WO2000053713A1 - Granulation method - Google Patents

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WO2000053713A1
WO2000053713A1 PCT/EP2000/001810 EP0001810W WO0053713A1 WO 2000053713 A1 WO2000053713 A1 WO 2000053713A1 EP 0001810 W EP0001810 W EP 0001810W WO 0053713 A1 WO0053713 A1 WO 0053713A1
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WO
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surfactant
acid
foam
weight
mixer
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Application number
PCT/EP2000/001810
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Lietzmann
Wolfgang Lahn
Bernd Larson
Dieter Jung
Original Assignee
Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/0005Other compounding ingredients characterised by their effect
    • C11D3/0094High foaming compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D11/00Special methods for preparing compositions containing mixtures of detergents ; Methods for using cleaning compositions
    • C11D11/0082Special methods for preparing compositions containing mixtures of detergents ; Methods for using cleaning compositions one or more of the detergent ingredients being in a liquefied state, e.g. slurry, paste or melt, and the process resulting in solid detergent particles such as granules, powders or beads
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D17/00Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/02Anionic compounds

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing surfactant granules.
  • it relates to a process which allows surfactant granules or surfactant-containing components of detergent and cleaning agent compositions or complete detergent and cleaning agent compositions to be produced without or with reduced use of spray drying steps.
  • Granular detergent and cleaning agent compositions or components therefor are largely produced by spray drying.
  • the ingredients such as surfactants, builders, etc. are mixed with about 35 to 50% by weight of water to form an aqueous slurry, the so-called slurry, and atomized in spray towers in a hot gas stream, the detergent and cleaning agent particles form.
  • Both the plants for this process and the implementation of the process are costly, since most of the slurry water has to be evaporated in order to obtain particles with residual water contents of around 5 to 10% by weight.
  • the granules produced by spray drying usually have excellent solubility, but only have low bulk densities, which leads to higher packaging volumes and transport and storage capacities.
  • Spray drying processes have a further series of disadvantages, so that there has been no lack of attempts to carry out the production of detergents and cleaning agents completely without spray drying or to have at least the smallest possible proportion of spray drying products in the finished product.
  • DE 198 44 523.7 discloses a process for the production of surfactant granules, in which an anionic surfactant in its acid form and a highly concentrated, aqueous alkaline component are separately charged with a gaseous medium, then combined and neutralized, and both the anionic surfactant in its acid form and that Highly concentrated, aqueous alkaline component is foamed by the gaseous medium and the acidic and alkaline foams formed are combined to form a neutralized foam, which is subsequently added to a solid bed placed in a mixer.
  • two foams an acidic and an alkaline foam
  • the neutralized foam is used as a granulation aid for solids.
  • the older German patent application DE 198 44 522.9 discloses a foam granulation process in which the foam serving as a granulation aid is not formed by combining an acidic and an alkaline foam. Rather, a method for producing surfactant granules is disclosed in which a gaseous medium is applied to a surfactant-containing flowable component, the surfactant-containing flowable component being foamed by the gaseous medium and the resulting surfactant-containing foam subsequently being added to a solid bed placed in a mixer.
  • nonionic surfactants or the salts of anionic surfactant acids can be used as flowable components containing surfactants.
  • anionic surfactant acids in the form of a foam.
  • Foam granulation processes with foamed anionic surfactant acid are disclosed in the older German patent application DE 198 55 380.3.
  • the subject of this document is a process for the production of surfactant granules, in which an anionic surfactant in its acid form is neutralized and granulated with a solid neutralizing agent, the solid neutralizing agent being added to the anionic surfactant in its acidic form and being foamed into a neutralized foam, which is subsequently mixed in one Mixer submitted solid bed is given.
  • This forms the neutral-reacting foam, which acts as a granulation aid, from the anionic surfactant acid and the solid neutralizing agent.
  • a method in which an acidic surfactant-containing foam serves as a granulation aid is also not described in this document.
  • the present invention was based on the object of further developing the field of foam granulation and of providing a method which makes it possible to produce surfactant granules for detergents and cleaning agents without or with reduced use of spray drying steps, and to start directly from the acid form of the anionic surfactants.
  • the drying of the granules formed should preferably also be completely dispensable.
  • the present invention relates to a process for the production of surfactant granules, in which a surfactant-containing flowable component is acted upon and foamed up and the resulting surfactant-containing foam is subsequently added to a solid bed placed in a mixer and the surfactant-containing flowable component contains anionic surfactant acid (s) .
  • an acid foam i.e. a foam with a pH below 7, used as a granulation aid.
  • the solid bed to be granulated has alkaline ingredients, so that a neutralization reaction takes place during the granulation process.
  • the procedure according to the invention has the advantage over the well-known addition of anionic surfactant acids in liquid form that the acid is gently added to the mixer and is distributed very homogeneously. The formation of coarse clumps or the appearance of acid esters, which can lead to discoloration of the granules and undesirable reactions with sensitive ingredients (e.g. perfume) of the ready-made detergent and cleaning agent, is thus effectively avoided.
  • foam used in the context of the present invention denotes structures made of gas-filled, spherical or polyhedral cells (pores) which are delimited by liquid, semi-liquid or highly viscous cell webs.
  • the gas bubbles are spherical because of the surface-reducing effect of the interfacial tension. Above the limit of the densest spherical packing, the bubbles are deformed into polyhedral lamellae, which are delimited by approximately 4-600 nm thin membranes. The cell bridges, connected via so-called nodes, form a coherent framework. The foam lamellae (closed-cell foam) stretch between the cell bars. If the foam lamellae are destroyed or flow back into the cell webs at the end of foam formation, an open-cell foam is obtained. Foams are thermodynamically unstable, because by reducing the upper surface energy can be obtained. The stability and thus the existence of the foams according to the invention therefore depends on the extent to which their self-destruction can be prevented.
  • the gaseous medium is blown into the flowable component containing anionic surfactant acid, or the foaming is achieved by vigorous beating, shaking, spraying or stirring the liquid in the relevant gas atmosphere. Due to the lighter and easier to control and carry out foaming, foam generation by blowing in the gaseous medium (“gassing”) is clearly preferred over the other variants in the context of the present invention.
  • gassing is carried out continuously or discontinuously via perforated plates, sintered disks, sieve inserts, venturi nozzles or other conventional systems.
  • gases or gas mixtures can be used as the gaseous medium for foaming.
  • gases used in industry are nitrogen, oxygen, noble gases and noble gas mixtures, carbon dioxide etc.
  • the process according to the invention is preferably carried out with air as the gaseous medium.
  • the process according to the invention includes the independent substeps of the production of foam from a flowable component containing anionic surfactant acid and the subsequent addition to a solid bed moved in a mixer, the foam serving as a granulation aid.
  • the ingredients of the surfactant-containing foam produced in the first step are described below.
  • the surfactant-containing flowable component contains at least surface-active substances from the group of anionic surfactants, which are at least partially present in their acid form, ie not neutralized.
  • the surfactant-containing flowable component can contain further surface-active compounds from the groups of anionic, nonionic, zwitterionic or cationic surfactants.
  • the salary of the flowable surfactant-containing component of surfactant (s) can vary within wide limits. According to the invention, processes are preferred in which the surfactant-containing flowable component contains one or more anionic surfactant acid (s) in amounts of from 20 to 100% by weight, preferably from 50 to 95% by weight and in particular from 60 to 90% by weight, each based on the surfactant-containing component.
  • the process according to the invention comprises the independent substeps of producing foam from an anionic surfactant in its acid form on the one hand and adding it to a solid bed moved in a mixer on the other.
  • anionic surfactant acids which can be used according to the invention are described below.
  • Anionic surfactants in acid form are preferably one or more substances from the group of carboxylic acids, sulfuric acid half-esters and sulfonic acids, preferably from the group of fatty acids, fatty alkyl sulfuric acids and alkylarylsulfonic acids.
  • the compounds mentioned should have longer-chain hydrocarbon radicals, that is to say they should have at least 6 carbon atoms in the alkyl or alkenyl radical.
  • the C chain distributions of the anionic surfactants are usually in the range from 6 to 40, preferably 8 to 30 and in particular 12 to 22 carbon atoms.
  • Carboxylic acids which are used as soaps in detergents and cleaning agents in the form of their alkali metal salts, are technically largely obtained from native fats and oils by hydrolysis. While the alkaline saponification which was carried out in the past century led directly to the alkali salts (soaps), only water is used on an industrial scale to split the fats into glycerol and the free fatty acids. Large-scale processes are, for example, cleavage in an autoclave or continuous high-pressure cleavage.
  • Carboxylic acids which can be used as an anionic surfactant in acid form in the context of the present invention are, for example, hexanoic acid (caproic acid), heptanoic acid (enanthic acid), octanoic acid (caprylic acid), nonanoic acid (pelargonic acid), decanoic acid (capric acid), undecanoic acid, etc.
  • fatty acids such as dodecanoic acid (lau- rinic acid), tetradecanoic acid (myristic acid), hexadecanoic acid (palmitic acid), octadecanoic acid (stearic acid), eicosanoic acid (arachic acid), docosanoic acid (behenic acid), tetracosanoic acid (lignoceric acid), hexacosanoic acid (cerotinic acid), and triacotanoic acid unsaturated species 9c-hexadecenoic acid (palmitoleic acid), 6c-octadecenoic acid (petroselinic acid), 6t-octadecenoic acid (petroselaidic acid), 9c-octadecenoic acid (oleic acid), 9t-octadecenoic acid ((elaidinic acid), 9c, 12c-o
  • Sulfuric acid semiesters of longer-chain alcohols are also anionic surfactants in their acid form and can be used in the process according to the invention.
  • Their alkali metal, in particular sodium salts, the fatty alcohol sulfates are commercially available from fatty alcohols which are reacted with sulfuric acid, chlorosulfonic acid, amidosulfonic acid or sulfur trioxide to give the alkyl sulfuric acids concerned and are subsequently neutralized.
  • the fatty alcohols are obtained from the fatty acids or fatty acid mixtures concerned by high-pressure hydrogenation of the fatty acid methyl esters.
  • the most significant industrial process in terms of quantity for the production of fatty alkyl sulfuric acids is the sulfonation of alcohols with SO 3 / air mixtures in special cascade, falling film or tube bundle reactors.
  • alkyl ether sulfuric acids which can be used in the process according to the invention are the alkyl ether sulfuric acids, the salts of which, the alkyl ether sulfates, are distinguished by a higher water solubility and lower sensitivity to water hardness (solubility of the Ca salts) compared to the alkyl sulfates.
  • alkyl ether sulfuric acids are synthesized from fatty alcohols, which are reacted with ethylene oxide to give the fatty alcohol ethoxylates in question. Instead of ethylene oxide, propylene oxide can also be used. The subsequent sulfonation with gaseous sulfur trioxide in short-term sulfonation reactors yields over 98% of the alkyl ether sulfuric acids concerned.
  • Alkanesulfonic acids and olefin sulfonic acids can also be used as anionic surfactants in acid form in the context of the present invention.
  • Alkanesulfonic acids can contain the sulfonic acid group in a terminal bond (primary alkanesulfonic acids) or along the C chain (secondary alkanesulfonic acids), only the secondary alkanesulfonic acids being of commercial importance. These are produced by sulfochlorination or sulfoxidation of linear hydrocarbons.
  • alkanesulfonic acids Another process for the production of alkanesulfonic acids is sulfoxidation, in which n-paraffms are reacted with sulfur dioxide and oxygen under irradiation with UV light.
  • This radical reaction produces successive alkylsulfonyl radicals, which react further with oxygen to form the alkylpersulfonyl radicals.
  • the reaction with unreacted paraffin gives an alkyl radical and the alkyl persulfonic acid, which are converted into an alkyl peroxysulfonyl radical and a hydroxyl radical decays.
  • the reaction of the two radicals with unreacted paraffin gives the alkylsulfonic acids or water, which reacts with alkylpersulfonic acid and sulfur dioxide to give sulfuric acid.
  • this reaction is usually carried out only up to degrees of conversion of 1% and then stopped.
  • Olefin sulfonates are produced industrially by reacting olefins with sulfur trioxide. Intermediate hermaphrodites form here, which cyclize to form so-called sultans. Under suitable conditions (alkaline or acidic hydrolysis), these sultones react to give hydroxylalkanesulfonic acids or alkenesulfonic acids, both of which can also be used as anionic surfactant acids.
  • alkylbenzenesulfonates as powerful anionic surfactants have been known since the 1930s. At that time, alkyl benzenes were produced by monochlorination of kogasin fractions and subsequent Friedel-Crafts alkylation, which were sulfonated with oleum and neutralized with sodium hydroxide solution.
  • propylene was tetramerized to give branched ⁇ -dodecylene and the product was converted to a tetrapropylenebenzene via a Friedel-Crafts reaction using aluminum tri chloride or hydrogen fluoride, which was subsequently sulfonated and neutralized.
  • TPS tetrapropylene benzene sulfonates
  • Linear alkylbenzenesulfonates are made from linear alkylbenzenes, which in turn are accessible from linear olefins.
  • the resulting olefins are then reacted with benzene in the presence of acidic catalysts to give the alkylbenzenes, the choice of the Friedel-Crafts catalyst having an influence on the isomer distribution of the linear alkylbenzenes formed: when using aluminum trichloride, the content of the 2-phenyl Isomers in the mixture with the 3, 4, 5 and other isomers at approx. 30% by weight, but if hydrogen fluoride is used as a catalyst, the content of 2-phenyl isomer can be reduced to approx. 20% by weight. % reduce.
  • C 8 . 16 -, preferably C 9 . 13 - Alkylbenzenesulfonic acids are preferred.
  • C 8 . 16 -, preferably C 9 . 13- alkylbenzenesulfonic acids are derived from alkylbenzenes which have a tetralin content below 5% by weight, based on the alkylbenzene.
  • alkylbenzenesulfonic acids whose alkylbenzenes have been prepared by the HF process, so that the C 8 . 16 -, preferably C 9 . 13- Alkylbenzenesulfonic acids have a 2-phenyl isomer content below 22% by weight, based on the alkylbenzenesulfonic acid.
  • anionic surfactants in their acid form can be used and foamed alone or in a mixture with one another in the process according to the invention.
  • the anionic surfactant in acid form, before foaming contains further, preferably acidic, ingredients of detergents and cleaning agents in amounts of 0.1 to 40% by weight, preferably 1 to 15% by weight and in particular from 2 to 10% by weight, based in each case on the weight of the mixture to be foamed.
  • the surfactant-containing flowable component alkylbenzenesulfonic acids in amounts of 20 to 99% by weight, preferably 30 to 95% by weight and in particular 40 to 90% by weight, in each case based on the surfactant-containing component, contains.
  • Suitable acidic reactants in the context of the present invention are, in addition to the "surfactant acids", the fatty acids, phosphonic acids, polymer acids or partially neutralized polymer acids as well as “builder acids” and “complex builder acids” (details later in the text) alone or in any mixtures.
  • surfactant acids the fatty acids, phosphonic acids, polymer acids or partially neutralized polymer acids as well as “builder acids” and “complex builder acids” (details later in the text) alone or in any mixtures.
  • the anionic surfactant acid that can be mixed in before foaming is particularly suitable for acidic detergent and cleaning agent ingredients, for example phosphonic acids, which in neutralized form (phosphonates) are components of many detergents and cleaning agents as incrustation inhibitors.
  • phosphonic acids which in neutralized form (phosphonates) are components of many detergents and cleaning agents as incrustation inhibitors.
  • the use of (partially neutralized) polymer acids such as, for example, polyacrylic acids
  • the surfactant-containing flowable component additionally contains fatty acids and / or soaps in amounts of 1 to 30% by weight, preferably 2 to 25% by weight and in particular 5 to 20% by weight, in each case based on the surfactant-containing component Component.
  • nonionic surfactants can be obtained in amounts of 0.1 to 60% by weight, preferably 0.5 to 55% by weight and in particular 2.5 to 10% by weight, of the anionic surfactant in acid form before foaming to the weight of the mixture to be foamed.
  • This additive can improve the physical properties of the anionic surfactant foam and make subsequent incorporation of nonionic surfactants into the surfactant granules or the entire detergent and cleaning agent unnecessary.
  • the different representatives from the group of nonionic surfactants are described below.
  • the surfactant-containing flowable component additionally contains nonionic surfactant (s) in amounts of 1 to 50% by weight, preferably 2 to 40% by weight and in particular 5 to 30% by weight, based in each case on the surfactant-containing component.
  • the nonionic surfactants used are preferably alkoxylated, advantageously ethoxylated, in particular primary alcohols having preferably 8 to 18 carbon atoms and an average of 1 to 12 moles of ethylene oxide (EO) per mole of alcohol in which the alcohol radical has a methyl or linear branching in the 2-position may be or may contain linear and methyl-branched radicals in the mixture, as are usually present in oxo alcohol radicals.
  • alcohol ethoxylates with linear residues of alcohols of native origin with 12 to 18 carbon atoms, for example from coconut, palm, tallow or oleyl alcohol, and an average of 2 to 8 EO per mole of alcohol are particularly preferred.
  • the preferred ethoxylated alcohols include, for example, C ] 2 . 14 - alcohols with 3 EO or 4 EO, C 9 _ u alcohol with 7 EO, C l3 . 15 alcohols with 3 EO, 5 EO, 7 EO or 8 EO, C 12 _ 18 - alcohols with 3 EO, 5 EO or 7 EO and mixtures thereof, such as mixtures of C 12-14 - alcohol with 3 EO and C 12 . 18 alcohol with 5 EO.
  • the degrees of ethoxylation given represent statistical averages, which can be an integer or a fraction for a specific product.
  • Preferred alcohol ethoxylates have a narrow homolog distribution (narrow range ethoxylates, NRE).
  • fatty alcohols with more than 12 EO can also be used. Examples of this are tallow fatty alcohol with 14 EO, 25 EO, 30 EO or 40 EO.
