASF-Wyandotte.

Förutom de föredragna polyetoxylerade högre fettalkoholerna och liknande alkanoler kan man också använda, åtminstone delvis, t.ex. till 25 eller 50 %, en rad olika andra nonjoniska detergenter, såsom de som beskrivs utförligt i McCutcheons "Detergents and Emulsifiers“, 1973 Annual och i “Surface Active Agents", volym II, av Schwartz, Perry och Berch (Interscience Publishers, 1958), till vilka härmed hänvisas. Sådana nonjoniska detergenter är vanligtvis pastaformiga eller vaxiga lösningar vid rumstemperatur (200 C) och är antingen'tillräckligt vattenlösliga för att upplösa sig direkt i vatten, särskilt i närvaro av hydrotropen, eller smälter snabbt och dispergerar sig däri vid den temperatur som tvättvatt- ' net har, såsom när temperaturen är över 40 eller 50° C. De är nor- malt inte flytande vid rumstemperatur då de annars i ett sådant tillstånd skulle kunna ha en tendens att åstadkomma ett klibbigt agglomerat av den färdiga partikelformiga detergenten, som skulle kunna bli dåligt ströbar och skulle kunna klimpa sig eller stelna vid lagring. Typiska användbara nonjoniska detergenter, som man kan använda, under förutsättning att de har tillfredsställande ren- görande förmåga 1 föreliggande kompositioner vid de koncentrationer som användes, t.ex. 0,1 - 0,2 % av detergentkompositionen i tvätt- 450 642 vattnet, är poly-lägre-alkenoxiderivaten, som vanligtvis framstäl- les genom kondensationen mellan lägre-(2 - 4 kolatomer)-alkylen- oxid, t.ex. etylenoxid, propylenoxid (med tillräcklig etylenoxid för att åstadkomma en vattenlöslig produkt), och.en förening som har en hydrofob kedja, t.ex. kolvätekedja, som innehåller en eller flera aktiva väteatomer, såsom högre alkylfenoler, högre fettsyror, högre fettmerkaptaner, högre fettaminer, högre fettpolyoler och de högre fettalkoholer som tidigare nämnts. Dessa föreningar är i allmänhet alkoxylerade med ett genomsnitt av omkring 3 - 30, före- trädesvis 3_- 15 och mer föredraget 7 - ll alkylenoxidenheter. De mest föredragna nonjoniska detergenterna är de som representeras av formeln R0(C2H4O)nH, vari R är resten av en linjär mättad pri- mär alkohol (en alkyl) med 12 - 15 kolatomer och n är ett heltal från 7 till ll. Bland ytterligare nonjoniska detergenter som kan. användas kan nämnas Igepa materialen (GAF Company Inc.), Pluronicš:Lmaterialen (BASF-Wyandotte), Poly-Tergent -materialen (Olin Corp.) och Amidoxe' materialen (Stepan Chemical Company).

Förutom av de tillsatsmedel som tidigare nämnts, vilka företrädes- vis eftertillsättes till de spraytorkade baspartiklarna, kan även små proportioner av anjoniska och amfotera detergenter ingå i baskornen eller kan de tillsättas senare. Dessa är inte nödvändi- ga för framställningen av de önskade detergentpartiklarna och om de användes ingår de normalt i små proportioner, t.ex. 0,5 - 2 %.

Exempel på sådana material innefattar alkalimetall-, företrädes- vis natrium-, högre-alkylbensensulfonater som har 12 - 15 kolato- mer i sina alkylgrupper, vilka företrädesvis är linjära; högre- -fetta1koholsu1fater;;högreralkylsulfonater; högre-olefinsulfonater; och polyetoxylerade högre-fettalkoholsulfater. I sådana fall är de högre-alkyl eller ~alkengrupperna vanligtvis sådana som innehåller l - 20 eller 12 - 18 kolatomer och polyetoxyleringen har skett till en utsträckning av 3 - 30 eller 3 - 15 alkylenoxider per mol.

I stället för de syntetiska anjoniska organiska detergenterna som nämnts ovan kan de vanliga fettsyratvålarna, vanligtvis natrium- tvålarna av blandade högre fettsyror med 8 - 18 kolatomer, såsom --de~som erhålles-ur~talg*och=kokosnötolja, på önskvärt=sätt användas g45o 642 helt eller delvis som ersättning därav, och blandningar av anjo- niska detergenter kan användas, varvid den totala mängden ligger inom de tidigare angivna procentintervallen. I stället för de aanjoniska detergenterna kan amfotera ytaktiva medel användas.