  • alkoxylated nonionic surfactants are preferred in the context of the present invention.
  • nonionic surfactants which are used either as the sole nonionic surfactant or in combination with other nonionic surfactants, are alkoxylated, preferably ethoxylated or ethoxylated and propoxylated fatty acid alkyl esters, preferably with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl chain, in particular Fatty acid methyl esters as described, for example, in Japanese patent application JP 58/217598 or which are preferably prepared by the process described in international patent application WO-A-90/13533.
  • alkyl polyglycosides Another class of nonionic surfactants that can be used advantageously are the alkyl polyglycosides (APG).
  • Alkypolyglycosides that can be used satisfy the general NEN formula RO (G) z , in which R represents a linear or branched, in particular methyl-branched, saturated or unsaturated, aliphatic radical having 8 to 22, preferably 12 to 18 carbon atoms and G is the symbol which stands for a glycose unit with 5 or 6 carbon atoms, preferably for glucose.
  • the degree of glycosidation z is between 1.0 and 4.0, preferably between 1.0 and 2.0 and in particular between 1.1 and 1.5.
  • Linear alkyl polyglucosides ie alkyl polyglycosides, in which the polyglycosyl radical is a glucose radical and the alkyl radical is an n-alkyl radical are preferably used.
  • the surfactant granules according to the invention can preferably contain alkyl polyglycosides, with APG contents of the granules above 0.2% by weight, based on the total granules, being preferred.
  • Particularly preferred surfactant granules contain APG in amounts of 0.2 to 10% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight and in particular 0.5 to 3% by weight.
  • Nonionic surfactants of the amine oxide type for example N-coconut alkyl-N, N-dimethylamine oxide and N-tallow alkyl-N, N-dihydroxyethylamine oxide, and the fatty acid alkanolamides can also be suitable.
  • the amount of these nonionic surfactants is preferably not more than that of the ethoxylated fatty alcohols, in particular not more than half of them.
  • Suitable surfactants are polyhydroxy fatty acid amides of the formula (I),
  • RCO stands for an aliphatic acyl radical with 6 to 22 carbon atoms
  • R for hydrogen, an alkyl or hydroxyalkyl radical with 1 to 4 carbon atoms
  • [Z] for a linear or branched polyhydroxyalkyl radical with 3 to 10 carbon atoms and 3 to 10 hydroxyl groups.
  • the polyhydroxy fatty acid amides are known substances which can usually be obtained by reductive amination of a reducing sugar with ammonia, an alkylamine or an alkanolamine and subsequent acyl rank with a fatty acid, a fatty acid alkyl ester or a fatty acid chloride.
  • the group of polyhydroxy fatty acid amides also includes compounds of the formula (II)
  • R represents a linear or branched alkyl or alkenyl radical having 7 to 12 carbon atoms
  • R 1 represents a linear, branched or cyclic alkyl radical or an aryl radical having 2 to 8 carbon atoms
  • R 2 represents a linear, branched or cyclic alkyl radical or is an aryl radical or an oxyalkyl radical having 1 to 8 carbon atoms
  • C,. 4 -alkyl or phenyl radicals are preferred
  • [Z] represents a linear polyhydroxyalkyl radical whose alkyl chain is substituted by at least two hydroxyl groups, or alkoxylated, preferably ethoxylated or propoxylated derivatives of this radical.
  • [Z] is preferably obtained by reductive amination of a reduced sugar, for example glucose, fractose, maltose, lactose, galactose, mannose or xylose.
  • a reduced sugar for example glucose, fractose, maltose, lactose, galactose, mannose or xylose.
  • the N-alkoxy- or N-aryloxy-substituted compounds can then, for example according to the teaching of international application WO-A-95/07331, be converted into the desired polyhydroxy fatty acid amides by reaction with fatty acid methyl esters in the presence of an alkoxide as catalyst.
  • the surfactant-containing flowable component contains alkoxylated, preferably ethoxylated, nonionic surfactants, preferably the reaction products of C 8 . 22 fatty alcohols, preferably C ] 2 . 20 fatty alcohols and special C 14 . 18 fatty alcohols with 1 to 30 moles of ethylene oxide, preferably 2 to 20 moles of ethylene oxide and in particular 5 to 10 moles of ethylene oxide.
  • the surfactant-containing flowable component can consist entirely of one or more surfactants and thus be free of non-surfactant compounds. According to the invention, however, it is also possible to incorporate further ingredients of detergents and cleaning agents into the surfactant-containing component.
  • the surfactant-containing component can also contain water due to the production process, this water also being able to be added to adjust advantageous viscosity values or to optimize the foaming process of the surfactant-containing component.
  • the surfactant-containing flowable component contains less than 20% by weight, preferably less than 15% by weight and in particular less than 10% by weight of water, in each case based on the surfactant-containing component.
  • the surfactant-containing flowable component contains further ingredients of detergents and cleaning agents, in particular substances from the group of complexing agents, polymers, optical brighteners, colorants and fragrances and alkalis. These small components, which are preferably added to the surfactant-containing flowable component, are described below.
  • the flowable surfactant-containing component can be foamed at room temperature or with cooling or heating. Preferred process variants are carried out so that the surfactant-containing flowable component to be foamed has temperatures of 20 to 120 ° C., preferably 30 to 90 ° C. and in particular 50 to 75 ° C., before the foaming.
  • the viscosity of the surfactant-containing component can be varied within wide limits, with thinner surfactant-containing components generally providing less stable foams.
  • surfactant-containing liquid components can be used in the process according to the invention, the viscosity of which is above 100 mPas, but also liquid components with viscosities above 1000 mPas, even above 5000 mPas, can be foamed according to the invention and can be used without problems as granulation aids in the form of the "granulation foam".
  • the flowable surfactant-containing component is foamed into a foam by the gaseous medium, it being possible for liquid and gaseous medium to be used in varying amounts or ratios to one another. From a process engineering point of view, it is preferred to use the gaseous medium in each case in amounts of at least 20% by volume, based on the amount of liquid to be foamed, for foam generation.
  • gaseous medium are preferably used for foaming.
  • the amount of gaseous medium is significantly above this value, so that processes are preferred in which the amount of gas used for the foaming is one to three hundred times, preferably five to two hundred times, and in particular ten to one hundred times the volume of those to be foamed Amount of liquid.
  • air is preferably used as the gaseous medium.
  • gas mixtures which contain, for example, 0.1 to 4% by weight of ozone.
  • the ozone content of the foaming gas then leads to the oxidative destruction of undesirable components in the liquids to be foamed.
  • a clear brightening can be achieved by adding ozone. 1 to 300 liters, preferably 5 to 200 liters and in particular 10 to 100 liters of air are thus preferably used for foaming the liter of the surfactant-containing component cited above by way of example.
  • the temperature of the foam formed can be controlled via the temperature of the liquid to be foamed on the one hand and the temperature of the gaseous medium on the other hand.
  • the resulting foam has temperatures below 115 ° C., preferably between 20 and 80 ° C. and in particular between 30 and 70 ° C.
  • the resulting foam which is used as a granulation aid in the next process step, can be characterized by further physical parameters.
  • the foam have a density below 0.80 like “3 , preferably from 0.10 to 0.6 like " 3, and especially from 0.30 to 0.55 like "3.
  • the foam has average pore sizes below 10 mm, preferably below 5 mm and in particular below 2 mm.
  • the specified physical parameters of temperature, density and average pore size characterize the foam at the time it is created. However, the procedure is preferably chosen so that the foam also meets the criteria mentioned when it is added to the mixer.
  • the foam only fulfills one or two of the criteria mentioned when it is added to the mixer, but preferably both the temperature and the density and the pore size are in the ranges mentioned when the foam reaches the mixer .
  • the foam is placed on a solid bed placed in a mixer, where it serves as a granulation aid.
  • This process step can be carried out in a wide variety of mixing and granulating devices, and so on is described in detail below.
  • the solid bed placed in the mixer can contain all substances used in detergents and cleaning agents. In this way, finished washing and cleaning agents can be produced with the method according to the invention.
  • certain ingredients of washing and cleaning agents are not granulated in order to avoid undesirable reactions of these components with one another under the mechanical action of the granulating tools.
  • Ingredients that are usually only added to the resulting surfactant granules afterwards, ie after a granulation are, for example, bleaching agents, bleach activators, enzymes and foam inhibitors.
  • the surfactant granules produced according to the invention contain, in addition to the surfactant, substances which later act as active substances in the washing and cleaning agent.
  • the solid bed placed in the mixer therefore contains one or more substances from the group of builders, in particular the alkali metal carbonates, sulfates and silicates, the zeolites and the polymers.
  • the surfactant granules contain no residues of excess anionic surfactant acid (s).
  • the solid bed placed in the mixer contains alkaline components which neutralize the anionic surfactant acids. Carbonates and hydrogen carbonates are particularly suitable here, but other alkaline components such as oxides, hydroxides etc. or organic neutralizing agents such as amines etc. can also be used.
  • the solid bed placed in the mixer contains one or more substances from the group of alkali metal carbonates and / or hydrogen carbonates, preferably sodium carbonate, in an amount which is sufficient to neutralize the amount of acid supplied via the foam.
  • the solid bed placed in the mixer contains the alkaline components in an amount which is used to neutralize the foam imported quantity of acid is sufficient. If, for example, 2 moles of monobasic acid are introduced into the foam containing anionic surfactant acid, then at least 2 neutralization equivalents, ie for example 2 moles of NaOH or 1 mole of sodium carbonate, should be present in the solid bed. Processes according to the invention in which the solid bed contains more than the stoichiometric amount of bases required to neutralize the amount of acid introduced are preferred. It is particularly preferred if the solid bed contains more than twice, preferably more than three times, particularly preferably more than four times and in particular more than five times the amount of alkalinity required to neutralize the amount of acid introduced via the foam.
  • builders are the most important ingredients in detergents and cleaning agents.
  • all builders customarily used in detergents and cleaning agents can be present in the solid bed, in particular thus zeolites, silicates, carbonates, organic cobuilders and - if there are no ecological concerns about their use - the phosphates as well.
  • Suitable crystalline, layered sodium silicates have the general formula NaMSi x O 2x + 1 ⁇ 2 O, where M is sodium or hydrogen, x is a number from 1.9 to 4 and y is a number from 0 to 20 and preferred values for x 2 , 3 or 4 are.
  • Such crystalline layered silicates are described, for example, in European patent application EP-A-0 164 514.
  • Preferred crystalline layered silicates of the formula given are those in which M is sodium and x is 2 or 3 ar.
  • both ß- and ⁇ -sodium disilicate 'yH 2 O is preferred, it being possible for ⁇ -sodium disilicate to be obtained, for example, by the process described in international patent application WO-A-91/08171.
  • Amorphous sodium silicates with a NajO: SiO 2 module of 1: 2 to 1: 3.3, preferably 1: 2 to 1: 2.8 and in particular 1: 2 to 1: 2.6, which are delayed in dissolution, can also be used and have secondary washing properties.
  • the release delay compared to conventional amorphous sodium silicates can be done in various ways, for example by surface treatment, compounding, compacting / compression or caused by overdrying.
  • the term “amorphous” is also understood to mean “X-ray amorphous”.
  • silicates in X-ray diffraction experiments do not provide sharp X-ray reflections, as are typical for crystalline substances, but at most one or more maxima of the scattered X-rays, which have a width of several degree units of the diffraction angle.
  • it can very well lead to particularly good builder properties if the silicate particles deliver washed-out or even sharp diffraction maxima in electron diffraction experiments. This is to be interpreted as meaning that the products have microcrystalline areas of size 10 to a few hundred nm, values up to max. 50 nm and in particular up to max. 20 nm are preferred.
  • Such so-called X-ray amorphous silicates which also have a delay in dissolution compared to conventional water glasses, are described, for example, in German patent application DE-A-44 00 024. Compacted / compacted amorphous silicates, compounded amorphous silicates and over-dried X-ray amorphous silicates are particularly preferred.
  • the finely crystalline, synthetic and bound water-containing zeolite used is preferably zeolite A and / or P.
  • zeolite P zeolite MAP® (commercial product from Crosfield) is particularly preferred.
  • zeolite X and mixtures of A, X and / or P are also suitable.
  • Commercially available and can preferably be used in the context of the present invention for example a co-crystallizate of zeolite X and zeolite A (about 80% by weight of zeolite X) ), which is sold by CONDEA Augusta SpA under the brand name VEGOBOND AX ® and by the formula
  • Suitable zeolites have an average particle size of less than 10 ⁇ m (volume distribution; measurement method: Coulter Counter) and preferably contain 18 to 22% by weight, in particular 20 to 22% by weight, of bound water.
  • the alkali metal phosphates with particular preference for pentasodium or pentapotassium triphosphate (sodium or potassium tripolyphosphate), have the greatest importance in the detergent and cleaning agent industry.
  • Alkali metal phosphates is the general term for the alkali metal (especially sodium and potassium) salts of the various phosphoric acids, in which one can distinguish between metaphosphoric acids (HPO 3 ) n and orthophosphoric acid H 3 PO 4 in addition to higher molecular weight representatives.
  • the phosphates combine several advantages: They act as alkali carriers, prevent limescale deposits on machine parts and lime incrustations in tissues and also contribute to cleaning performance.
  • Sodium dihydrogen phosphate, NaH 2 PO 4 exists as a dihydrate (density 1.91 like “3 , melting point 60 °) and as a monohydrate (density 2.04 like “ 3 ). Both salts are white, water-soluble powders, which lose water of crystallization when heated and at 200 ° C into the weakly acidic diphosphate (disodium hydrogen diphosphate, Na ⁇ P ⁇ ), at higher temperature in sodium trimetaphosphate (Na 3 P 3 O 9 ) and Maddrell's salt (see below).
  • NaH 2 PO 4 is acidic; it occurs when phosphoric acid is adjusted to a pH of 4.5 with sodium hydroxide solution and the mash is sprayed.
  • Potassium dihydrogen phosphate (primary or monobasic potassium phosphate, potassium biphosphate, KDP), KH 2 PO 4 , is a white salt with a density of 2.33 "3 , has a melting point of 253 ° [decomposition to form potassium polyphosphate (KPO 3 ) and is light soluble in water.
  • Disodium hydrogen phosphate (secondary sodium phosphate), Na, HPO 4 , is a colorless, very easily water-soluble crystalline salt. It exists anhydrous and with 2 mol. (Density 2.066 gladly '3 , water loss at 95 °), 7 mol. (Density 1.68 gladly "3 , melting point 48 ° with loss of 5 H 2 O) and 12 mol. Water ( Density 1.52, preferably 3 , melting point 35 ° with loss of 5 H 2 O), becomes anhydrous at 100 ° and changes to diphosphate Na 4 P 2 O 7 when heated more. Disodium hydrogenphosphate is used by neutralizing phosphoric acid with soda solution made from phenolphthalein as an indicator. Dipotassium hydrogen phosphate (secondary or dibasic potassium phosphate), K 2 HPO 4 , is an amorphous, white salt that is easily soluble in water.
  • Trisodium phosphate, tertiary sodium phosphate, Na 3 PO 4 are colorless crystals, which like dodecahydrate have a density of 1.62 "3 and a melting point of 73-76 ° C (decomposition), as decahydrate (corresponding to 19-20% P 2 O 5 ) have a melting point of 100 ° C. and, in anhydrous form (corresponding to 39-40% P 2 O 5 ), a density of 2.536 ′′ 3 .
  • Trisodium phosphate is readily soluble in water with an alkaline reaction and is produced by evaporating a solution of exactly 1 mol of disodium phosphate and 1 mol of NaOH.
  • Tripotassium phosphate (tertiary or triphase potassium phosphate), K 3 PO 4 , is a white, deliquescent, granular powder with a density of 2.56 "3 , has a melting point of 1340 ° and is readily soluble in water with an alkaline reaction Heating of Thomas slag with coal and potassium sulfate Despite the higher price, the more soluble, therefore highly effective, potassium phosphates are often preferred over corresponding sodium compounds in the cleaning agent industry.
  • Tetrasodium diphosphate (sodium pyrophosphate), Na 4 P 2 O 7 , exists in anhydrous form (density 2.534 like “3 , melting point 988 °, also given 880 °) and as decahydrate (density 1.815-1.836 like " 3 , melting point 94 ° with loss of water) .
  • Substances are colorless crystals that are soluble in water with an alkaline reaction.
  • Na 4 P 2 O 7 is formed by heating disodium phosphate to> 200 ° or by reacting phosphoric acid with soda in a stoichiometric ratio and dewatering the solution by spraying. The decahydrate complexes heavy metal salts and hardness formers and therefore reduces the hardness of the water.
  • Potassium diphosphate (potassium pyrophosphate), K 4 P 2 O 7 , exists in the form of the trihydrate and is a colorless, hygroscopic powder with a density of 2.33 "3 , which is soluble in water, the pH value being 1% Solution at 25 ° is 10.4.
  • Sodium and potassium phosphates in which one can differentiate cyclic representatives, the sodium or potassium metaphosphates and chain-like types, the sodium or potassium polyphosphates. A large number of terms are used in particular for the latter: Melting or annealing phosphates, Graham's salt, Kurrol's and Maddrell's salt. All higher sodium and potassium phosphates are collectively referred to as condensed phosphates.
  • pentasodium triphosphate Na 5 P 3 O 10 (sodium tripolyphosphate)
  • sodium tripolyphosphate sodium tripolyphosphate
  • n 3
  • Approx. 17 g of the salt free from water of crystallization dissolve in 100 g of water at room temperature, approx. 20 g at 60 ° and 32 g at 100 °; After heating the solution at 100 ° for two hours, hydrolysis produces about 8% orthophosphate and 15% diphosphate.
  • pentasodium triphosphate In the production of pentasodium triphosphate, phosphoric acid is reacted with sodium carbonate solution or sodium hydroxide solution in a stoichiometric ratio and the solution is dewatered by spraying. Similar to Graham's salt and sodium diphosphate, pentasodium triphosphate dissolves many insoluble metal compounds (including lime soaps, etc.). Pentapotassium triphosphate, K 5 P 3 O 10 (potassium tripolyphosphate), is commercially available, for example, in the form of a 50% strength by weight solution (> 23% P 2 O 5 , 25% K 2 O). The potassium polyphosphates are widely used in the detergent and cleaning agent industry. There are also sodium potassium tripolyphosphates which can also be used in the context of the present invention. These occur, for example, when hydrolyzing sodium trimetaphosphate with KOH:
  • these can be used just like sodium tripolyphosphate, potassium tripolyphosphate or mixtures of these two; Mixtures of sodium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate or mixtures of potassium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate or mixtures of sodium tripolyphosphate and potassium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate can also be used according to the invention.
  • organic cobuilders in particular polycarboxylates / polycarboxylic acids, polymeric polycarboxyla- te, aspartic acid, polyacetals, dextrins, other organic cobuilders (see below) and phosphonates. These classes of substances are described below.
  • Usable organic builders are, for example, the polycarboxylic acids which can be used in the form of their sodium salts, polycarboxylic acids being understood to mean those carboxylic acids which carry more than one acid function.
  • these are citric acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, malic acid, tartaric acid, maleic acid, fumaric acid, sugar acids, aminocarboxylic acids, nitrilotriacetic acid (NTA), as long as such use is not objectionable for ecological reasons, and mixtures of these.
  • Preferred salts are the salts of polycarboxylic acids such as citric acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, tartaric acid, sugar acids and mixtures of these.
  • the acids themselves can also be used.
  • the acids typically also have the property of a sour acid component and thus also serve to set a lower and milder pH value of detergents or cleaning agents.
  • Citric acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, gluconic acid and any mixtures thereof can be mentioned in particular.
  • Polymeric polycarboxylates are also suitable as builders, for example the alkali metal salts of polyacrylic acid or polymethacrylic acid, for example those with a relative molecular weight of 500 to 70,000 g / mol.
  • the molecular weights given for polymeric polycarboxylates are weight-average molecular weights M w of the particular acid form, which were determined in principle by means of gel permeation chromatography (GPC), a UV detector being used.
  • the measurement was carried out against an external polyacrylic acid standard, which provides realistic molecular weight values due to its structural relationship with the investigated polymers. This information differs significantly from the molecular weight information for which polystyrene sulfonic acids are used as standard.
  • the molecular weights measured against polystyrene sulfonic acids are generally significantly higher than the molecular weights given in this document.
  • Suitable polymers are, in particular, polyacrylates, which preferably have a molecular weight of 2,000 to 20,000 g / mol. Because of their superior solubility, the short-chain polyacrylates which have molar masses from 2000 to 10000 g / mol, and particularly preferably from 3000 to 5000 g / mol, can in turn be preferred from this group.
  • copolymeric polycarboxylates in particular those of acrylic acid with methacrylic acid and of acrylic acid or methacrylic acid with maleic acid.
  • Copolymers of acrylic acid with maleic acid which contain 50 to 90% by weight of acrylic acid and 50 to 10% by weight of maleic acid have proven to be particularly suitable.
  • Their relative molecular weight, based on free acids, is generally 2,000 to 70,000 g / mol, preferably 20,000 to 50,000 g / mol and in particular 30,000 to 40,000 g / mol.
  • the (co) polymeric polycarboxylates can be used either as a powder or as an aqueous solution.
  • the content of (co) polymeric polycarboxylates in the agents is preferably 0.5 to 20% by weight, in particular 3 to 10% by weight.
  • the polymers can also contain AUylsulfonic acids, such as, for example, allyloxybenzenesulfonic acid and methallylsulfonic acid, as monomers.
  • AUylsulfonic acids such as, for example, allyloxybenzenesulfonic acid and methallylsulfonic acid
  • biodegradable polymers composed of more than two different monomer units, for example those which contain salts of acrylic acid and maleic acid as well as vinyl alcohol or vinyl alcohol derivatives as monomers or those which contain salts of acrylic acid and 2-alkylallylsulfonic acid and sugar derivatives as monomers .
  • Further preferred copolymers are those which are described in German patent applications DE-A-43 03 320 and DE-A-44 17 734 and which preferably contain acrolein and acrylic acid / acrylic acid salts or acrolein and vinyl acetate as monomers.
  • polymeric aminodicarboxylic acids their salts or their precursor substances.
  • Particularly preferred are polyaspartic acids or their salts and derivatives, of which it is disclosed in German patent application DE-A-195 40 086 that, in addition to cobuilder properties, they also have a bleach-stabilizing effect.
  • polyacetals which can be obtained by reacting dialdehydes with polyolcarboxylic acids which have 5 to 7 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups.
  • Preferred polyacetals are obtained from dialdehydes such as glyoxal, glutaraldehyde, terephthalaldehyde and their mixtures and from polyol carboxylic acids such as gluconic acid and / or glucoheptonic acid.
  • dextrins for example oligomers or polymers of carbohydrates, which can be obtained by partial hydrolysis of starches.
  • the hydrolysis can be carried out by customary, for example acid or enzyme-catalyzed, processes. They are preferably hydrolysis products with average molar masses in the range from 400 to 500,000 g / mol.
  • DE dextrose equivalent
  • the oxidized derivatives of such dextrins are their reaction products with oxidizing agents which are capable of oxidizing at least one alcohol function of the saccharide ring to the carboxylic acid function.
  • oxidizing agents capable of oxidizing at least one alcohol function of the saccharide ring to the carboxylic acid function.
  • Such oxidized dextrins and processes for their production are, for example, from the European patent applications EP-A-0 232 202, EP-A-0 427 349, EP-A-0 472 042 and EP-A-0 542 496 as well as the international patent applications WO 92/18542, WO 93/08251, WO 93/16110, WO 94/28030, WO 95/07303, WO 95/12619 and WO 95/20608 are known.
  • An oxidized oligosaccharide according to German patent application DE-A-196 00 018 is also suitable.
  • a product oxidized at C 6 of the saccharide ring
  • Ethylene diamine N, N'-disuccinate (EDDS) is preferably used in the form of its sodium or magnesium salts.
  • Glycerol disuccinates and glycerol trisuccinates are also preferred in this context. Suitable amounts are 3 to 15% by weight in formulations containing zeolite and / or silicate.
  • organic cobuilders are, for example, acetylated hydroxycarboxylic acids or their salts, which may optionally also be in lactone form and which contain at least 4 carbon atoms and at least one hydroxy group and a maximum of two acid groups.
  • Such cobuilders are described, for example, in international patent application WO 95/20029.
  • phosphonates are, in particular, hydroxyalkane or ammoalkane phosphonates.
  • hydroxyalkane phosphonates l-hydroxyethane-l, l-diphosphonate (HEDP) is of particular importance as a cobuilder. It is preferably used as the sodium salt, the disodium salt reacting neutrally and the tetrasodium salt in an alkaline manner (pH 9).
  • Preferred ammoalkane phosphonates are ethylenediaminetetramethylenephosphonate (EDTMP), diethylenetriaminepentamethylenephosphonate (DTPMP) and their higher homologues.
  • HEDP is preferably used as the builder from the class of the phosphonates.
  • the ammoalkane phosphonates also have a pronounced heavy metal de assets. Accordingly, it may be preferred, particularly if the agents also contain bleach, to use aminoalkanephosphonates, in particular DTPMP, or to use mixtures of the phosphonates mentioned.
  • the solid bed placed in the mixer can also contain compounded raw materials, i.e. Ingredients that are themselves the end product of previous process steps.
  • spray-dried basic powder can be used as part of the solid bed placed in the mixer.
  • These spray-dried base powders can be free of surfactants (for example polymer compounds), but preferably contain surfactants. If such spray-dried base powders are to be used, the solid bed placed in the mixer contains the spray-dried base powders, preferably the surfactant-containing spray-dried base powders, in amounts of 10 to 80% by weight, preferably 15 to 70, based on the solids placed in the mixer % By weight and in particular from 20 to 60% by weight.
  • a surfactant granulate is formed.
  • the surfactant foam in the foam: solid weight ratio is from 1: 100 to 9: 1, preferably from 1:30 to 2: 1 and in particular from 1:20 to 1: 1, based on the solid present in the mixer - cloth bed is given.
  • the preferred amounts of granulation aid surfactant foam
  • optimal granulation results are achieved.
  • suitable mixers include for example Eirich ® -Mi shear Series R or RV (trademark of Maschinenfabrik Gustav Eirich, Hardheim), the Schugi ® Flexomix, the Fukae ® FS-G mixers (trade marks of Fukae Powtech, Kogyo Co., yes- pan), the Lödige ® FM, KM and CB mixers (trademark of Lödige Maschinenbau GmbH, Paderborn) or the Drais ® series T or KT (trademark of Drais-Werke GmbH, Mannheim).
  • the foam containing anionic surfactant acid being present in a time between 0.5 and 10 minutes, preferably between 1 and 7 minutes, and in particular between 2 and 5 minutes, is added to the solid bed placed in the mixer.
  • the foam containing anionic surfactant acid can be used in a high-speed mixer / granulator at circumferential speeds of 8 m / s to 35 m / s in a time between 0.1 and 30 seconds, preferably up to 10 seconds and in particular between 0.5 and 2 seconds be placed on the solid bed placed in the mixer.
  • the two process variants described above each describe the use of one mixer
  • processes are preferred in which the foam containing anionic surfactant acid is placed in a first, low-speed mixer / granulator on a moving solid bed, 40 to 100% by weight, based on the total amount of the constituents used, of the solid and liquid constituents being pregranulated and in a second, high-speed mixer / granulator, the pre-granulate from the first process stage is optionally mixed with the remaining solid and / or liquid constituents and converted into a granulate.
  • the foam containing anionic surfactant acid is placed on a solid bed in the first mixer / granulator and the mixture is pregranulated.
  • the composition of the foam and the solid bed placed in the first mixer are selected so that 40 to 100% by weight, preferably 50 to 90% by weight and in particular 60 to 80% by weight, of the solid and liquid constituents are obtained on the total amount of ingredients used, in "Pregranules" are located.
  • This "pre-granulate” is now mixed with other solids in the second mixer and granulated with the addition of further liquid components to the finished surfactant granulate.
  • the liquid constituents are not sprayed on as a liquid, but rather serve in the form of a foam as a granulation aid ("granulation liquid").
  • the composition of the foam which is added to the second mixer may differ from the composition of the foam used in the first mixer, so that the processes described above are preferred in which the pre-granules from the first process stage are likewise preferred in the second, high-speed mixer / granulator with the addition of a surfactant-containing foam, the composition of which may differ from the foam used in the first process stage, is granulated into the finished granulate.
  • the second foam can of course be free from anionic surfactant acids.
  • the sequence of low-speed, high-speed mixers mentioned can also be reversed according to the invention, so that a process according to the invention results in which the foam containing anionic surfactant is added to a moving solid bed in a first, high-speed mixer / granulator, 40 to 100% by weight, based on to the total amount of the constituents used, the solid and liquid constituents are pregranulated and, in a second, low-speed mixer / granulator, the pregranules from the first process stage are optionally mixed with the remaining solid and / or liquid constituents and converted into a granulate.
  • a mixer is used as a high-speed mixer, which has both a mixing and a shredding device, the mixing shaft at speeds of 50 to 150 revolutions / minute, preferably 60 to 80 revolutions / Minute and the shaft of the shredding device is operated at speeds of 500 to 5000 revolutions / minute, preferably from 1000 to 300 revolutions / minute.
  • the method according to the invention can be varied over a wide range with regard to the selection of the ingredients to be used and their concentration. Nevertheless, it is preferred if surfactant granules are produced according to the invention, the surfactant contents above 10% by weight, preferably above 15% by weight and in particular above 20% by weight, based in each case on the granules, and bulk densities above 600 g / 1, preferably above 700 g / 1 and in particular above 800 g / 1.
  • the granulation process according to the invention can be carried out in such a way that particles of predetermined size distribution result.
  • Processes according to the invention are preferred in which the surfactant granules have a particle size distribution in which at least 50% by weight, preferably at least 60% by weight and in particular at least 70% by weight of the particles have sizes in the range from 400 to 1600 ⁇ m .
  • the residual moisture content of the surfactant granules produced according to the invention can also be predetermined by the selection of the raw materials, so that subsequent drying steps can be dispensed with.
  • the surfactant granules have residual free water contents of from 2 to 15% by weight, preferably from 4 to 10% by weight, based on the surfactant granules.
  • the residual free water content can be determined, for example, using a modified UX- Method (Sartorius MA 30, program 120 ° C over 10 minutes).
  • surfactant granules can also be produced which, in themselves, are already a finished detergent and cleaning agent (for example a textile color detergent).
  • the surfactant granules produced by the process according to the invention can subsequently be mixed with further ingredients of detergents and cleaning agents to give the finished product.
  • these ingredients can also be incorporated directly into the surfactant granules via the solid bed or via the surfactant foam and are described below:
  • surfactant and builders are, in particular in washing and cleaning agents, the usual ingredients from the group of bleaching agents, bleach activators, enzymes, pH adjusters, fragrances, perfume carriers, fluorescent agents, dyes, foam inhibitors, silicone oils, anti-redeposition agents, optical brighteners, graying inhibitors , Color transfer inhibitors and corrosion inhibitors are important.
  • sodium perborate tetrahydrate and sodium perborate monohydrate are of particular importance.
  • Further bleaching agents that can be used are, for example, sodium percarbonate, peroxypyrophosphates, citrate perhydrates and H 2 O 2 -producing peracid salts or peracids, such as perbenzoates, peroxophthalates, diperazelaic acid, phthaloiminoperacid or diperdodecanedioic acid.
  • Typical organic bleaching agents are the diacyl peroxides, such as dibenzoyl peroxide.
  • Other typical organic bleaching agents are peroxy acids, examples of which include alkyl peroxy acids and aryl peroxy acids.
  • Preferred representatives are (a) the peroxybenzoic acid and its ring-substituted derivatives, such as alkyl peroxybenzoic acids, but also peroxy- ⁇ -naphthoic acid and magnesium monoperphthalate, (b) the aliphatic or substituted aliphatic peroxyacids, such as peroxylauric acid, peroxystearic acid, ⁇ -phthalimidoxy acid panoic acid aprooxyaproacid (p-oxoacid) )], o-carboxybenzamidoperoxycaproic acid, N-nonenylamidoperadipic acid and N-nonenylamidopersuccinate, and (c) aliphatic and araliphatic peroxydicarboxylic acids, such as 1,12-diperoxycarboxylic acid, 1, 9-diperoxyazelaic acid, diperocysebacic acid, diperoxybrassylic acid, the diperoxyphthalic acids, 2-decy
  • Chlorine or bromine-releasing substances can also be used as bleaching agents in compositions for machine dishwashing.
  • Suitable chlorine or bromine-releasing materials include, for example, heterocyclic N-bromo- and N-chloramides, for example trichloroisocyanuric acid, tribromoisocyanuric acid, dibromoisocyanuric acid and / or dichloroisocyanuric acid (DICA) and / or their salts with cations such as potassium and sodium.
  • DICA dichloroisocyanuric acid
  • Hydantoin compounds such as 1,3-dichloro-5,5-dimethylhydanthoin are also suitable.
  • bleach activators can be incorporated.
  • Bleach activators which can be used are compounds which, under perhydrolysis conditions, give aliphatic peroxocarboxylic acids having preferably 1 to 10 C atoms, in particular 2 to 4 C atoms, and / or optionally substituted perbenzoic acid.
  • Suitable substances are those which carry O- and / or N-acyl groups of the number of carbon atoms mentioned and / or optionally substituted benzoyl groups.
  • TAED tetraacety
  • bleach catalysts can also be incorporated.
  • These substances are bleach-enhancing transition metal salts or transition metal complexes such as, for example, Mn, Fe, Co, Ru or Mo salt complexes or carbonyl complexes.
  • Mn, Fe, Co, Ru, Mo, Ti, V and Cu complexes with N-containing tripod ligands and Co, Fe, Cu and Ru amine complexes can be used as bleaching catalysts.
  • Suitable enzymes are those from the class of proteases, lipases, amylases, cellulases or mixtures thereof. Enzymes obtained from bacterial strains or fungi such as BaciUus subtilis, BaciUus licheniformis and Streptomyces griseus are particularly suitable. Proteases of the subtilisin type and in particular proteases which are obtained from BaciUus lentus are preferably used.
  • Enzyme mixtures for example of protease and amylase or protease and lipase or protease and cellulase or of cellulase and lipase or of protease, amylase and lipase or protease, lipase and cellulase, but in particular mixtures containing cellulase, are of particular interest.
  • Peroxidases or oxidases have also proven to be suitable in some cases.
  • the enzymes can be adsorbed on carriers and / or embedded in coating substances in order to protect them against premature decomposition.
  • components can be used which have a positive influence on the washability of oil and fat from textiles (so-called soil repellents). This effect becomes particularly clear when a textile is soiled that has already been washed several times beforehand with a detergent according to the invention which contains this oil and fat-dissolving component.
  • the preferred oil- and fat-dissolving components include, for example, nonionic cellulose ethers such as methyl cellulose and methyl hydroxypropyl cellulose with a proportion of methoxyl groups of 15 to 30% by weight and of hydroxypropoxyl groups of 1 to 15% by weight, in each case based on the nonionic cellulose ether, and the polymers of phthalic acid and / or terephthalic acid or their derivatives known from the prior art, in particular polymers of ethylene terephthalates and / or polyethylene glycol terephthalates or anionically and / or nonionically modified derivatives thereof. Of these, the sulfonated derivatives of phthalic acid and terephthalic acid polymers are particularly preferred.