Dessa är vanligtvis högre-fettsyrakarboxylater, -fosfater, -sulfa- I ter eller -sulfonater, vilka innehåller en katjonsubstituent, så- som en aminogrupp som kan vara kvartärniserad, t.ex. med lägre- alkylgrupper, eller kan den ha sin kedja förlängd vid aminogrup- pen genom kondensering med en lägre-alkylenoxid, t.ex. etylenoxid.

Representativa kommersiella vattenlösliga amfotera organiska de- 151 och Miranol C2M. Ibland_kan det vara önskvärt att använda mindre porportíoner av katjoniska tergenter innefattar Deriphat organiska ytaktiva medel, särskilt som anti-statiska eller mjuk- görande material. Typiska sådana föreningar är Ethoduomeen ma- terialen T/12 och T/13, vilka är etylenoxidkondensat av N-talgtri- metylendiaminer (Armour Industrial Chemical Company) och 7 Ethylquad 18/12, 18/25 och 0/12, vilka är polyetoxylerade kvar- tärnära ammoniumklorider (Armour Industrial Chemical Company); En rad olika andra syntetiska detergenter och ytaktiva medel, som kan användas, är de som anges i de ovannämnda litteraturhänvis- ningarna av McCutcheon och Schwartz med flera.

Framställningen av den partikelformiga tvättförstärkarmaterialhal- tiga syntetiska organiska detergentkompositionen med låg densitet och de motsvarande baskompositionspartiklarna med låg densitet, vilka vanligtvis är 1 huvudsak oorganiska med avseende på deras normalt fasta komponenter tillgår så att en vattenhaltig lösning- _dispersion, som allmänt betecknas som en uppslamning eller deter- gentuppslamning, beredes, vilken uppslamning innehåller de olika värmeresistenta komponenterna av den färdiga produkten, med undan- tag för den nonjoniska detergenten och eventuella material som bäst tillsättes i efterhand. För att spara energi och öka genom- gångshastigheten hos torkningsutrustningen har uppslamningen van- ligtvis så hög halt av fasta material som möjligt, t.ex. omkring 50 - 80 %, med resten, omkring 20 - 50 %, utgörande vatten. Mer vatten-kan=användas, men då ökas energikraven, genomgângshastighe- 450 642 10 terna genom tornet minskas, de produkter som erhålles kan_bli klib- bigare, och sämre ströbarhet och ofta de önskade bas- och slutli- ga detergentkompositionpartiklarna med låg densitet kommer inte att erhållas. När fukthalten hos uppslamningen är omkring 20 - g 50 % är det vattenlösliga oorganiska tvättförstärkarsaltet (-sal- ter) närvarande i en halt av omkring.10 - 50 %, varvid halten oor- ganiskt fyllmedelssalt (-salter) är omkring 5 - 50 % och halten vattenlösligt organiskt hydrotropiskt salt (~salter) är omkring 0,2 * 5 %. När inte något oorganiskt fyllmedelssalt ingår kan 0 halten oorganiskt tvättförstärkarsalt vara sådan för att utgöra resten av kompositionen, förutom vattnet och hydrotropen_(och eventuella andra värmestabila tillsatsmedel, etc., som finns när- varande). hatriumtripolyfosfat, som normalt satsas som pentanat- riumtripolyfosfat, utgör ett föredraget tvättförstärkarsalt och utgör vanligtvis minst hälften av tvättförstärkarsalteti_uppslam- ningen. Pâ motsvarande sätt är det föredragna fyllmedelssaltet natriumsulfat och i allmänhet är detta minst hälften av innehållet av fyllmedelssalt i uppslamningen. Vattenhalten i uppslamningen är givetvis tillräcklig för att på ett tillfredsställande sätt upplö- .sa-dispergera de övriga komponenter som finns närvarande.

Fastän andra torkningsmetoder kan utnyttjas, såsom cylindertork- ning, bricktorkning, torkning på fluidiserad bädd, filmtorkning, etc., är den mest föredragna metoden spraytorkning, där uppslam- ningen sprayas vid ett förhöjt tryck, vanligtvis från 3 till 50 kg/cmz, företrädesvis 20 - 40 kg/cm2, genom ett spraymunstycke in i ett torktorn, genom vilket torr luft passerar för att torka de tresu1terande-smâ-dropparna av uppslamningen till klotrunda, fri-- rinnande partiklar med låg densitet. I stället för spraymunstyc- ken kan likartade finfördelare med annan utformning också användas.

Den föredragna utformningen på spraytornet arbetar motströms och har en höjd på tornet som vanligtvis är från 5 till 25 meter, och den inträdande luften, som vanligtvis utgör gasprodukter av för- bränd olja eller gas, föreligger vid en temperatur inom interval- let 200 - 4000 C och den utgående luften vanligtvis har en tempe- ratur inom intervallet 50 - 900 C. Medströms arbetande torn kan 4so 642 ' 11' också användas där liknande inlopps- och utloppstemperaturer erhål- les. Det har omnämnts i det tyska patentet 2 514 677, att korn, eller pärlor med låg densitet snabbare kan framställas genom att= utnyttfia medströmsspraytorkning än vad som erhålles vid motströms- torkning, men med förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan - produkter med låg densitet uppnås med nâgondera typen av torn.

Motströmstorkning föredrages och har fördelarna med större effek- tivitet av torkningsoperationen i det att värmegradienten för av- lägsnande-av fukten i den partiellt torkade Pkodukten nära ut- gången av tornet är större.

Munstycksstorleken för bildande av de små dropparna av uppslam- ningen med önskad storlek väljes så att man erhåller baspartiklar inom intervallet 160 - 6 mesh enligt U.S. Standard Sieve Series (motsvarande ungefär 0,095 - 3,36 mm), varvid produkten har i hu- vudsak partiklar inom detta intervall när den avlägsnas från spraytornet, men de för stora eller små partiklar, som t.eX. kan utgöra 2 - 10 vikt-%, som ligger utanför detta storleksintervall kan avlägsnas genom siktning, kan storleksreduceras till det önskade intervallet eller kan återföras till samma uppslamning el- ler till en efterföljande uppslamning. I vissa fall kan produkten med partikelstorlekarna inom intervallet (160 - 6 mesh) hngefär 0,095 - 3,36 mm) ytterligare siktas till ett smalare storleksin- tervall, såsom'I00 - 8 mesh motsvarande 0,149 - 2,38 mm. De ka- rakteristiska särdragen för sprayningen kan ändras för att också uppnå i huvudsak en sådan produkt från spraytorkningen, utan nöd- vändigheten av ytterligare siktning eller storleksreducering.

Efter att torkningen avslutats och partiklarna erhållits i det önskade storleksintervallet appliceras den nonjoniska detergenten på ytorna av partiklarna, företrädesvis genom sprayning av smält detergent, som kan föreligga i koncentrerad vattenlösning, men är företrädesvis fri från vatten, på ytorna av de tumlande baspar-- tiklarna i en snedställd cylinder, genom vilken partiklarna rör sig framåt från en övre matningsände till utmatningsänden. I stället för en snedställd cylinder eller trumma"kan'man även an- 450 642 12 vända fluidiserade bäddar av olika konventionella utföranden och andra kommersiella blandare, såsom de som är av Schugi-typ. Pro- portionen av nonjoniskt detergent, företrädesvis polyetoxylerad högre fettalkohol, är lämpligen 4 - 15 % och kornen eller pärlorna på vilka den sprayas kommer att innehålla omkring 3 - 16 % fukt, företrädesvis 5,6 ~ 13,3 % och mer föredraget 5,6 - 11,1 % vatten så att den slutliga produkten kommer att bestå av omkring 2,5 - 15 %, 5 - 12 % eller 5 - 10 % vatten. Baskornens fukthalt kan gi- vetvis vara högre när ytterligare fuktfria beståndsdelar skall tillsättas senare.

Proportionerna av tillsatsmedel hålles i allmänhet mindre än 15 %, företrädesvis mindre än 10 % och mer föredraget mindre än 5 % to- talt av hela produkten och proportionerna av enskilda tillsatsme- del är mindre än 5 % vardera, företrädesvis mindre än 2 % och mer föredraget mindre än 1 % vardera i de flesta fall. Det totala in- tervallet för halten tillsatsmedel kan således vara från omkring 0 eller 1 till 15 %, företrädesvis 1 - 5 % och koncentrationerna av de enskila komponenterna kan vara från 0 eller 0,1 till 5 %, fö- reträdesvis 0,2 - 1 %. Om ett blekmedel, såsom natriumperborat, vanligtvis i form av tetrahydratet och aktiverat, är avsett att ingå tillsammans med detergenten, kan större procenthalter av det- ta ingå, t.ex. 5 - 40 %, företrädesvis 10 - 30 %. Natriumperborat anses således inte utgöra en av de vanliga tillsatsmedlen som ovan diskuterats. Om det användes bör det tillsättas i efterhand.