  • the detergents and cleaning agents can contain, as optical brighteners, derivatives of diaminostilbenedisulfonic acid or its alkali metal salts. Suitable are, for example, salts of 4,4'- Bis (2-anilino-4-mo holino-l, 3,5-triazinyl-6-amino) stilbene-2,2'-disulfonic acid or compounds of the same structure which instead of the morpholino group have a diethanolamino group, a methylamino group, wear an anilino group or a 2-methoxyethylamino group.
  • Brighteners of the substituted diphenylstyryl type may also be present, for example the alkali salts of 4,4'-bis (2-sulfostyryl) diphenyl, 4,4'-bis (4-chloro-3-sulfostyryl) diphenyl, or 4- (4-chlorostyryl) -4 '- (2-sulfostyryl) diphenyl. Mixtures of the aforementioned brighteners can also be used.
  • Dyes and fragrances are added to detergents and cleaning agents in order to improve the aesthetic impression of the products and, in addition to the softness performance, to provide the consumer with a visually and sensorially "typical and unmistakable" product.
  • Individual fragrance compounds for example the synthetic products of the ester, ether, aldehyde, ketone, alcohol and hydrocarbon type, can be used as perfume oils or fragrances.
  • Fragrance compounds of the ester type are, for example, benzyl acetate, phenoxyethyl isobutyrate, p-tert-butylcyclohexyl acetate, linalyl acetate, dimethylbenzylcarbyl acetate, phenylethyl acetate, linalyl benzoate, benzyl formate, ethyl methylphenyl glycinate, allyl cyclohexyl benzylatepylate propylate propylate propylate propylate propylate propylate propylate propylate.
  • the ethers include, for example, benzylethyl ether, the aldehydes, for example, the linear alkanals with 8-18 C atoms, citral, citronellal, citronellyloxyacetaldehyde, cyclamenaldehyde, hydroxycitronellal, lilial and bourgeonal, the ketones, for example, the ionone, oc- Isomethyl ionone and methyl cedryl ketone, the alcohols anethole, citronellol, eugenol, geraniol, linalool, phenylethyl alcohol and terpineol, the hydrocarbons mainly include the terpenes such as limonene and pinene.
  • Perfume oils of this type can also contain natural fragrance mixtures such as are obtainable from plant sources, for example pine, citrus, jasmine, patchouli, rose or ylang-ylang oil. Also suitable are muscatel, sage oil, chamomile oil, clove oil, lemon balm oil, mint oil, cinnamon leaf oil, linden blossom oil, juniper berry oil, vetiver oil, olibanum oil, galbanum oil and labdanum oil as well as orange blossom oil, neroliol, orange peel oil and sandalwood oil.
  • the colorant content of detergents and cleaning agents is usually less than 0.01% by weight, while fragrances can make up up to 2% by weight of the entire formulation.
  • the fragrances can be incorporated directly into the washing and cleaning agents, but it can also be advantageous to apply the fragrances to carriers, which increase the adhesion of the perfume to the laundry and ensure a long-lasting fragrance of the textiles due to a slower fragrance release.
  • Cyclodextrins for example, have proven useful as such carrier materials, and the cyclodextrin-perfume complexes can additionally be coated with further auxiliaries.
  • dyes can be colored with suitable dyes.
  • Preferred dyes the selection of which is not difficult for the person skilled in the art, have a high storage stability and are insensitive to the other ingredients of the compositions and to light, and have no pronounced substantivity towards textile fibers in order not to dye them.
  • Another object of the present invention is therefore a surfactant foam, obtainable by applying a surfactant-containing flowable component with a gaseous medium, characterized in that the foam contains anionic surfactant acid (s) and average pore sizes below 10 mm, preferably below 5 mm and in particular below 2 mm , having.
  • anionic surfactant acid s
  • a surfactant foam is preferred in which the gaseous medium makes up at least 20% by volume, based on the amount of liquid to be foamed.
  • the gaseous medium makes up one to three hundred times, preferably five to two hundred times and in particular ten to one hundred times the volume of the amount of liquid to be foamed.
  • the surfactant foam according to the invention is preferably high in surfactant.
  • Surfactant foams which have surfactant contents of 50 to 99% by weight, preferably 60 to 95% by weight and in particular 70 to 90% by weight, based in each case on the weight of the foam, are preferred.
  • Another object of the present invention is the use of the surfactant foams according to the invention as a granulation liquid in the production of surfactant granules.
  • the mixers to be used and the ingredients which can be used in the solid bed reference is made here to the above statements.
  • a tower powder containing surfactant was produced by spray drying and was introduced together with soda in a 20 liter ploughshare mixer from Lödige.
  • the composition of the tower powder is given in Table 1.
  • C 9 . 13- Alkylbenzenesulfonic acid (ABS acid) was added to the mixer as a granulation aid, as a result of which the mixture granulated.
  • the anionic surfactant acid was brought up to five times the volume by foaming with compressed air before adding it to the mixer.
  • the anionic surfactant acid was added to the mixer in liquid form. In all four cases the ABS acid (foam or liquid) had a temperature of 60 ° C.
  • Table 2 shows the composition of the granules, the oversize particles formed during granulation and the fragrance track after storage.
  • Table 1 Composition of the tower powder [% by weight]:
  • Sokalan ® CP5 is an acrylic acid-maleic acid copolymer (BASF) Table 2: Composition of the granules [% by weight]
  • Table 2 shows that on the one hand the coarse fraction is reduced by the process according to the invention, on the other hand the formation of acidic nests and the resulting impairment of the fragrance impression are avoided by the more uniform distribution of the acid.

Abstract

Disclosed is a novel granulation method. A surfactant foam is obtained by foaming a free-flowing component that contains anionic surfactant acid with a gaseous medium. Said surfactant foam is used as granulation auxiliary and is preferably provided with mean pore sizes less than 10 mm, preferably less than 5 mm and especially less than 2 mm.

Description

"Granulationsverfahren" "Granulation process"
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren, das es gestattet, Tensidgranulate bzw. tensidhaltige Komponenten von Wasch- und Reinigungsmittelzusammensetzungen oder komplette Wasch- und Reinigungsmittelzusammensetzungen ohne oder mit vermindertem Einsatz von Sprühtrocknungsschritten herzustellen.The present invention relates to a method for producing surfactant granules. In particular, it relates to a process which allows surfactant granules or surfactant-containing components of detergent and cleaning agent compositions or complete detergent and cleaning agent compositions to be produced without or with reduced use of spray drying steps.
Granuläre Wasch- und Reinigungsmittelzusammensetzungen oder Komponenten hierfür werden zu einem Großteil durch Sprühtrocknung hergestellt. Bei der Sprühtrocknung werden die Inhaltsstoffe wie Tenside, Gerüststoffe usw. mit ca. 35 bis 50 Gew.-% Wasser zu einer wäßrigen Aufschlämmung, dem sogenannten Slurry, vermischt und in Sprühtürmen in einem Heißgasstrom zerstäubt, wobei sich die Wasch- und Reinigungsmittel-Partikel ausbilden. Sowohl die Anlagen für dieses Verfahren als auch die Durchführung des Verfahrens sind kostenaufwendig, da der größte Teil des Slurry-Wassers verdampft werden muß, um Partikel mit Restwassergehalten um die 5 bis 10 Gew.-% zu erhalten. Zudem haben die durch Sprühtrocknung hergestellten Granulate zwar meist eine ausgezeichnete Löslichkeit, weisen aber nur geringe Schüttgewichte auf, was zu höheren Verpackungsvolumina sowie Transport- und Lagerkapazitäten führt. Auch die Fließfähigkeit sprühgetrockneter Granulate ist aufgrund ihrer unregelmäßigen Oberflächenstruktur nicht optimal, was sich auch auf ihr optisches Erscheinungsbild auswirkt. Sprühtrocknungsverfahren weisen eine weitere Reihe von Nachteilen auf, so daß es nicht an Versuchen gefehlt hat, die Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteln völlig ohne Sprühtrocknung durchzuführen oder zumindest möglichst geringe Anteile an Sprühtrocknungsprodukten im Fertigprodukt zu haben. So beschreibt W.Hermann de Groot, I. Adami, G.F. Moretti "The Manufacture of Modern Detergent Powders ", Hermann de Groot Academic Publisher, Wassenaar, 1995, Seite 102 ff. verschiedene Misch- und Granulierverfahren zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteln. Diese Verfahren haben die Gemeinsamkeit, daß vorgemischte Feststoffe unter Zusatz der flüssigen Inhaltsstoffe granuliert und gegebenenfalls nachgetrocknet werden.Granular detergent and cleaning agent compositions or components therefor are largely produced by spray drying. In spray drying, the ingredients such as surfactants, builders, etc. are mixed with about 35 to 50% by weight of water to form an aqueous slurry, the so-called slurry, and atomized in spray towers in a hot gas stream, the detergent and cleaning agent particles form. Both the plants for this process and the implementation of the process are costly, since most of the slurry water has to be evaporated in order to obtain particles with residual water contents of around 5 to 10% by weight. In addition, the granules produced by spray drying usually have excellent solubility, but only have low bulk densities, which leads to higher packaging volumes and transport and storage capacities. The flowability of spray-dried granules is also not optimal due to their irregular surface structure, which also affects their visual appearance. Spray drying processes have a further series of disadvantages, so that there has been no lack of attempts to carry out the production of detergents and cleaning agents completely without spray drying or to have at least the smallest possible proportion of spray drying products in the finished product. For example, W. Hermann de Groot, I. Adami, GF Moretti "The Manufacture of Modern Detergent Powders", Hermann de Groot Academic Publisher, Wassenaar, 1995, page 102 ff. Describes various mixing and granulating processes for the production of detergents and cleaning agents. These processes have in common that premixed solids are granulated with the addition of the liquid ingredients and, if necessary, subsequently dried.
Auch in der Patentliteratur existiert ein breiter Stand der Technik zur Non-Tower- Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteln. Viele dieser Verfahren gehen von der Säureform der anionischen Tenside aus, da diese Tensidklasse mengenmäßig den größten Anteil an waschaktiven Substanzen darstellt und die Aniontenside im Verlauf ihrer Herstellung in Form der freien Säuren anfallen, die zu den entsprechenden Salzen neutralisiert werden müssen.There is also a broad state of the art in the patent literature for the non-tower manufacture of detergents and cleaning agents. Many of these processes are based on the acid form of the anionic surfactants, since this surfactant class represents the largest proportion of wash-active substances in terms of quantity and the anionic surfactants occur in the course of their production in the form of the free acids which have to be neutralized to the corresponding salts.
Ein neuartiger Weg der Herstellung von Tensidgranulaten, der die Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet, ist die Schaumgranulation, welche in den älteren deutschen Patentanmeldungen DE 198 44 523.7, DE 198 44 522.9 und DE 198 55 380.3 (alle Henkel KGaA) beschrieben wird.A new way of producing surfactant granules, which avoids the disadvantages of the known processes, is foam granulation, which is described in the older German patent applications DE 198 44 523.7, DE 198 44 522.9 and DE 198 55 380.3 (all Henkel KGaA).
Die DE 198 44 523.7 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten, bei dem ein Aniontensid in seiner Säureform und eine hochkonzentrierte, wäßrige alkalische Komponente getrennt mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt, danach zusammengeführt und neutralisiert werden, und sowohl das Aniontensid in seiner Säureform als auch die hochkonzentrierte, wäßrige alkalische Komponente durch das gasförmige Medium aufgeschäumt und die entstehenden sauren und alkalischen Schäume zu einem Neutralisat- schaum zusammengeführt werden, welcher nachfolgend auf ein in einem Mischer vorgelegtes Feststoffbett gegeben wird. Nach der Lehre dieser Schrift werden zwei Schäume (ein saurer und ein alkalischer Schaum) vereinigt und der Neutralisatschaum als Granulierhilfsmittel für Feststoffe eingesetzt. Die ältere deutsche Patentanmeldung DE 198 44 522.9 offenbart ein Schaumgranulations- verfahren, bei dem der als Granulationshilfsmittel dienende Schaum nicht durch Vereinigung eines sauren und eines alkalischen Schaums gebildet wird. Vielmehr wird ein Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten offenbart, bei dem eine tensidhaltige fließfähige Komponente mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt wird, wobei die tensidhaltige fließfähige Komponente durch das gasförmige Medium aufgeschäumt und der entstehende tensidhaltige Schaum nachfolgend auf ein in einem Mischer vorgelegtes Feststoffbett gegeben wird. Als tensidhaltige fließfähige Komponenten lasen sich nach den Angaben dieser Schrift beispielsweise nichtionische Tenside oder die Salze von Aniontensidsäuren einsetzen. Über den Einsatz der Aniontensidsäuren in Form eines Schaums wird in dieser Schrift nichts erwähnt.DE 198 44 523.7 discloses a process for the production of surfactant granules, in which an anionic surfactant in its acid form and a highly concentrated, aqueous alkaline component are separately charged with a gaseous medium, then combined and neutralized, and both the anionic surfactant in its acid form and that Highly concentrated, aqueous alkaline component is foamed by the gaseous medium and the acidic and alkaline foams formed are combined to form a neutralized foam, which is subsequently added to a solid bed placed in a mixer. According to the teaching of this document, two foams (an acidic and an alkaline foam) are combined and the neutralized foam is used as a granulation aid for solids. The older German patent application DE 198 44 522.9 discloses a foam granulation process in which the foam serving as a granulation aid is not formed by combining an acidic and an alkaline foam. Rather, a method for producing surfactant granules is disclosed in which a gaseous medium is applied to a surfactant-containing flowable component, the surfactant-containing flowable component being foamed by the gaseous medium and the resulting surfactant-containing foam subsequently being added to a solid bed placed in a mixer. According to the information in this document, nonionic surfactants or the salts of anionic surfactant acids can be used as flowable components containing surfactants. Nothing is mentioned in this document about the use of anionic surfactant acids in the form of a foam.
Schaumgranulationsverfahren mit aufgeschäumter Aniontensidsäure werden in der älteren deutschen Patentanmeldung DE 198 55 380.3 offenbart. Gegenstand dieser Schrift ist ein Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten, bei dem ein Aniontensid in seiner Säureform mit einem festen Neutralisationsmittel neutralisiert und granuliert wird, wobei das feste Neutralisationsmittel zum Aniontensid in seiner Säureform gegeben und zu einem Neutralisatschaum aufgeschäumt wird, welcher nachfolgend auf ein in einem Mischer vorgelegtes Feststoffbett gegeben wird. Hierin bildet sich der als Granulationshilfsmittel dienende neutral reagierende Schaum aus der Aniontensidsäure und dem festen Neutralisationsmittel. Ein Verfahren, bei dem ein saurer tensidhaltiger Schaum als Granulationshilfsmittel dient, wird in dieser Schrift ebenfalls nicht beschrieben.Foam granulation processes with foamed anionic surfactant acid are disclosed in the older German patent application DE 198 55 380.3. The subject of this document is a process for the production of surfactant granules, in which an anionic surfactant in its acid form is neutralized and granulated with a solid neutralizing agent, the solid neutralizing agent being added to the anionic surfactant in its acidic form and being foamed into a neutralized foam, which is subsequently mixed in one Mixer submitted solid bed is given. This forms the neutral-reacting foam, which acts as a granulation aid, from the anionic surfactant acid and the solid neutralizing agent. A method in which an acidic surfactant-containing foam serves as a granulation aid is also not described in this document.
Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, das Gebiet der Schaumgranulation weiterzuentwickeln und ein Verfahren bereitzustellen, das es gestattet, Tensidgranulate für Wasch- und Reinigungsmittel ohne oder mit reduziertem Einsatz von Sprühtrocknungsschritten herzustellen und dabei direkt von der Säureform der Aniontenside auszugehen. Auch auf die Trocknung der gebildeten Granulate soll dabei vorzugsweise vollständig verzichtet werden können. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten, bei dem eine tensidhaltige fließfähige Komponente mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt und aufgeschäumt und der entstehende tensidhaltige Schaum nachfolgend auf ein in einem Mischer vorgelegtes Feststoffbett gegeben wird und die tensidhaltige fließfähige Komponente Aniontensidsäure(n) enthält.The present invention was based on the object of further developing the field of foam granulation and of providing a method which makes it possible to produce surfactant granules for detergents and cleaning agents without or with reduced use of spray drying steps, and to start directly from the acid form of the anionic surfactants. The drying of the granules formed should preferably also be completely dispensable. The present invention relates to a process for the production of surfactant granules, in which a surfactant-containing flowable component is acted upon and foamed up and the resulting surfactant-containing foam is subsequently added to a solid bed placed in a mixer and the surfactant-containing flowable component contains anionic surfactant acid (s) .
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird also im Gegensatz zum vorstehend zitierten Stand der Technik ein saurer Schaum, d.h. ein Schaum mit einem pH- Wert unterhalb von 7, als Granulationshilfsmittel eingesetzt. In bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das aufzugranulierende Feststoffbett alkalische Inhaltsstoffe auf, so daß während des Granulationsvorgangs eine Neutralisationsreaktion stattfindet. Hier hat die erfindungsgemäße Verfahrensweise gegenüber der altbekannten Zugabe von Aniontensidsäuren in flüssiger Form den Vorteil, daß die Säure schonend in den Mischer gegeben und sehr homogen verteilt wird. Die Bildung grober Klumpen oder das Auftreten von Säurenestern, welche zu Verfärbungen des Granulats und unerwünschten Reaktionen mit empfindlichen Inhaltsstoffen (beispielsweise Parfüm) des fertig konfektionierten Wasch- und Reinigungsmittels führen könne, wird damit effektiv vermieden.In contrast to the prior art cited above, an acid foam, i.e. a foam with a pH below 7, used as a granulation aid. In preferred variants of the process according to the invention, the solid bed to be granulated has alkaline ingredients, so that a neutralization reaction takes place during the granulation process. Here, the procedure according to the invention has the advantage over the well-known addition of anionic surfactant acids in liquid form that the acid is gently added to the mixer and is distributed very homogeneously. The formation of coarse clumps or the appearance of acid esters, which can lead to discoloration of the granules and undesirable reactions with sensitive ingredients (e.g. perfume) of the ready-made detergent and cleaning agent, is thus effectively avoided.
Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Begriff "Schaum" kennzeichnet Gebilde aus gasgefüllten, kugel- oder polyederförmigen Zellen (Poren), welche durch flüssige, halbflüssige oder hochviskose Zellstege begrenzt werden.The term "foam" used in the context of the present invention denotes structures made of gas-filled, spherical or polyhedral cells (pores) which are delimited by liquid, semi-liquid or highly viscous cell webs.
Wenn die Volumenkonzentration des den Schaum bildenden Gases bei homodisperser Verteilung kleiner als 74% ist, so sind die Gasblasen wegen der oberflächenverkleinernden Wirkung der Grenzflächenspannung kugelförmig. Oberhalb der Grenze der dichtesten Kugelpackung werden die Blasen zu polyedrischen Lamellen deformiert, die von ca. 4-600 nm dünnen Häutchen begrenzt werden. Die Zellstege, verbunden über sogenannte Knotenpunkte, bilden ein zusammenhängendes Gerüst. Zwischen den Zellstegen spannen sich die Schaumlamellen (geschlossenzelliger Schaum). Werden die Schaumlamellen zerstört oder fließen sie am Ende der Schaumbildung in die Zellstege zurück, erhält man einen offenzel- ligen Schaum. Schäume sind thermodynamisch instabil, da durch Verkleinerung der Ober- fläche Oberflächenenergie gewonnen werden kann. Die Stabilität und damit die Existenz der erfindungsgemäßen Schäume ist somit davon abhängig, wieweit es gelingt, ihre Selbstzerstörung zu verhindern.If the volume concentration of the gas forming the foam is less than 74% with homodisperse distribution, the gas bubbles are spherical because of the surface-reducing effect of the interfacial tension. Above the limit of the densest spherical packing, the bubbles are deformed into polyhedral lamellae, which are delimited by approximately 4-600 nm thin membranes. The cell bridges, connected via so-called nodes, form a coherent framework. The foam lamellae (closed-cell foam) stretch between the cell bars. If the foam lamellae are destroyed or flow back into the cell webs at the end of foam formation, an open-cell foam is obtained. Foams are thermodynamically unstable, because by reducing the upper surface energy can be obtained. The stability and thus the existence of the foams according to the invention therefore depends on the extent to which their self-destruction can be prevented.
Zur Erzeugung des Schaums wird das gasförmige Medium in die aniontensidsäurehaltige fließfähige Komponente eingeblasen, oder man erreicht die Aufschäumung durch intensives Schlagen, Schütteln, Verspritzen oder Rühren der Flüssigkeit in der betreffenden Gasatmosphäre. Aufgrund der leichteren und besser kontrollier- und durchführbaren Aufschäumung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Schaumerzeugung durch das Einblasen des gasförmigen Mediums ("Begasung") gegenüber den anderen Varianten deutlich bevorzugt. Die Begasung erfolgt dabei je nach gewünschter Verfahrensvariante kontinuierlich oder diskontinuierlich über Lochplatten, Sinterscheiben, Siebeinsätze, Ven- turidüsen oder andere übliche Systeme.To generate the foam, the gaseous medium is blown into the flowable component containing anionic surfactant acid, or the foaming is achieved by vigorous beating, shaking, spraying or stirring the liquid in the relevant gas atmosphere. Due to the lighter and easier to control and carry out foaming, foam generation by blowing in the gaseous medium (“gassing”) is clearly preferred over the other variants in the context of the present invention. Depending on the desired process variant, gassing is carried out continuously or discontinuously via perforated plates, sintered disks, sieve inserts, venturi nozzles or other conventional systems.
Als gasförmiges Medium zum Aufschäumen können beliebige Gase oder Gasgemische eingesetzt werden. Beispiele für in der Technik eingesetzte Gase sind Stickstoff, Sauerstoff, Edelgase und Edelgasgemische, Kohlendioxid usw.. Aus Kostengründen wird das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise mit Luft als gasförmigem Medium durchgeführt.Any gases or gas mixtures can be used as the gaseous medium for foaming. Examples of gases used in industry are nitrogen, oxygen, noble gases and noble gas mixtures, carbon dioxide etc. For reasons of cost, the process according to the invention is preferably carried out with air as the gaseous medium.
Das erfmdungsgemäße Verfahren beinhaltet die voneinander unabhängigen Teilschritte der Erzeugung von Schaum aus einer aniontensidsäurehaltigen fließfähigen Komponente und die nachfolgende Zugabe auf ein in einem Mischer bewegtes Feststoffbett, wobei der Schaum als Granulierhilfsmittel dient. Die Inhaltsstoffe des im ersten Teilschritt erzeugten tensidhaltigen Schaums werden nachfolgend beschrieben.The process according to the invention includes the independent substeps of the production of foam from a flowable component containing anionic surfactant acid and the subsequent addition to a solid bed moved in a mixer, the foam serving as a granulation aid. The ingredients of the surfactant-containing foam produced in the first step are described below.
Die tensidhaltige fließfähige Komponente enthält mindestens grenzflächenaktive Substanzen aus der Gruppe der anionischen Tenside, welche zumindest anteilsweise in ihrer Säureform, d.h. nicht neutralisiert, vorliegen. Darüber hinaus kann die tensidhaltige fließfähige Komponente weitere oberflächenaktive Verbindungen aus den Gruppen der anionischen, nichtionischen, zwitterionischen oder kationischen Tenside enthalten,. Der Gehalt der fließfähigen tensidhaltigen Komponente an Tensid(en) kann dabei innerhalb breiter Grenzen variieren. Erfindungsgemäß sind Verfahren bevorzugt, bei denen die tensidhaltige fließ fähige Komponente eine oder mehrere Aniontensidsäure(n) in Mengen von 20 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise von 50 bis 95 Gew.-% und insbesondere von 60 bis 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente, enthält.The surfactant-containing flowable component contains at least surface-active substances from the group of anionic surfactants, which are at least partially present in their acid form, ie not neutralized. In addition, the surfactant-containing flowable component can contain further surface-active compounds from the groups of anionic, nonionic, zwitterionic or cationic surfactants. The salary of the flowable surfactant-containing component of surfactant (s) can vary within wide limits. According to the invention, processes are preferred in which the surfactant-containing flowable component contains one or more anionic surfactant acid (s) in amounts of from 20 to 100% by weight, preferably from 50 to 95% by weight and in particular from 60 to 90% by weight, each based on the surfactant-containing component.
Das erfmdungsgemäße Verfahren beinhaltet die voneinander unabhängigen Teilschritte der Erzeugung von Schaum aus einem Aniontensid in seiner Säureform einerseits und der Zugabe auf ein in einem Mischer bewegtes Feststoffbett andererseits. Die wichtigsten erfm- dungsgemäß einsetzbaren Aniontensidsäuren werden nachfolgend beschrieben.The process according to the invention comprises the independent substeps of producing foam from an anionic surfactant in its acid form on the one hand and adding it to a solid bed moved in a mixer on the other. The most important anionic surfactant acids which can be used according to the invention are described below.
Als Aniontenside in Säureform werden bevorzugt ein oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Carbonsäuren, der Schwefelsäurehalbester und der Sulfonsäuren, vorzugsweise aus der Gruppe der Fettsäuren, der Fettalkylschwefelsäuren und der Alkylarylsulfonsäuren, eingesetzt. Um ausreichende oberflächenaktive Eigenschaften aufzuweisen, sollten die genannten Verbindungen dabei über längerkettige Kohlenwasserstoffreste verfügen, also im Al- kyl- oder Alkenylrest mindestens 6 C-Atome aufweisen. Üblicherweise liegen die C- Kettenverteilungen der Aniontenside im Bereich von 6 bis 40, vorzugsweise 8 bis 30 und insbesondere 12 bis 22 Kohlenstoffatome.Anionic surfactants in acid form are preferably one or more substances from the group of carboxylic acids, sulfuric acid half-esters and sulfonic acids, preferably from the group of fatty acids, fatty alkyl sulfuric acids and alkylarylsulfonic acids. In order to have sufficient surface-active properties, the compounds mentioned should have longer-chain hydrocarbon radicals, that is to say they should have at least 6 carbon atoms in the alkyl or alkenyl radical. The C chain distributions of the anionic surfactants are usually in the range from 6 to 40, preferably 8 to 30 and in particular 12 to 22 carbon atoms.
Carbonsäuren, die in Form ihrer Alkalimetallsalze als Seifen in Wasch- und Reinigungsmitteln Verwendung finden, werden technisch größtenteils aus nativen Fetten und Ölen durch Hydrolyse gewonnen. Während die bereits im vergangenen Jahrhundert durchgeführte alkalische Verseifung direkt zu den Alkalisalzen (Seifen) führte, wird heute großtechnisch zur Spaltung nur Wasser eingesetzt, das die Fette in Glycerin und die freien Fettsäuren spaltet. Großtechnisch angewendete Verfahren sind beispielsweise die Spaltung im Autoklaven oder die kontinuierliche Hochdruckspaltung. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Aniontensid in Säureform einsetzbare Carbonsäuren sind beispielsweise Hexansäure (Capronsäure), Heptansäure (Önanthsäure), Octansäure (Caprylsäure), Nonan- säure (Pelargonsäure), Decansäure (Caprinsäure), Undecansäure usw.. Bevorzugt ist im Rahmen der vorliegenden Verbindung der Einsatz von Fettsäuren wie Dodecansäure (Lau- rinsäure), Tetradecansäure (Myristinsäure), Hexadecansäure (Palmitinsäure), Octadecan- säure (Stearinsäure), Eicosansäure (Arachinsäure), Docosansäure (Behensäure), Tetraco- sansäure (Lignocerinsäure), Hexacosansäure (Cerotinsäure), Triacotansäure (Melissinsäu- re) sowie der ungesättigten Sezies 9c-Hexadecensäure (Palmitoleinsäure), 6c- Octadecensäure (Petroselinsäure), 6t-Octadecensäure (Petroselaidinsäure), 9c- Octadecensäure (Ölsäure), 9t-Octadecensäure ((Elaidinsäure), 9c,12c-Octadecadiensäure (Linolsäure), 9t,12t-Octadecadiensäure (Linolaidinsäure) und 9c, 12c, 15c- Octadecatreinsäure (Linolensäure). Aus Kostengründen ist es bevorzugt, nicht die reinen Spezies einzusetzen, sondern technische Gemische der einzelnen Säuren, wie sie aus der Fettspaltung zugänglich sind. Solche Gemische sind beispielsweise Koskosölfettsäure (ca. 6 Gew.-% C„, 6 Gew.-% C10, 48 Gew.-% C12, 18 Gew.-% C14, 10 Gew.-% C16, 2 Gew.-% CIg, 8 Gew.-% C,g , 1 Gew.-% C18 ), Palmkernölfettsäure (ca. 4 Gew.-% C8, 5 Ge .-% CI0, 50 Gew.-% C12, 15 Gew.-% C14, 7 Gew.-% C,6, 2 Gew.-% C18, 15 Gew.-% C18 , 1 Gew.-% Clg ), Taigfettsäure (ca. 3 Gew.-% Cl4, 26 Gew.-% C16, 2 Ge .-% C16 , 2 Gew.-% C17, 17 Ge .-% Clg, 44 Gew.-% C18 , 3 Gew.-% C,g , 1 Gew.-% Cl g ), gehärtete Taigfettsäure (ca. 2 Gew.-% C14, 28 Gew.-% C16, 2 Gew.-% C,7, 63 Gew.-% C18, 1 Gew.-% C18 ), technische Ölsäure (ca. 1 Gew.-% C12, 3 Gew.-% C14, 5 Gew.-% C16, 6 Gew.-% C16 , 1 Gew.-% C17, 2 Gew.-% CI g, 70 Gew.-% C18 , 10 Gew.-% Clg , 0,5 Gew.-% C18 ), technische Palmi- tin/Stearinsäure (ca. 1 Gew.-% C12, 2 Gew.-% C14, 45 Gew.-% C16, 2 Gew.-% C17, 47 Gew.- % C18, 1 Gew.-% C18 ) sowie Sojabohnenölfettsäure (ca. 2 Gew.-% C14, 15 Gew.-% CI5, 5 Gew.-% CI8, 25 Gew.-% C18 , 45 Gew.-% C18 , 7 Gew.-% C,8 ).Carboxylic acids, which are used as soaps in detergents and cleaning agents in the form of their alkali metal salts, are technically largely obtained from native fats and oils by hydrolysis. While the alkaline saponification which was carried out in the past century led directly to the alkali salts (soaps), only water is used on an industrial scale to split the fats into glycerol and the free fatty acids. Large-scale processes are, for example, cleavage in an autoclave or continuous high-pressure cleavage. Carboxylic acids which can be used as an anionic surfactant in acid form in the context of the present invention are, for example, hexanoic acid (caproic acid), heptanoic acid (enanthic acid), octanoic acid (caprylic acid), nonanoic acid (pelargonic acid), decanoic acid (capric acid), undecanoic acid, etc. Preference is given to the present invention Connection the use of fatty acids such as dodecanoic acid (lau- rinic acid), tetradecanoic acid (myristic acid), hexadecanoic acid (palmitic acid), octadecanoic acid (stearic acid), eicosanoic acid (arachic acid), docosanoic acid (behenic acid), tetracosanoic acid (lignoceric acid), hexacosanoic acid (cerotinic acid), and triacotanoic acid unsaturated species 9c-hexadecenoic acid (palmitoleic acid), 6c-octadecenoic acid (petroselinic acid), 6t-octadecenoic acid (petroselaidic acid), 9c-octadecenoic acid (oleic acid), 9t-octadecenoic acid ((elaidinic acid), 9c, 12c-octadecenoic acid) (9c -Octadecadienoic acid (linolaidic acid) and 9c, 12c, 15c- octadecatreic acid (linolenic acid) .For reasons of cost, it is preferred not to use the pure species, but rather technical mixtures of the individual acids, as can be obtained from fat cleavage. approx. 6% by weight C ", 6% by weight C 10 , 48% by weight C 12 , 18% by weight C 14 , 10% by weight C 16 , 2% by weight C Ig , 8 wt% C, g , 1 Ge w .-% C 18), palm kernel oil fatty acid (about 4 wt .-% C 8, 5 Ge .-% C I0, 50 wt .-% C12, 15 wt .-% C 14, 7 wt .-% C , 6 , 2 wt% C 18 , 15 wt% C 18 , 1 wt% C lg ), tallow fatty acid (approx. 3 wt .-% C l4, 26 wt .-% C 16, 2 Ge .-% C 16, 2 wt .-% C 17, 17 Ge .-% C lg, 44 wt .-% C 18, 3 wt % C, g , 1% by weight C lg ), hardened tallow fatty acid (approx. 2% by weight C 14 , 28% by weight C 16 , 2% by weight C, 7 , 63% by weight) % C 18 , 1% by weight C 18 ), technical oleic acid (approx. 1% by weight C 12 , 3% by weight C 14 , 5% by weight C 16 , 6% by weight C 16 , 1% by weight of C 17 , 2% by weight of C I g , 70% by weight of C 18 , 10% by weight of C lg , 0.5% by weight of C 18 ), technical-grade palmitin / stearic acid (approx. 1 wt% C 12 , 2 wt% C 14 , 45 wt% C 16 , 2 wt% C 17 , 47 wt% C 18 , 1 wt% C 18 ) and soybean oil fatty acid (approx. 2% by weight C 14 , 15% by weight C I5 , 5% by weight C I8 , 25% by weight C 18 , 45% by weight C 18 , 7% by weight % C, 8 ).
Schwefelsäurehalbester längerkettiger Alkohole sind ebenfalls Aniontenside in ihrer Säureform und im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbar. Ihre Alkalimetall-, insbesondere Natriumsalze, die Fettalkoholsulfate, sind großtechnisch aus Fettalkoholen zugänglich, welche mit Schwefelsäure, Chlorsulfonsäure, Amidosulfonsäure oder Schwefeltrioxid zu den betreffenden Alkylschwefelsäuren umgesetzt und nachfolgend neutralisiert werden. Die Fettalkohole werden dabei aus den betreffenden Fettsäuren bzw. Fettsäuregemischen durch Hochdruckhydrierung der Fettsäuremethylester gewonnen. Der mengenmäßig bedeutendste industrielle Prozeß zur Herstellung von Fettalkylschwefelsäuren ist die Sulfierung der Alkohole mit SO3/Luft-Gemischen in speziellen Kaskaden-, Fallfilm- oder Rohrbündelreaktoren.Sulfuric acid semiesters of longer-chain alcohols are also anionic surfactants in their acid form and can be used in the process according to the invention. Their alkali metal, in particular sodium salts, the fatty alcohol sulfates, are commercially available from fatty alcohols which are reacted with sulfuric acid, chlorosulfonic acid, amidosulfonic acid or sulfur trioxide to give the alkyl sulfuric acids concerned and are subsequently neutralized. The fatty alcohols are obtained from the fatty acids or fatty acid mixtures concerned by high-pressure hydrogenation of the fatty acid methyl esters. The most significant industrial process in terms of quantity for the production of fatty alkyl sulfuric acids is the sulfonation of alcohols with SO 3 / air mixtures in special cascade, falling film or tube bundle reactors.