För att uppnå överlägsna eller utmärkta produkter har det visat sig önskvärt att proprotionen av tvättförstärkarsalt eller fyllmedels- salt skall ligga inom intervallet 3:1 - 1:2, företrädesvis 2:1 - l:l,5. Baskornens skrymdensitet ligger inom intervallet 0,2 - 0,45 g/cm3 och skrymdensiteten av den färdiga produktens korn lig- ger inom intervallet 0,3 - 0,5 g/cm3. Skrymdensiteterna är före- trädesvis 0,2 - 0,35 respektive 0,3 - 0,45 g/cm3.

Föredragna detergentkompositioner omfattar omkring 20 - 40 % natriumtripolyfosfat, 3 - 15 % natrium- m u: 4505 642, 1-“5 karbonat, 5 - 15 % natriumsilikat med ett Na20:Si02-förhållande inom intervallet l:1,6 - 1:3, 0 - 5 % borax, 1 ~ 3 % natriumto- luensulfonat eller natriumxylensulfonat, 20 - 50 % natriumsulfat, 4 - 15 % av en nonjonisk detergentprodukt utgörande högre-fettalko- holpolyetylenoxidkondensat, och 5 - 12 % vatten. I sådana produkter är den högre-fettalkoholetylenoxidkondensationsprodukten en sådan som smälter eller mjuknar i tillräcklig grad för att vara spraybar 'i form av små droppar vid en temperatur under 450 C och vid för- farandet enligt uppfinningen smältes denna kondensationsprodukt och sprayas på ytorna av de spraytorkade partiklarna av basmate- rial vid en temperatur under 550 C, medan dessa partiklar är i rö- relse och har en temperatur under 450 C och över l0° C. Ett i hög grad föredraget förfarande är ett sådant där fukthalten hos upp- slamningen är omkring 30 - 45 %, varvid uppslamningen av en sådan komposition, - för att resultera i en spraytorkad slutlig deter- gentkompositionsprodukt, som när den innefattar omkring 7 - 13 % polyetoxylerad högre-fettalkohol som nonjonisk detergent, vilken tillsättes i efterhand till de spraytorkade baskornen, innefattar 28 - 38 % natriumtripolyfosfat, 3 - 8 % natriumkarbonat, 5 - l0 % natriumsilikat med ett Na2:SiO2-förhållande av 1:2 - l:2,4, 1,2 - 2 % natriumtoluensulfonat (eller natriumxylensulfonat), 0,5 - 2 % borax, 30 - 42 % natriumsulfat och S - 10 % fukt. I en sådan pro- dukt är den nonjoniska detergenten företrädesvis en kondensations- produkt av en högre-fettalkohol med 12 - 15 kolatomer och omkring 7 moler etylenoxid per mol fettalkohol, vilken produkt saluföres under varumärket Neodol 25-7. Vid detta förfarande sprayas upp- slamningen, med en temperatur av 80 - l05° C, in i spraytorknings- tornet, som.företrädesvis är ett motströms arbetande torn, där tornets torkluft vid inloppet har en temperatur inom intervallet 200 - 4000 C, varvid sprayningen utföres så att den resulterar i små droppar som torkar till partiklar av en blandning av storlekar som i huvudsak ligger inom intervallet 160 - 6 mesh (motsvarande ungefär 0,095 - 3,36 mm). För att bilda sådana partiklar kan man använda ett munstycke som har öppningar med en diameter av 0,2 - 0,8 mm. Vid den senare utförda sprayningsoperationen sprayas den nonäoniska detergenten=på.ytorna av de tumlande partiklarna av bas- il 450 642 . 14 korn i en roterande snedställd trumma som kan ha en vinkel av om- kring 5 - l5° och som roterar med en hastighet av omkring 5 - S0 rpm. Den nonjoniska detergenten hålls vid en temperatur av 35 - 50° C, när den sprayas på de tumlande partiklarna, som har en tem- peratur av 20 - 45° C.

Tillvägagângssättet för framställning av bas- eller bärkornen har tidigare beskrivits i samband med den fullständiga metoden för framställningen av detergentkompositionens partiklar. Genom att medge att omkring 10 % av nonjonisk detergent tillsättes senare till baskornen är emellertid de föredragna och mest föredragna hal- terna av de olika komponenterna hos kornen något annorlunda, och är 22 - 44 % natriumtripolyfosfat, 3,3 - 16,7 % natriumkarbonat, 5,6 - 16,7 % natriumsilikat, l,l - 3,3 % natriumtoluensulfonat el- ler natriumxylensulfonat, 0 - 5,6 % borax, 22 - 56 % natriumsulfat och 5,6 - 13,3 % vatten, varvid de föredragna intervallen är 31,1- 42,2 %, 3,3 - 8,9 %, 5,6 - ll,l %, 1,3 - 2,2 %, 0,5 - 2,2 %, 33 - 47 % respektive 5,6 - ll,l %.