Eine weitere Klasse von Aniontensidsäuren, die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann, sind die Alkyletherschwefelsäuren, deren Salze, die Alkylethersulfate, sich im Vergleich zu den Alkylsulfaten durch eine höhere Wasserlöslichkeit und geringere Empfindlichkeit gegen Wasserhärte (Löslichkeit der Ca-Salze) auszeichnen. Alkyletherschwefelsäuren werden wie die Alkylschwefelsäuren aus Fettalkoholen synthetisiert, welche mit Ethylenoxid zu den betreffenden Fettalkoholethoxylaten umgesetzt werden. Anstelle von Ethylenoxid kann auch Propylenoxid eingesetzt werden. Die nachfolgende Sul- fonierung mit gasförmigem Schwefeltrioxid in Kurzzeit-Sulfierreaktoren liefert Ausbeuten über 98%o an den betreffenden Alkyletherschwefelsäuren.Another class of anionic surfactant acids which can be used in the process according to the invention are the alkyl ether sulfuric acids, the salts of which, the alkyl ether sulfates, are distinguished by a higher water solubility and lower sensitivity to water hardness (solubility of the Ca salts) compared to the alkyl sulfates. Like the alkyl sulfuric acids, alkyl ether sulfuric acids are synthesized from fatty alcohols, which are reacted with ethylene oxide to give the fatty alcohol ethoxylates in question. Instead of ethylene oxide, propylene oxide can also be used. The subsequent sulfonation with gaseous sulfur trioxide in short-term sulfonation reactors yields over 98% of the alkyl ether sulfuric acids concerned.
Auch Alkansulfonsäuren und Olefinsulfonsäuren sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Aniontenside in Säureform einsetzbar. Alkansulfonsäuren können die Sulfonsäu- regrappe terminal gebunden (primäre Alkansulfonsäuren) oder entlang der C-Kette enthalten (sekundäre Alkansulfonsäuren), wobei lediglich die sekundären Alkansulfonsäuren kommerzielle Bedeutung besitzen. Diese werden durch Sulfochlorierung oder Sulfoxidati- on linearer Kohlenwasserstoffe hergestellt. Bei der Sulfochlorierung nach ReeJ werden n- Paraffme mit Schwefeldioxid und Chlor unter Bestrahlung mit UV-Licht zu den entsprechenden Sulfochloriden umgesetzt, die bei Hydrolyse mit Alkalien direkt die Alkansulfo- nate, bei Umsetzung mit Wasser die Alkansulfonsäuren, liefern. Da bei der Sulfochlorierung Di- und Polysulfochloride sowie Chlorkohlenwasserstoffe als Nebenprodukte der radikalischen Reaktion auftreten können, wird die Reaktion üblicherweise nur bis zu Umsetzungsgraden von 30% durchgeführt und danach abgebrochen.Alkanesulfonic acids and olefin sulfonic acids can also be used as anionic surfactants in acid form in the context of the present invention. Alkanesulfonic acids can contain the sulfonic acid group in a terminal bond (primary alkanesulfonic acids) or along the C chain (secondary alkanesulfonic acids), only the secondary alkanesulfonic acids being of commercial importance. These are produced by sulfochlorination or sulfoxidation of linear hydrocarbons. In the sulfochlorination according to ReeJ, n-paraffms with sulfur dioxide and chlorine are converted to the corresponding sulfochlorides under irradiation with UV light, which give the alkanesulfonates directly when hydrolysed with alkalis, and the alkanesulfonic acids when reacted with water. Since di- and polysulfochlorides and chlorinated hydrocarbons can occur as by-products of the radical reaction in the sulfochlorination, the reaction is usually only carried out up to degrees of conversion of 30% and then terminated.
Ein anderer Prozeß zur Herstellung von Alkansulfonsäuren ist die Sulfoxidation, bei der n- Paraffme unter Bestrahlung mit UV -Licht mit Schwefeldioxid und Sauerstoff umgesetzt werden. Bei dieser Radikalreaktion entstehen sukzessive Alkylsulfonylradikale, die mit Sauerstoff zu den Alkylpersulfonylradikalen weiter reagieren. Die Reaktion mit unumge- setztem Paraffin liefert ein Alkylradikal und die Alkylpersulfonsäure, welche in ein Alkyl- peroxysulfonylradikal und ein Hydroxylradikal zerfällt. Die Reaktion der beiden Radikale mit unumgesetztem Paraffin liefert die Alkylsulfonsäuren bzw. Wasser, welches mit Al- kylpersulfonsäure und Schwefeldioxid zu Schwefelsäure reagiert. Um die Ausbeute an den beiden Endprodukten Alkylsulfonsäure und Schwefelsäure möglichst hoch zu halten und Nebenreaktionen zu unterdrücken, wird diese Reaktion üblicherweise nur bis zu Umsetzungsgraden von 1% durchgeführt und danach abgebrochen.Another process for the production of alkanesulfonic acids is sulfoxidation, in which n-paraffms are reacted with sulfur dioxide and oxygen under irradiation with UV light. This radical reaction produces successive alkylsulfonyl radicals, which react further with oxygen to form the alkylpersulfonyl radicals. The reaction with unreacted paraffin gives an alkyl radical and the alkyl persulfonic acid, which are converted into an alkyl peroxysulfonyl radical and a hydroxyl radical decays. The reaction of the two radicals with unreacted paraffin gives the alkylsulfonic acids or water, which reacts with alkylpersulfonic acid and sulfur dioxide to give sulfuric acid. In order to keep the yield of the two end products alkylsulfonic acid and sulfuric acid as high as possible and to suppress side reactions, this reaction is usually carried out only up to degrees of conversion of 1% and then stopped.
Olefinsulfonate werden technisch durch Reaktion von -Olefmen mit Schwefeltrioxid hergestellt. Hierbei bilden sich intermediär Zwitterionen, welche sich zu sogenannten Sultanen cyclisieren. Unter geeigneten Bedingungen (alkalische oder saure Hydrolyse) reagieren diese Sultone zu Hydroxylalkansulfonsäuren bzw. Alkensulfonsäuren, welche beide ebenfalls als Aniontensidsäuren eingesetzt werden können.Olefin sulfonates are produced industrially by reacting olefins with sulfur trioxide. Intermediate hermaphrodites form here, which cyclize to form so-called sultans. Under suitable conditions (alkaline or acidic hydrolysis), these sultones react to give hydroxylalkanesulfonic acids or alkenesulfonic acids, both of which can also be used as anionic surfactant acids.
Alkylbenzolsulfonate als leistungsstarke anionische Tenside sind seit den dreißiger Jahren unseres Jahrhunderts bekannt. Damals wurden durch Monochlorierung von Kogasin- Fraktionen und subsequente Friedel-Crafts-Alkylierang Alkylbenzole hergestellt, die mit Oleum sulfoniert und mit Natronlauge neutralisiert wurden. Anfang der fünfziger Jahre wurde zur Herstellung von Alkylbenzolsulfonaten Propylen zu verzweigtem α-Dodecylen tetramerisiert und das Produkt über eine Friedel-Crafts-Reaktion unter Verwendung von Aluminiumtri chlorid oder Fluorwasserstoff zum Tetrapropylenbenzol umgesetzt, das nachfolgend sulfoniert und neutralisiert wurde. Diese ökonomische Möglichkeit der Herstellung von Tetrapropylenbenzolsulfonaten (TPS) führte zum Durchbruch dieser Tensidklasse, die nachfolgend die Seifen als Haupttensid in Wasch- und Reinigungsmitteln verdrängte.Alkylbenzenesulfonates as powerful anionic surfactants have been known since the 1930s. At that time, alkyl benzenes were produced by monochlorination of kogasin fractions and subsequent Friedel-Crafts alkylation, which were sulfonated with oleum and neutralized with sodium hydroxide solution. In the early 1950s, to produce alkylbenzenesulfonates, propylene was tetramerized to give branched α-dodecylene and the product was converted to a tetrapropylenebenzene via a Friedel-Crafts reaction using aluminum tri chloride or hydrogen fluoride, which was subsequently sulfonated and neutralized. This economical possibility of producing tetrapropylene benzene sulfonates (TPS) led to the breakthrough of this class of surfactants, which subsequently displaced the soaps as the main surfactant in washing and cleaning agents.
Aufgrund der mangelnden biologischen Abbaubarkeit von TPS bestand die Notwendigkeit, neue Alkylbenzolsulfonate darzustellen, die sich durch ein verbessertes ökologische Verhalten auszeichnen. Diese Erfordernisse werden von linearen Alkylbenzolsulfonaten erfüllt, welche heute die fast ausschließlich hergestellten Alkylbenzolsulfonate sind und mit dem Kurzzeichen ABS belegt werden.Due to the lack of biodegradability of TPS, there was a need to produce new alkylbenzenesulfonates that are characterized by improved ecological behavior. These requirements are met by linear alkylbenzenesulfonates, which today are almost exclusively alkylbenzenesulfonates and are given the abbreviation ABS.
Lineare Alkylbenzolsulfonate werden aus linearen Alkylbenzolen hergestellt, welche wiederum aus linearen Olefinen zugänglich sind. Hierzu werden großtechnisch Petroleum- fraktionen mit Molekularsieben in die n-Paraffme der gewünschten Reinheit aufgetrennt und zu den n-Olefinen dehydriert, wobei sowohl α- als auch i-Olefine resultieren. Die entstandenen Olefme werden dann in Gegenwart saurer Katalysatoren mit Benzol zu den Al- kylbenzolen umgesetzt, wobei die Wahl des Friedel-Crafts-Katalysators einen Einfluß auf die Isomerenverteilung der entstehenden linearen Alkylbenzole hat: Bei Verwendung von Aluminiumtrichlorid liegt der Gehalt der 2-Phenyl-Isomere in der Mischung mit den 3-, 4-, 5- und anderen Isomeren bei ca. 30 Gew.-%, wird hingegen Fluorwasserstoff als Katalysator eingesetzt, läßt sich der Gehalt an 2-Phenyl-Isomer auf ca. 20 Gew.-% senken. Die Sulfonierung der linearen Alkylbenzole schließlich gelingt heute großtechnisch mit Oleum, Schwefelsäure oder gasförmigem Schwefeltrioxid, wobei letzteres die weitaus größte Bedeutung hat. Zur Sulfonierung werden spezielle Film- oder Rohrbündelreaktoren eingesetzt, die als Produkt eine 97 Gew.-%ige Alkylbenzolsulfonsäure (ABSS) liefern, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Aniontensidsäure einsetzbar ist.Linear alkylbenzenesulfonates are made from linear alkylbenzenes, which in turn are accessible from linear olefins. Large-scale petroleum Fractions with molecular sieves separated into the n-paraffms of the desired purity and dehydrated to the n-olefins, resulting in both α- and i-olefins. The resulting olefins are then reacted with benzene in the presence of acidic catalysts to give the alkylbenzenes, the choice of the Friedel-Crafts catalyst having an influence on the isomer distribution of the linear alkylbenzenes formed: when using aluminum trichloride, the content of the 2-phenyl Isomers in the mixture with the 3, 4, 5 and other isomers at approx. 30% by weight, but if hydrogen fluoride is used as a catalyst, the content of 2-phenyl isomer can be reduced to approx. 20% by weight. % reduce. Finally, the sulfonation of linear alkylbenzenes is now possible on a large industrial scale with oleum, sulfuric acid or gaseous sulfur trioxide, the latter being by far the most important. For the sulfonation, special film or tube bundle reactors are used which deliver a 97% by weight alkylbenzenesulfonic acid (ABSS) as product which can be used as anionic surfactant acid in the context of the present invention.
Durch Wahl des Neutralisationsmittels lassen sich aus den ABSS die unterschiedlichsten Salze, d.h. Alkylbenzolsulfonate, gewinnen. Aus Gründen der Ökonomie ist es hierbei bevorzugt, die Alkalimetallsalze und unter diesen bevorzugt die Natriumsalze der ABSS herzustellen und einzusetzen. Diese lassen sich durch die allgemeine Formel I beschreiben:By choosing the neutralizing agent, a wide variety of salts, i.e. Alkylbenzenesulfonates. For reasons of economy, it is preferred to prepare and use the alkali metal salts and, among them, the sodium salts of the ABSS. These can be described by the general formula I:
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in der die Summe aus x und y üblicherweise zwischen 5 und 13 liegt. Erfindungsgemäße Verfahren, in denen als Aniontensid in Säureform C8.16-, vorzugsweise C9.l3- Alkylbenzolsulfonsäuren eingesetzt werden, sind bevorzugt. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung weiterhin bevorzugt, C8.16-, vorzugsweise C9.13-Alkybenzolsulfonsäuren einzusetzen, die sich von Alkylbenzolen ableiten, welche einen Tetralingehalt unter 5 Gew.-%, bezogen auf das Alkylbenzol, aufweisen. Weiterhin bevorzugt ist es, Alkylbenzolsulfonsäuren zu verwenden, deren Alkylbenzole nach dem HF-Verfahren hergestellt wurden, so daß die eingesetzten C8.16-, vorzugsweise C9.13-Alkybenzolsulfonsäuren einen Gehalt an 2-Phenyl-Isomer unter 22 Gew.-%, bezogen auf die Alkylbenzolsulfonsäure, aufweisen.in which the sum of x and y is usually between 5 and 13. Processes according to the invention in which C 8 . 16 -, preferably C 9 . 13 - Alkylbenzenesulfonic acids are used are preferred. In the context of the present invention, it is further preferred C 8 . 16 -, preferably C 9 . 13- alkylbenzenesulfonic acids to be used, which are derived from alkylbenzenes which have a tetralin content below 5% by weight, based on the alkylbenzene. It is further preferred to use alkylbenzenesulfonic acids whose alkylbenzenes have been prepared by the HF process, so that the C 8 . 16 -, preferably C 9 . 13- Alkylbenzenesulfonic acids have a 2-phenyl isomer content below 22% by weight, based on the alkylbenzenesulfonic acid.
Die vorstehend genannten Aniontenside in ihrer Säureform können alleine oder in Mischung miteinander im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt und aufgeschäumt werden. Es ist aber auch möglich und bevorzugt, daß dem Aniontensid in Säureform vor dem Aufschäumen weitere, vorzugsweise saure, Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln in Mengen von 0,1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 15 Gew.-% und insbesondere von 2 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der aufzuschäumenden Mischung, zugemischt werden.The above-mentioned anionic surfactants in their acid form can be used and foamed alone or in a mixture with one another in the process according to the invention. However, it is also possible and preferred that the anionic surfactant in acid form, before foaming, contains further, preferably acidic, ingredients of detergents and cleaning agents in amounts of 0.1 to 40% by weight, preferably 1 to 15% by weight and in particular from 2 to 10% by weight, based in each case on the weight of the mixture to be foamed.
Erfindungsgemäß sind Verfahren bevorzugt, bei denen die tensidhaltige fließfähige Komponente Alkylbenzolsulfonsäuren in Mengen von 20 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise von 30 bis 95 Gew.-% und insbesondere von 40 bis 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente, enthält.According to the invention, methods are preferred in which the surfactant-containing flowable component alkylbenzenesulfonic acids in amounts of 20 to 99% by weight, preferably 30 to 95% by weight and in particular 40 to 90% by weight, in each case based on the surfactant-containing component, contains.
Als saure Reaktionspartner eignen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung neben den "Tensidsäuren" auch die genannten Fettsäuren, Phosphonsäuren, Polymersäuren oder teilneutralisierte Polymersäuren sowie "Buildersäuren" und "Komplexbuildersäuren" (Einzelheiten später im Text) alleine sowie in beliebigen Mischungen. Als Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln; die der Aniontensidsäure vor dem Aufschäumen zugemischt werden können, bieten sich vor allem saure Wasch- und Reinigungsmittel- Inhaltsstoffe an, also beispielsweise Phosphonsäuren, welche in neutralisierter Form (Phosphonate) als Inkrustationsinhibitoren Bestandteil vieler Wasch- und Reinigungsmittel sind. Auch der Einsatz von (teilneutralisierten) Polymersäuren wie beispielsweise Po- lyacrylsäuren, ist erfindungsgemäß möglich. Es ist aber auch möglich, säurestabile Inhaltsstoffe vor dem Aufschäumen mit der Aniontensidsäure zu vermischen. Hier bieten sich beispielsweise sogenannte Kleinkomponenten an, welche sonst in aufwendigen weiteren Schritten zugegeben werden müßten, also beispielsweise optische Aufheller, Farbstoffe usw., wobei im Einzelfall die Säurestabilität zu prüfen ist.Suitable acidic reactants in the context of the present invention are, in addition to the "surfactant acids", the fatty acids, phosphonic acids, polymer acids or partially neutralized polymer acids as well as "builder acids" and "complex builder acids" (details later in the text) alone or in any mixtures. As ingredients in washing and cleaning agents; The anionic surfactant acid that can be mixed in before foaming is particularly suitable for acidic detergent and cleaning agent ingredients, for example phosphonic acids, which in neutralized form (phosphonates) are components of many detergents and cleaning agents as incrustation inhibitors. The use of (partially neutralized) polymer acids such as, for example, polyacrylic acids is also possible according to the invention. However, it is also possible to mix acid-stable ingredients with the anionic surfactant acid before foaming. Here offer themselves For example, so-called small components, which would otherwise have to be added in complex further steps, for example optical brighteners, dyes, etc., the acid stability being checked in individual cases.
In bevorzugten Verfahren enthält die tensidhaltige fließfähige Komponente zusätzlich Fettsäuren und/oder Seifen in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 2 bis 25 Gew.- % und insbesondere von 5 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente.In preferred processes, the surfactant-containing flowable component additionally contains fatty acids and / or soaps in amounts of 1 to 30% by weight, preferably 2 to 25% by weight and in particular 5 to 20% by weight, in each case based on the surfactant-containing component Component.
Wahlweise können dem Aniontensid in Säureform vor dem Aufschäumen nichtionische Tenside in Mengen von 0,1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 55 Gew.-% und insbesondere von 2,5 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der aufzuschäumenden Mischung, zugemischt werden. Dieser Zusatz kann die physikalischen Eigenschaften des Aniontensidsäureschaums verbessern und eine spätere Einarbeitung nichtionischer Tenside in das Tensidgranulat oder das gesamte Wasch- und Reinigungsmittel überflüssig machen. Die unterschiedlichen Vertreter aus der Gruppe der nichtionischen Tenside werden weiter unten beschrieben. In bevorzugten Verfahren enthält die tensidhaltige fließfähige Komponente zusätzlich nichtionische(s) Tensid(e) in Mengen von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 2 bis 40 Gew.-% und insbesondere von 5 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente.Optionally, nonionic surfactants can be obtained in amounts of 0.1 to 60% by weight, preferably 0.5 to 55% by weight and in particular 2.5 to 10% by weight, of the anionic surfactant in acid form before foaming to the weight of the mixture to be foamed. This additive can improve the physical properties of the anionic surfactant foam and make subsequent incorporation of nonionic surfactants into the surfactant granules or the entire detergent and cleaning agent unnecessary. The different representatives from the group of nonionic surfactants are described below. In preferred processes, the surfactant-containing flowable component additionally contains nonionic surfactant (s) in amounts of 1 to 50% by weight, preferably 2 to 40% by weight and in particular 5 to 30% by weight, based in each case on the surfactant-containing component.
Als nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise ethoxy- lierte, insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen und durchschnittlich 1 bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der Alkoholrest linear oder bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann bzw. lineare und methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalko- holresten vorliegen. Insbesondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen Resten aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen, z.B. aus Kokos-, Palm-, Taigfettoder Oleylalkohol, und durchschnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C]2.14- Alkohole mit 3 EO oder 4 EO, C9_u-Alkohol mit 7 EO, Cl3.15-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C12_ 18- Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C12-14- Alkohol mit 3 EO und C12.18-Alkohol mit 5 EO. Die angegebenen Ethoxy- lierangsgrade stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt eine ganze oder eine gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine eingeengte Homologenverteilung auf (narrow ränge ethoxylates, NRE). Zusätzlich zu diesen nichtionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr als 12 EO eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Taigfettalkohol mit 14 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO.The nonionic surfactants used are preferably alkoxylated, advantageously ethoxylated, in particular primary alcohols having preferably 8 to 18 carbon atoms and an average of 1 to 12 moles of ethylene oxide (EO) per mole of alcohol in which the alcohol radical has a methyl or linear branching in the 2-position may be or may contain linear and methyl-branched radicals in the mixture, as are usually present in oxo alcohol radicals. However, alcohol ethoxylates with linear residues of alcohols of native origin with 12 to 18 carbon atoms, for example from coconut, palm, tallow or oleyl alcohol, and an average of 2 to 8 EO per mole of alcohol are particularly preferred. The preferred ethoxylated alcohols include, for example, C ] 2 . 14 - alcohols with 3 EO or 4 EO, C 9 _ u alcohol with 7 EO, C l3 . 15 alcohols with 3 EO, 5 EO, 7 EO or 8 EO, C 12 _ 18 - alcohols with 3 EO, 5 EO or 7 EO and mixtures thereof, such as mixtures of C 12-14 - alcohol with 3 EO and C 12 . 18 alcohol with 5 EO. The degrees of ethoxylation given represent statistical averages, which can be an integer or a fraction for a specific product. Preferred alcohol ethoxylates have a narrow homolog distribution (narrow range ethoxylates, NRE). In addition to these nonionic surfactants, fatty alcohols with more than 12 EO can also be used. Examples of this are tallow fatty alcohol with 14 EO, 25 EO, 30 EO or 40 EO.
Die Verwendung alkoxylierter Niotenside ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Verfahrensvarianten, bei denen die tensidhaltige fließfähige Komponente alkoxy- lierte, vorzugsweise ethoxylierte nichtionische Tenside in Mengen von 20 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise von 30 bis 85 Gew.-% und insbesondere von 40 bis 80 Gew.-%, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente, enthält, weisen dabei Vorteile auf, wobei Verfahren besonders bevorzugt sind, bei denen die tensidhaltige fließfähige Komponente als ethoxylierte nichtionische Tenside die Umsetzungsprodukte von C8_22-Fettalkoholen, vorzugsweise C12.20-Fettalkoholen und insbesondere C14.18-Fettalkoholen mit 1 bis 30 Mol Ethylenoxid, vorzugsweise 2 bis 20 Mol Ethylenoxid und insbesondere 5 bis 10 Mol Ethylenoxid, in Mengen von 10 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise von 20 bis 75 Gew.-% und insbesondere von 30 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente, enthält.The use of alkoxylated nonionic surfactants is preferred in the context of the present invention. Process variants in which the surfactant-containing flowable component alkoxylated, preferably ethoxylated nonionic surfactants in amounts of 20 to 90 wt .-%, preferably from 30 to 85 wt .-% and in particular from 40 to 80 wt .-%, each based on the surfactant-containing component contains, besides, have advantages, which methods are particularly preferred in which the surfactant-containing flowable component as ethoxylated nonionic surfactants are the reaction products of C 8 _ 22 fatty alcohols, preferably, C 20/12 fatty alcohols and especially C 14:18 fatty alcohols with 1 up to 30 moles of ethylene oxide, preferably 2 to 20 moles of ethylene oxide and in particular 5 to 10 moles of ethylene oxide, in amounts of 10 to 80% by weight, preferably 20 to 75% by weight and in particular 30 to 70% by weight, each based on the surfactant-containing component.
Eine weitere Klasse bevorzugt eingesetzter nichtionischer Tenside, die entweder als alleiniges nichtionisches Tensid oder in Kombination mit anderen nichtionischen Tensiden eingesetzt werden, sind alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder ethoxylierte und pro- poxylierte Fettsäurealkylester, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkyl- kette, insbesondere Fettsäuremethylester, wie sie beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung JP 58/217598 beschrieben sind oder die vorzugsweise nach dem in der internationalen Patentanmeldung WO-A-90/13533 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.Another class of preferably used nonionic surfactants, which are used either as the sole nonionic surfactant or in combination with other nonionic surfactants, are alkoxylated, preferably ethoxylated or ethoxylated and propoxylated fatty acid alkyl esters, preferably with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl chain, in particular Fatty acid methyl esters as described, for example, in Japanese patent application JP 58/217598 or which are preferably prepared by the process described in international patent application WO-A-90/13533.
Eine weitere Klasse von nichtionischen Tensiden, die vorteilhaft eingesetzt werden kann, sind die Alkylpolyglycoside (APG). Einsetzbare Alkypolyglycoside genügen der allgemei- nen Formel RO(G)z, in der R für einen linearen oder verzweigten, insbesondere in 2- Stellung methylverzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glyko- seeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Glycosidierungs- grad z liegt dabei zwischen 1,0 und 4,0, vorzugsweise zwischen 1,0 und 2,0 und insbesondere zwischen 1,1 und 1,5.Another class of nonionic surfactants that can be used advantageously are the alkyl polyglycosides (APG). Alkypolyglycosides that can be used satisfy the general NEN formula RO (G) z , in which R represents a linear or branched, in particular methyl-branched, saturated or unsaturated, aliphatic radical having 8 to 22, preferably 12 to 18 carbon atoms and G is the symbol which stands for a glycose unit with 5 or 6 carbon atoms, preferably for glucose. The degree of glycosidation z is between 1.0 and 4.0, preferably between 1.0 and 2.0 and in particular between 1.1 and 1.5.
Bevorzugt eingesetzt werden lineare Alkylpolyglucoside, also Alkylpolyglycoside, in denen der Polyglycosylrest ein Glucoserest und der Alkylrest ein n-Alkylrest ist.Linear alkyl polyglucosides, ie alkyl polyglycosides, in which the polyglycosyl radical is a glucose radical and the alkyl radical is an n-alkyl radical are preferably used.
Die erfindungsgemäßen Tensidgranulate können bevorzugt Alkylpolyglycoside enthalten, wobei Gehalte der Granulate an APG über 0,2 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Granulat, bevorzugt sind. Besonders bevorzugte Tensidgranulate enthalten APG in Mengen von 0,2 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-% und insbesondere von 0,5 bis 3 Gew.-%.The surfactant granules according to the invention can preferably contain alkyl polyglycosides, with APG contents of the granules above 0.2% by weight, based on the total granules, being preferred. Particularly preferred surfactant granules contain APG in amounts of 0.2 to 10% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight and in particular 0.5 to 3% by weight.
Auch nichtionische Tenside vom Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N- dimethylaminoxid und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid, und der Fettsäurealka- nolamide können geeignet sein. Die Menge dieser nichtionischen Tenside beträgt vorzugsweise nicht mehr als die der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere nicht mehr als die Hälfte davon.Nonionic surfactants of the amine oxide type, for example N-coconut alkyl-N, N-dimethylamine oxide and N-tallow alkyl-N, N-dihydroxyethylamine oxide, and the fatty acid alkanolamides can also be suitable. The amount of these nonionic surfactants is preferably not more than that of the ethoxylated fatty alcohols, in particular not more than half of them.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel (I),Other suitable surfactants are polyhydroxy fatty acid amides of the formula (I),
R] R ]
R-CO-N-[Z] (I)R-CO-N- [Z] (I)
in der RCO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hydroxylgruppen steht. Bei den Polyhydroxyfettsäureamiden handelt es sich um bekannte Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuk- kers mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylie- rang mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten werden können.in which RCO stands for an aliphatic acyl radical with 6 to 22 carbon atoms, R for hydrogen, an alkyl or hydroxyalkyl radical with 1 to 4 carbon atoms and [Z] for a linear or branched polyhydroxyalkyl radical with 3 to 10 carbon atoms and 3 to 10 hydroxyl groups. The polyhydroxy fatty acid amides are known substances which can usually be obtained by reductive amination of a reducing sugar with ammonia, an alkylamine or an alkanolamine and subsequent acyl rank with a fatty acid, a fatty acid alkyl ester or a fatty acid chloride.
Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide gehören auch Verbindungen der Formel (II),The group of polyhydroxy fatty acid amides also includes compounds of the formula (II)
R!-O-R2 R ! -OR 2nd
R-CO-N-[Z] (II)R-CO-N- [Z] (II)
in der R für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, R1 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Aryl- rest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R2 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest oder einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, wobei C,.4-Alkyl- oder Phenylreste bevorzugt sind und [Z] für einen linearen Poly- hydroxyalkylrest steht, dessen Alkylkette mit mindestens zwei Hydroxylgruppen substituiert ist, oder alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder propoxylierte Derivate dieses Restes.in which R represents a linear or branched alkyl or alkenyl radical having 7 to 12 carbon atoms, R 1 represents a linear, branched or cyclic alkyl radical or an aryl radical having 2 to 8 carbon atoms and R 2 represents a linear, branched or cyclic alkyl radical or is an aryl radical or an oxyalkyl radical having 1 to 8 carbon atoms, where C,. 4 -alkyl or phenyl radicals are preferred and [Z] represents a linear polyhydroxyalkyl radical whose alkyl chain is substituted by at least two hydroxyl groups, or alkoxylated, preferably ethoxylated or propoxylated derivatives of this radical.
[Z] wird vorzugsweise durch reduktive Aminierung eines reduzierten Zuckers erhalten, beispielsweise Glucose, Fractose, Maltose, Lactose, Galactose, Mannose oder Xylose. Die N-Alkoxy- oder N-Aryloxy-substituierten Verbindungen können dann beispielsweise nach der Lehre der internationalen Anmeldung WO-A-95/07331 durch Umsetzung mit Fettsäuremethylestern in Gegenwart eines Alkoxids als Katalysator in die gewünschten Polyhydroxyfettsäureamide überführt werden.[Z] is preferably obtained by reductive amination of a reduced sugar, for example glucose, fractose, maltose, lactose, galactose, mannose or xylose. The N-alkoxy- or N-aryloxy-substituted compounds can then, for example according to the teaching of international application WO-A-95/07331, be converted into the desired polyhydroxy fatty acid amides by reaction with fatty acid methyl esters in the presence of an alkoxide as catalyst.
In bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren enthält die tensidhaltige fließfähige Komponente alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte nichtionische Tenside, vorzugsweise die Umsetzungsprodukte von C8.22-Fettalkoholen, vorzugsweise C]2.20-Fettalkoholen und insbe- sondere C14.18-Fettalkoholen mit 1 bis 30 Mol Ethylenoxid, vorzugsweise 2 bis 20 Mol Ethylenoxid und insbesondere 5 bis 10 Mol Ethylenoxid.In preferred processes according to the invention, the surfactant-containing flowable component contains alkoxylated, preferably ethoxylated, nonionic surfactants, preferably the reaction products of C 8 . 22 fatty alcohols, preferably C ] 2 . 20 fatty alcohols and special C 14 . 18 fatty alcohols with 1 to 30 moles of ethylene oxide, preferably 2 to 20 moles of ethylene oxide and in particular 5 to 10 moles of ethylene oxide.
Die tensidhaltige fließfähige Komponente kann erfindungsgemäß vollständig aus einem oder mehreren Tensiden bestehen und damit frei von nichttensidischen Verbindungen sein. Es ist erfmdungsgemäß aber auch möglich, weitere Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln in die tensidhaltige Komponente zu inkorporieren. Neben Aktiv- und Wirksubstanzen kann die tensidhaltige Komponente herstellungsbedingt auch Wasser enthalten, wobei dieses Wasser zur Einstellung vorteilhafter Viskositätswerte oder zur Optimierung des Aufschäumvorgangs der tensidhaltigen Komponente auch zugesetzt werden kann. In bevorzugten Verfahren enthält die tensidhaltige fließfähige Komponente allerdings weniger als 20 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 15 Gew.-% und insbesondere weniger als 10 Gew.-%o Wasser, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente.According to the invention, the surfactant-containing flowable component can consist entirely of one or more surfactants and thus be free of non-surfactant compounds. According to the invention, however, it is also possible to incorporate further ingredients of detergents and cleaning agents into the surfactant-containing component. In addition to active and active substances, the surfactant-containing component can also contain water due to the production process, this water also being able to be added to adjust advantageous viscosity values or to optimize the foaming process of the surfactant-containing component. In preferred processes, however, the surfactant-containing flowable component contains less than 20% by weight, preferably less than 15% by weight and in particular less than 10% by weight of water, in each case based on the surfactant-containing component.
Insbesondere sogenannte "Kleinkomponenten" können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft über den als Granulierflüssigkeit dienenden Schaum in die Tensidgranulate eingebracht werden. In bevorzugten erfmdungsgemäßen Verfahren enthält die tensidhaltige fließfähige Komponente weitere Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln, insbesondere Stoffe aus der Gruppe der Komplexbildner, Polymere, optischen Aufheller, Färb- und Duftstoffe und Alkalien. Diese bevorzugt der tensidhaltigen fließfähigen Komponente zuzusetzenden Kleinkomponenten werden weiter unten beschrieben.In particular, so-called “small components” can advantageously be introduced into the surfactant granules using the foam used as the granulating liquid. In preferred processes according to the invention the surfactant-containing flowable component contains further ingredients of detergents and cleaning agents, in particular substances from the group of complexing agents, polymers, optical brighteners, colorants and fragrances and alkalis. These small components, which are preferably added to the surfactant-containing flowable component, are described below.
Das Aufschäumen der fließfähigen tensidhaltigen Komponente kann je nach gewünschten Eigenschaften des Schaums bei Raumtemperatur oder unter Kühlung bzw. Erwärmung erfolgen. Bevorzugte Verfahrensvarianten werden so durchgeführt, daß die aufzuschäumende tensidhaltige fließfähige Komponente vor der Aufschäumung Temperaturen von 20 bis 120°C, vorzugsweise von 30 bis 90°C und insbesondere von 50 bis 75°C, aufweist. Durch die Auswahl der Inhaltsstoffe kann die Viskosität der tensidhaltigen Komponente in breiten Grenzen variiert werden, wobei dünnflüssigere tensidhaltige Komponenten in der Regel weniger stabile Schäume liefern. Wie bereits oben erwähnt, ist es ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß im Gegensatz zu herkömmlichen Granulationsverfahren auch Granulierflüssigkeiten eingesetzt werden können, deren Viskosität hoch ist. So sind im erfindungsgemäßen Verfahren tensidhaltige Flüssigkomponenten einsetzbar, deren Viskosität oberhalb von 100 mPas liegt, aber auch Flüssigkomponenten mit Viskositäten über 1000 mPas, ja sogar über 5000 mPas, lassen sich erfindungsgemäß aufschäumen und in Form des "Granulierschaums" problemlos als Granulationshilfsmittel einsetzen.Depending on the desired properties of the foam, the flowable surfactant-containing component can be foamed at room temperature or with cooling or heating. Preferred process variants are carried out so that the surfactant-containing flowable component to be foamed has temperatures of 20 to 120 ° C., preferably 30 to 90 ° C. and in particular 50 to 75 ° C., before the foaming. Through the selection of the ingredients, the viscosity of the surfactant-containing component can be varied within wide limits, with thinner surfactant-containing components generally providing less stable foams. As already mentioned above, it is an advantage of the process according to the invention that, in contrast to conventional granulation processes, granulation liquids whose viscosity is high can also be used. Thus, surfactant-containing liquid components can be used in the process according to the invention, the viscosity of which is above 100 mPas, but also liquid components with viscosities above 1000 mPas, even above 5000 mPas, can be foamed according to the invention and can be used without problems as granulation aids in the form of the "granulation foam".