De många olika fördelarna med de beskrivna förfarandena och de re- sulterande kompositionerna har tidigare diskuterats, men skall här kortfattat upprepas. Principiellt framställes en tvättförstärkar- material innehållande högverkande eller stark nonjonisk detergent, som föreligger i partikelform och som har den önskade låga densi- teten, är icke-klibbig, icke-hophakande och som är fririnnande.

Den tillverkas genom ett ekonomiskt förfarande som medger att man med lätthet kan variera kompositionens halt av aktiv rengörande beståndsdel._Förfarandet är godtagbart ur miljövänlig synpunkt, och det alstrar inte någon icke önskvärd rök eller dimma från torkningsanordningarna, såsom ett spraytorn. Dessutom ökas genom- gångshastigheten genom tornet och energiförbrukningen minskas.

Trots de jämförelsevis höga halterna av nonjonisk detergent i den slutliga partikelformiga kompositionen sorberas denna detergent lätt av de hydrotrophaltiga kornen och jämförelsevis korta bland- ningstider är tillräckliga, t.ex. 1 - 5 minuter. Närvaron av hydro- tropen i.produkten gerfingenfförsämring av den nonjoniska deter- r _gentens egenskaper utan den hjälper till att solubilisera vissa 15 45d 642 jämförelsevis olösliga smutssubstanser som ofta finns på tvätten och hjälper även till att befrämja lösligheten av eventuella dåligt lösliga tillsatsmedel eller hjälpmedel, som kan ingå i deter- genten och hindrar därigenom inte önskad avsättning av tillsats- medlet på tvätten. Färgmaterial i detergenter kan exempelvis för- hindras från att avsätta sig på tvättvävnaderna hos de tvättade plaggen. Huvudfördelen med uppfinningen ligger emellertid i bil- dandet av önskade partikelformiga produkter med låg densitet och i detta avseende kan föreliggande förfarande, under utnyttjande av ett hydrotropiskt salt av den beskrivna typen, producera en pro- dukt med lägre densitet än vad som erhålles med tvål, blandningar av tvål och nonjonisk detergent, och anjoniska detergenter, som an- vändes i liknande kvantiteter.

Anledningen till de önskade effekterna som noterats vid föreliggan- de förfaranden är inte klarlagd. Det finns en teori att det hydro- tropiska saltet hjälper till i bildandet av en mer homogen upp- slamning (crutcher mix) och därigenom undviker bildandet av svaga punkter eller bristningsbenägna ställen på de små dropparna eller kornen då torkningen utföres. Kornen kan därför svälla till en större storlek och bibehålla denna storlek då de torkas, vilket leder till bildandet av en produkt med lägre densitet. Även om denna teori skulle bli bekräftad, skulle emellertid fortfaran- de vara oväntat att den lilla proportionen av hydrotropiskt salt som utnyttjas skulle vara tillräckligt effektiv för att signifi- kant modifiera egenskaperna hos en uppslamning eller de små bas- dropparna som innehåller en sådan hög procenthalt av oorganiska salter.

Detergentkompositionerna, när de användes på samma sätt som konventionella högverkande eller starka partikelformiga detergenter vid normala användningskoncentrationer, t.ex. 0,1 - 0,2 %, i kallt, varmt eller hett tvättvatten, resulte- rar i mycket tillfredsställande rengöring av de artiklar eller plagg som tvättas. Den partikelformiga detergenten kan dessutom beredas till en pasta med vatten för behandling av starkt nedsmut- -450 642 16 sade Områden på tvättkläderna och närvaron av hydrotropen hjälper till att lösgöra sådan smuts så att den kan lättare avlägsnas un- der tvättningen.

Följande exempel belyser uppfinningen utan att dock begränsa den- - samma. Sâvida.ingenting annat nämnts anger alla delar i beskriv- ningen viktdelar och alla temperaturer är uttryckta i °C.

Exempel l En uppslamning (crutcher mix) beredes av 23,9 % natriumtripolyfos- fat, 3,6 % natriumkarbonat, 5,1 % natriumsilikat, l,l % natrium- toluensulfonat, 0,7 % borax, 25,6 % natriumsulfat och 40 % vatten.

Samtliga komponenter utom natriumsilikatet och vattnet tillsättes som vattenfria pulver. Natriumsilikatet tillsättes som 10,2 % av en 50-procentig vattenlösning och dess Na2:Si02-förhållande är l:2,35. Den vattenhaltiga kompositionen blandas i en konventionell uppvärmd detergentblandare (crutcher) under en period av omkring 15 minuter (polyfosfatet tillsättes sist) och pumpas med en hög- tryckspump (Triplex) med ett tryck av 25 kg/cmz och med en tempe- ratur av omkring 95° C in i toppen av ett 20 meter högt spraytorn via ett antal munstycksöppningar med en diameter av 0,5 mm, vilka bildar ett spray av små droppar med storlekar som i huvudsak lig- ger inom intervallet l60 - 6 mesh, ungefär motsvarande 0,095 - 3,36 mm, vilka droppar bildar korn av en liknande storlek. Den torkande luften, som träder in vid botten av tornet, har en tempe- ratur av omkring 300° C och när den lämnar tornet vid toppen har --,den en temperatur-av.omkring.90° C. De små dropparna från den sprayade uppslamningen, vilka faller genom tornet, har en genom- snittlig uppehållstid däri, av omkring l minut, varvid uppehålls- tiden kan modifieras, beroende på särskilda torkningsbetingelser, för att varieras mellan 30 sekunder och 3 minuter. De spraytorkade' kornen, som omfattar över 95 % av partiklarna liggande inom det önskade intervallet 160 - 6 mesh enligt U.S. Standard Sieve Series, motsvarande ungefär 0,095 - 3,36 mm, avlägsnas ur tornet med en temperatur av omkring 459 C efter viss preliminär kylning vid bot- 450 B12 17 ten av tornet.~Kornen med denna temperatur överföres ti1l_en sned- ställd roterande trumma eller cylinder vari man på ytorna av kor- nen sprayar en smälta av Neodol 25-7 (högre-fettalkoholblandning med omkring 12 - 15 kolatomer och polyetoxylerad med omkring 7 mo- ler etylenoxid per mol) vilken smälta har en temperatur av omkring - 40° C. Trumman är snedställd med en vinkel av omkring 7° och uppe- hållstiden för partiklarna däri är_omkring 3 - 5 minuter. Spray- munstyckenas öppningar är sådana att de små spraydropparna har stor- lekar motsvarande ómkring 0,074 - 0,149 mm och spraystrålarna rik- tas på ytorna av de tumlande partiklarna. Under tumlingen kyles pro- dukten något och efter att den avlägsnats från tumlingstrumman ky- les produkten ytterligare till en temperatur inom intervallet 20"- I 300 C, varefter den är färdig för förpackning.

Den framställda produkten är en utmärkt stark eller högverkande tvättdetergent, och den-är särskilt bra för användning i kallt och varmt vatten, där den är överlägsen många detergenter“ som är base- rade på anjoniska syntetiska aktiva beståndsdelar. Dess skrymdensi- tet före förpackningen är omkring 0,34 g/cm3, som har ökats något under påläggningen av den nonjoniska detergenten, från omkring 0,29 g/cm3. Den fukthalt till vilken uppslamningen hade torkats för bildande av baskornen är 7,7 %. Den slutliga detergentkomposi- tionen ger_följande analysvärden: 33 % natriumtripolyfosfat, 5 % natriumkarbonat, 7 % natriumsilikat, l,5 % natriumtoluensulfonat, 1 % borax, 35,5 % natriumsulfat, 10 % nonjonisk detergent och 7 % vatten. I I vid ett kontrollförsök när samma_förfarandesteg upprepas med samma komposition med undantag att natriumtoluensulfonat utlämnas ur uppslamningen erhålles spraytorkade baskorn med en densitet över 0,5 g/cm3, varvid densiteten för den färdiga detergentkompositio- nens partiklar är 0,59 g/om3, vilket är anmärkningsvärt högt för en produkt som är framtagen för att kommersiellt saluföras i stäl- let för konventionella spraytorkade detergentkompositioner. 450 642 s 18 id modifieringar av förfarandet enligt uppfinningen utföres tork- ningen av uppslamningen genom trumr och bricktorkning och de resul- terande produkterna storleksreduceras till intervallet 160 - 6 mesh, motsvarande ungefär 0,095 - 3,36 mm, och smalare intervall. Med en sådan metod uppnås en önskvärd sänkning av produktens-densitet _ till intervallet 0,3 - 0,5 g/cm3, medan en högre densitet, utanför detta intervall, kan resultera utan närvaron av det hydrotropa sal- tet. Skrymdensiteten kan på önskvärt sätt sänkas ytterligare genom* luftning av blandningen före torkningen med,det hydrotropa saltet närvarande däri. Dessutom erhålles ytterligare sänkningar av skrym- densiteten på de trumtorkade och bricktorkade produkterna, såväl som hos de som framställts genom spraytorkning, såsom beskrivits: ovan, när partikelstorleksintervallen är 0,105 - 2,38 mm och 0,l49 - 2,38 mm, varvid partiklar utanför dessa intervall avlägsnas och underkastas storleksreducering eller âtercirkuleras för förnyade behandlingar.

Vid andra modifieringar av det beskrivna försöket och under utnytt- jande av spraytorkning modifieras proportionerna av de olika kom- ponenterna av uppslamningen individuellt, 110 %, 120 % och 130 %, medan de fortfarande hålls inom de angivna intervallen, varvid pro- portionerna av andra komponenter förblir konstanta. I dessa fall ändras även processbetingelserna, varvid uppslamningens temperatur modifieras till 85°, 000 och l00° C, spraymunstyckenas tvärsnitts- areor ökas och minskas 10 % och den torkande luftens inloppstempe- ratur ändras till 250° och 350° C vid olika försök. Förutom använd- ningen av den beskrivna snedställda trumman modifieras även dess vinkel till 5 och 129 och i några fall appliceras den nonjoniska detergenten i en apparat av typ Schugi eller riktas in i en flui- diserad bädd av baspartiklarna. Temperaturen hos baskornen ändras i5° C liksom även för den nonjoniska detergenten som sprayas på dessa baskorn; I några fall tillsättes 0,6 % parfym tillsammans med den nonjoniska detergenten (upplöst däri). I samtliga dessa fall uppnås användbara produkter enligt föreliggande uppfinning med egenskaper såsom beskrivits och inom de nämnda önskvärda inter- vallen. 450 642 19 Exempel 2 Tillvägagångssättet enligt exempel l upprepas, varvid natriumxylen- sulfonat användes i stället för natriumtoluensulfonat, och väsent- ligen samma typer av bas- och slutprodukter med låga densiteter _ erhålles. När natriumbensensulfonatet utnyttjas i stället_erhâlles- godtagbara produkter, men dess effekter anses inte vara så bra som de som erhålles med metylsubstituerade bensensulfonater. När ka- liumsalter av de nämnda hydrotroperna användes, innefattande ka- liumtoluensulfonat, bildas väsentligen samma typer av detergent- kompositioner.

När de föregående försöken upprepas, men under användning av Neodol 45-ll och Alfonic 1618-65 i stället för Neodol 25-7, uppnås liknande resultat. När pentanatriumtripolyfosfat ersättes med tetranatriumpyrofosfat och när, vid tillverkningen av fosfatfria detergenter, natriumtripolyfosfatet helt ersättes med en bland- ning av 2 delar natriumkarbonat och en del natriumsilikat uppnår man produkter med egenskaper som faller inom föreliggande uppfin- ning. Detta är även fallet när natriumsulfat ersättes med natrium- klorid eller utelämnas helt, varvid skillnaden justeras genom ök- ningar i natriumtripolyfosfathalten och natriumkarbonathalten, samt när natriumsilikater med Na20:SiO2-förhållanden av l:2,0 och l:2,4 användes.

Claims (8)

450 642 20 P a t e n t k r a v

1. En i huvudsak oorganisk partikelformig baskomposition med låg densitet som kan överföras till en tvättförstärkarsalthaltig syntetisk organisk detergentkomposition genom tillsats av non- jonísk detergent därtill, k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar 22 - 44 % natriumtripolyfosfat, 3,3 - 16,7 % natrium- 2O:SiO2-förhål~ lande inom intervallet 1:1,6 - 1:3, 1,1 - 3,3 % natriumtoluen- karbonat, 5,6 - 16,7 % natriumsilikat med ett Na G9 sulfonat eller natriumxylensulfonat, 0 - 5,6 % borax, 22 - 56 natriumsulfat och 5,6 - 13,3 % vatten.

2. Komposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den har partikelstorlekar i huvudsak inom intervallet 160 - 6 mesh ungefärligen motsvarande 0,095 - 3,36 mm, och omfattar 31,1 - 42,2 % natriumtripolyfosfat, 3,3 - 8,9 % natriumkarbonat, 5,6 - 11,1 % natriumsilikat med ett Na2O:SiO2- förhållandeav 1:2 - 1:2,4, 1,3 - 2,2 % natriumtoluensulfonat, 0,5 - 2,2 % borax, 33 - 47 % natriumsulfat och 5,6 - 11,1 % vatten.

3. Komposition enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att den har partikelstorlekar i huvudsak inom intervallet 160 - 6 mesh ungefärligen motsvarande 0,095 - 3,36 mm, och omfattar 31,1 - 42,2 % natriumtripolyfosfat, 3,3 - 8,9 % natriumkarbonat, 5,6 - 11,1 % natriumsilikat med ett Na2O:SiO2- förhållande av 1:2 - l:2,4, 1,3 - 2,2 % natriumxylensulfonat, 0,5 - 2,2 % borax, 33 ~ 47 % natriumsulfat och 5,6 - 11,1 % vatten.

4. Förfarande för framställning av en i huvudsak Oorganisk partikelformig baskomposition med låg densitet som kan om- vandlas till en tvättförstärkarsalthaltig syntetisk organisk detergentkomposition genom tillsats av nonjonisk detergent därtill enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det omfattar hopblandning av ett antal komponenter i en uppslam- i45o 642 21 ning, innefattande oorganiskt tvättförstärksalt eller -salter, vattenlösligt organiskt hydrotropiskt salt eller -salter och vatten i sådana proportioner att när uppslamningen sedan- torkas reducerar det ingående vattenlösliga organiska hydro- tropiska salter eller -salterna signifikant produktens densi- tet, och att blandningen torkas. i

5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n elt e c k nna t av att blandningen är en_uppslamning som omfattar 20 - 50 % vatten, 10 - 50 % vattenlösligt oorganiskt tvättförstärkarsalt eller -salter, 5 - 50 % vattenlösligt oorganiskt fyllmedelssalt eller -salter och 0,2 - 5 % vattenlösligt organiskt hydrotropiskt salt eller -salter, som är ett vattenlösligt salt av en substi- tuerad eller osubstituerad bensensulfonsyra, och att nämnda upp- slamning spraytorkas.

6. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone hälften av tvättförstärkarsaltet är natriumtripoly- fosfat, åtminstone hälften av fyllmedelssaltet är natriumsulfat, att hydrotropen är ett vattenlösligt salt av en lägre-alkyl- substituerad bensensulfonsyra, och att spraytorkningen utföres i ett motströms arbetande torn.

7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att tvättförstärkarsaltet omfattar natriumtripolyfosfat, natrium- silikat och natriumkarbonat, att i huvudsak allt fyllmedelssalt är natriumsulfat, att hydrotropen är ett vattenlösligt salt av en mono- eller di-metylsubstituerad bensensulfonsyra, att proportionen mellan tvättförstärkarsalt och fyllmedelssalt ligger inom intervallet 3:1 - 1:2, och att uppslamningen spray- torkas till en fukthalt inom intervallet 3 - 16 % och en skrym- fdensitet av 0,2 - 0,45 g/cm3.

8. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att de spraytorkade kornen för tillsatsen av nonjoniskt detgergent till dessa för att bilda en tvättförstärkarsalthaltig detergent- 450 642 22 komposition omfattar 22 - 44 % natriumtripolyfosfat, 3,3 - 16,7 % natriumkarbonat, 5,6 - 16,7 % natriumsilikat, 1,1 - 3,3 natriumtoluensulfonat eller natriumxylensulfonat, 0 - 5,6 % borax, 22 - 56 % natriumsulfat och 5,6 - 13,3 % vatten. 9, Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att fukthalten av uppslamningen är 30 - 45 %, att uppslam- ningen är av en sådan sammansättning att den resulterar i en spraytorkad partikelformig detergentbasprodukt som omfattar 31,1 - 42,2 % natriumtripolyfosfat, 3,3 - 8,9 % natriumkarbo- nat, 5,6 - 11,1 % natriumsilikat med ett Na2O:SiO2-förhållande av 1:2 - l:2,4, 1,3 - 2,2 % natriumtoluensulfonat, 0,5 - 2,2 % borax, 33 - 47 % natriumsulfat och 5,6 - 11,1 % vatten, att uppslamningen hålls vid en temperatur av 800 - 105°C när den sprayas in i spraytorkningstornet, att tornets torkande luft vid inloppet har en temperatur inom intervallet 2000 - 40000, och att uppslamningen sprayas in i tornet och bildar små drop- par med sådan storlek att de resulterar i torkade partiklar av en blandning av storlekar i huvudsak inom intervallet 160 -.6 mesh, ungefärligen motsvarande 0,095 - 3,36 mm.