Die fließfähige tensidhaltige Komponente wird durch das gasförmige Medium zu einem Schaum aufgeschäumt, wobei Flüssigkeit und gasförmiges Medium in variierenden Mengen bzw. Verhältnissen zueinander eingesetzt werden können. Aus verfahrenstechnischer Sicht ist es bevorzugt, zur Schaumerzeugung das gasförmige Medium jeweils in Mengen von mindestens 20 Vol.-%o, bezogen auf die aufzuschäumende Flüssigkeitsmenge, einzusetzen.The flowable surfactant-containing component is foamed into a foam by the gaseous medium, it being possible for liquid and gaseous medium to be used in varying amounts or ratios to one another. From a process engineering point of view, it is preferred to use the gaseous medium in each case in amounts of at least 20% by volume, based on the amount of liquid to be foamed, for foam generation.
Soll also beispielsweise ein Liter einer tensidhaltigen Komponente aufgeschäumt werden, werden vorzugsweise mindestens 200 ml gasförmiges Medium zum Aufschäumen verwendet. In bevorzugten Verfahren liegt die Menge an gasförmigem Medium deutlich über diesem Wert, so daß Verfahren bevorzugt sind, bei denen die zur Aufschäumung eingesetzte Gasmenge das ein- bis dreihundertfache, vorzugsweise das fünf- bis zweihundertfache und insbesondere das zehn- bis einhundertfache des Volumens der aufzuschäumenden Flüssigkeitsmenge ausmacht. Wie weiter oben bereits erwähnt, wird als gasförmiges Medium hierbei vorzugsweise Luft eingesetzt. Es ist aber auch möglich, andere Gase oder Gasgemische zur Aufschäumung einzusetzen. Beispielsweise kann es bevorzugt sein, Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft über einen Ozonisator zu leiten, bevor das Gas zum Aufschäumen eingesetzt wird. Auf diese Weise kann man Gasgemische herstellen, die beispielsweise 0,1 bis 4 Gew.-% Ozon enthalten. Der Ozongehalt des Aufschäumgases führt dann zur oxidativen Zerstörung unerwünschter Bestandteile in den aufzuschäumenden Flüssigkeiten. Insbesondere bei teilweise verfärbten Aniontensidsäuren kann durch die Beimischung von Ozon eine deutliche Aufhellung erreicht werden. Zur Aufschäumung des oben beispielhaft zitierten Liters der tensidhaltigen Komponente werden somit bevorzugt 1 bis 300 Liter, vorzugsweise 5 bis 200 Liter und insbesondere 10 bis 100 Liter Luft eingesetzt.If, for example, one liter of a surfactant-containing component is to be foamed, at least 200 ml of gaseous medium are preferably used for foaming. In preferred processes, the amount of gaseous medium is significantly above this value, so that processes are preferred in which the amount of gas used for the foaming is one to three hundred times, preferably five to two hundred times, and in particular ten to one hundred times the volume of those to be foamed Amount of liquid. As already mentioned above, air is preferably used as the gaseous medium. However, it is also possible to use other gases or gas mixtures for foaming. For example, it may be preferred to pass air or oxygen-enriched air over an ozonizer before the gas is used for foaming. In this way it is possible to produce gas mixtures which contain, for example, 0.1 to 4% by weight of ozone. The ozone content of the foaming gas then leads to the oxidative destruction of undesirable components in the liquids to be foamed. In the case of partially discolored anionic surfactant acids in particular, a clear brightening can be achieved by adding ozone. 1 to 300 liters, preferably 5 to 200 liters and in particular 10 to 100 liters of air are thus preferably used for foaming the liter of the surfactant-containing component cited above by way of example.
Über die Temperatur der aufzuschäumenden Flüssigkeit einerseits und die Temperatur des gasförmigen Mediums andererseits kann die Temperatur des entstehenden Schaums gesteuert werden. In bevorzugten Varianten des erfmdungsgemäßen Verfahrens weist der entstehende Schaum Temperaturen unterhalb 115°C, vorzugsweise zwischen 20 und 80°C und insbesondere zwischen 30 und 70°C, auf.The temperature of the foam formed can be controlled via the temperature of the liquid to be foamed on the one hand and the temperature of the gaseous medium on the other hand. In preferred variants of the process according to the invention, the resulting foam has temperatures below 115 ° C., preferably between 20 and 80 ° C. and in particular between 30 and 70 ° C.
Der entstehende Schaum, der im nächsten Verfahrensschritt als Granulationshilfsmittel eingesetzt wird, läßt sich durch weitere physikalische Parameter charakterisieren. So ist es beispielsweise bevorzugt, daß der Schaum eine Dichte unterhalb von 0,80 gern"3, vorzugsweise von 0,10 bis 0,6 gern"3 und insbesondere von 0,30 bis 0,55 gern"3, aufweist. Es ist weiterhin bevorzugt, daß der Schaum mittlere Porengrößen unterhalb 10 mm, vorzugsweise unterhalb 5 mm und insbesondere unterhalb 2 mm, aufweist.The resulting foam, which is used as a granulation aid in the next process step, can be characterized by further physical parameters. For example, it is preferred that the foam have a density below 0.80 like "3 , preferably from 0.10 to 0.6 like " 3, and especially from 0.30 to 0.55 like "3. It is further preferred that the foam has average pore sizes below 10 mm, preferably below 5 mm and in particular below 2 mm.
Die genannten physikalischen Parameter der Temperatur, der Dichte und der mittleren Porengröße charakterisieren den Schaum zum Zeitpunkt seines Entstehens. Vorzugsweise wird die Verfahrensführung allerdings so gewählt, daß der Schaum die genannten Kriterien auch noch bei der Zugabe in den Mischer erfüllt.The specified physical parameters of temperature, density and average pore size characterize the foam at the time it is created. However, the procedure is preferably chosen so that the foam also meets the criteria mentioned when it is added to the mixer.
Hierbei sind Verfahrensführangen möglich, bei denen der Schaum nur eines oder zwei der genannten Kriterien bei der Zugabe in den Mischer erfüllt, bevorzugt liegen aber sowohl die Temperatur, als auch die Dichte und die Porengröße in den genannten Bereichen, wenn der Schaum in den Mischer gelangt.Processes are possible in which the foam only fulfills one or two of the criteria mentioned when it is added to the mixer, but preferably both the temperature and the density and the pore size are in the ranges mentioned when the foam reaches the mixer .
Der Schaum wird nach seiner Entstehung auf ein in einem Mischer vorgelegtes Feststoffbett gegeben und dient dort als Granulationshilfsmittel. Diese Verfahrensstufe kann in den unterschiedlichsten Misch- und Granuliervorrichtungen durchgeführt werden, wie weiter unten ausführlich beschrieben wird. Das im Mischer vorgelegte Feststoffbett kann dabei sämtliche in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzten Stoffe enthalten. Auf diese Weise können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren fertige Wasch- und Reinigungsmittel hergestellt werden. Üblicherweise werden aber bestimmte Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln nicht mit granuliert, um unerwünschte Reaktionen dieser Bestandteile untereinander unter der mechanischen Einwirkung der Granulierwerkzeuge zu vermeiden. Inhaltsstoffe, die dem entstehenden Tensidgranulat üblicherweise erst nachträglich, d.h. im Anschluß an eine Granulation zugemischt werden, sind beispielsweise Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Enzyme und Schauminhibitoren.After its formation, the foam is placed on a solid bed placed in a mixer, where it serves as a granulation aid. This process step can be carried out in a wide variety of mixing and granulating devices, and so on is described in detail below. The solid bed placed in the mixer can contain all substances used in detergents and cleaning agents. In this way, finished washing and cleaning agents can be produced with the method according to the invention. Usually, however, certain ingredients of washing and cleaning agents are not granulated in order to avoid undesirable reactions of these components with one another under the mechanical action of the granulating tools. Ingredients that are usually only added to the resulting surfactant granules afterwards, ie after a granulation, are, for example, bleaching agents, bleach activators, enzymes and foam inhibitors.
Es ist bevorzugt, daß die erfindungsgemäß hergestellten Tensidgranulate neben dem Tensid Stoffe enthalten, welche im späteren Wasch- und Reinigungsmittel als Aktivsubstanzen fungieren. In bevorzugten Verfahren enthält das im Mischer vorgelegte Feststoffbett daher einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe Gerüststoffe, insbesondere der Alkalimetallcar- bonate, -sulfate und -silikate, der Zeolithe und der Polymere.It is preferred that the surfactant granules produced according to the invention contain, in addition to the surfactant, substances which later act as active substances in the washing and cleaning agent. In preferred processes, the solid bed placed in the mixer therefore contains one or more substances from the group of builders, in particular the alkali metal carbonates, sulfates and silicates, the zeolites and the polymers.
Um Tensidgranulate herzustellen, die sich später mit weiteren Komponenten zum fertigen Wasch- und Reinigungsmittel abmischen lassen, ohne daß dabei unerwünschte Reaktionen auftreten, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß die Tensidgranulate keine Reste überschüssiger Aniontensidsäure(n) enthalten. Dies kann leicht dadurch erreicht werden, daß das im Mischer vorgelegte Feststoffbett alkalische Bestandteile enthält, welche die Aniontensidsäuren neutralisieren. Hier kommen insbesondere Carbonate und Hydrogencarbonate in Frage, aber auch andere alkalische Komponenten wie Oxide, Hydroxide usw. oder organische Neutralisationsmittel wie Amine usw. lassen sich einsetzen. In erfindungsgemäß bevorzugten Verfahren enthält das im Mischer vorgelegte Feststoffbett einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Alkalimetallcarbonate und/oder -hydrogencarbonate, vorzugsweise Natriumcarbonat, in einer Menge, die zur Neutralisation der über den Schaum zuge- führten Säuremenge ausreicht.In order to produce surfactant granules which can later be mixed with other components to form the finished washing and cleaning agent without undesirable reactions occurring, it is preferred according to the invention that the surfactant granules contain no residues of excess anionic surfactant acid (s). This can easily be achieved in that the solid bed placed in the mixer contains alkaline components which neutralize the anionic surfactant acids. Carbonates and hydrogen carbonates are particularly suitable here, but other alkaline components such as oxides, hydroxides etc. or organic neutralizing agents such as amines etc. can also be used. In processes preferred according to the invention, the solid bed placed in the mixer contains one or more substances from the group of alkali metal carbonates and / or hydrogen carbonates, preferably sodium carbonate, in an amount which is sufficient to neutralize the amount of acid supplied via the foam.
Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn das im Mischer vorgelegte Feststoffbett die alkalischen Komponenten in einer Menge enthält, die zur Neutralisation der über den Schaum eingeführten Säuremenge ausreicht. Werden beispielsweise über den aniontensidsäurehaltigen Schaum 2 Mol einbasige Säure eingetragen, so sollten mindestens 2 Neutralisationsäquivalente, d.h. beispielsweise 2 Mol NaOH oder 1 Mol Natriumcarbonat, im Feststoff- bett enthalten sein. Erfindungsgemäße Verfahren, in denen das Feststoffbett mehr als die stöchiometrisch zur Neutralisation der eingetragenen Säuremenge erforderliche Menge an Basen enthält, sind dabei bevorzugt. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Feststoffbett mehr als das Doppelte, vorzugsweise mehr als das Dreifache, besonders bevorzugt mehr als das Vierfache und insbesondere mehr als das Fünffache der zur Neutralisation der über den Schaum eingetragenen Säuremenge benötigten Alkalitätsmenge enthält.It is particularly preferred here if the solid bed placed in the mixer contains the alkaline components in an amount which is used to neutralize the foam imported quantity of acid is sufficient. If, for example, 2 moles of monobasic acid are introduced into the foam containing anionic surfactant acid, then at least 2 neutralization equivalents, ie for example 2 moles of NaOH or 1 mole of sodium carbonate, should be present in the solid bed. Processes according to the invention in which the solid bed contains more than the stoichiometric amount of bases required to neutralize the amount of acid introduced are preferred. It is particularly preferred if the solid bed contains more than twice, preferably more than three times, particularly preferably more than four times and in particular more than five times the amount of alkalinity required to neutralize the amount of acid introduced via the foam.
Neben den waschaktiven Substanzen sind Gerüststoffe die wichtigsten Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln. Im erfindungsgemäßen Verfahren können dabei alle üblicherweise in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzten Gerüststoffe im Feststoffbett enthalten sein, insbesondere also Zeolithe, Silikate, Carbonate, organische Cobuilder und - wemi keine ökologischen Bedenken gegen ihren Einsatz bestehen - auch die Phosphate.In addition to the wash-active substances, builders are the most important ingredients in detergents and cleaning agents. In the process according to the invention, all builders customarily used in detergents and cleaning agents can be present in the solid bed, in particular thus zeolites, silicates, carbonates, organic cobuilders and - if there are no ecological concerns about their use - the phosphates as well.
Geeignete kristalline, schichtförmige Natriumsilikate besitzen die allgemeine Formel NaMSixO2x+1 Η2O, wobei M Natrium oder Wasserstoff bedeutet, x eine Zahl von 1,9 bis 4 und y eine Zahl von 0 bis 20 ist und bevorzugte Werte für x 2, 3 oder 4 sind. Derartige kristalline Schichtsilikate werden beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP-A- 0 164 514 beschrieben. Bevorzugte kristalline Schichtsilikate der angegebenen Formel sind solche, in denen M für Natrium steht und x die Werte 2 oder 3 ar immt. Insbesondere sind sowohl ß- als auch δ-Natriumdisilikate
Figure imgf000022_0001
' yH2O bevorzugt, wobei ß-Natrium- disilikat beispielsweise nach dem Verfahren erhalten werden kann, das in der internationalen Patentanmeldung WO-A-91/08171 beschrieben ist.
Suitable crystalline, layered sodium silicates have the general formula NaMSi x O 2x + 1 Η 2 O, where M is sodium or hydrogen, x is a number from 1.9 to 4 and y is a number from 0 to 20 and preferred values for x 2 , 3 or 4 are. Such crystalline layered silicates are described, for example, in European patent application EP-A-0 164 514. Preferred crystalline layered silicates of the formula given are those in which M is sodium and x is 2 or 3 ar. In particular, both ß- and δ-sodium disilicate
Figure imgf000022_0001
'yH 2 O is preferred, it being possible for β-sodium disilicate to be obtained, for example, by the process described in international patent application WO-A-91/08171.
Einsetzbar sind auch amorphe Natriumsilikate mit einem Modul NajO : SiO2 von 1 :2 bis 1 :3,3, vorzugsweise von 1 :2 bis 1 :2,8 und insbesondere von 1 :2 bis 1:2,6, welche löseverzögert sind und Sekundärwascheigenschaften aufweisen. Die Löseverzögerung gegenüber herkömmlichen amorphen Natriumsilikaten kann dabei auf verschiedene Weise, beispielsweise durch Oberflächenbehandlung, Compoundierung, Komp aktierang/ Verdichtung oder durch Übertrocknung hervorgerufen worden sein. Im Rahmen dieser Erfindung wird unter dem Begriff "amorph" auch "röntgenamorph" verstanden. Dies heißt, daß die Silikate bei Röntgenbeugungsexperimenten keine scharfen Röntgenreflexe liefern, wie sie für kristalline Substanzen typisch sind, sondern allenfalls ein oder mehrere Maxima der gestreuten Röntgenstrahlung, die eine Breite von mehreren Gradeinheiten des Beugungswinkels aufweisen. Es kann jedoch sehr wohl sogar zu besonders guten Buildereigenschaften führen, wenn die Silikatpartikel bei Elektronenbeugungsexperimenten verwaschene oder sogar scharfe Beugungsmaxima liefern. Dies ist so zu interpretieren, daß die Produkte mikrokristalline Bereiche der Größe 10 bis einige Hundert nm aufweisen, wobei Werte bis max. 50 nm und insbesondere bis max. 20 nm bevorzugt sind. Derartige sogenannte röntgenamor- phe Silikate, welche ebenfalls eine Löseverzögerung gegenüber den herkömmlichen Wassergläsern aufweisen, werden beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE-A- 44 00 024 beschrieben. Insbesondere bevorzugt sind verdichtete/kompaktierte amorphe Silikate, compoundierte amorphe Silikate und übertrocknete röntgenamorphe Silikate.Amorphous sodium silicates with a NajO: SiO 2 module of 1: 2 to 1: 3.3, preferably 1: 2 to 1: 2.8 and in particular 1: 2 to 1: 2.6, which are delayed in dissolution, can also be used and have secondary washing properties. The release delay compared to conventional amorphous sodium silicates can be done in various ways, for example by surface treatment, compounding, compacting / compression or caused by overdrying. In the context of this invention, the term “amorphous” is also understood to mean “X-ray amorphous”. This means that the silicates in X-ray diffraction experiments do not provide sharp X-ray reflections, as are typical for crystalline substances, but at most one or more maxima of the scattered X-rays, which have a width of several degree units of the diffraction angle. However, it can very well lead to particularly good builder properties if the silicate particles deliver washed-out or even sharp diffraction maxima in electron diffraction experiments. This is to be interpreted as meaning that the products have microcrystalline areas of size 10 to a few hundred nm, values up to max. 50 nm and in particular up to max. 20 nm are preferred. Such so-called X-ray amorphous silicates, which also have a delay in dissolution compared to conventional water glasses, are described, for example, in German patent application DE-A-44 00 024. Compacted / compacted amorphous silicates, compounded amorphous silicates and over-dried X-ray amorphous silicates are particularly preferred.
Der eingesetzte feinkristalline, synthetische und gebundenes Wasser enthaltende Zeolith ist vorzugsweise Zeolith A und/oder P. Als Zeolith P wird Zeolith MAP® (Handelsprodukt der Firma Crosfield) besonders bevorzugt. Geeignet sind jedoch auch Zeolith X sowie Mischungen aus A, X und/oder P. Kommerziell erhältlich und im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt einsetzbar ist beispielsweise auch ein Co-Kristallisat aus Zeolith X und Zeolith A (ca. 80 Gew.-% Zeolith X), das von der Firma CONDEA Augusta S.p.A. unter dem Markennamen VEGOBOND AX® vertrieben wird und durch die FormelThe finely crystalline, synthetic and bound water-containing zeolite used is preferably zeolite A and / or P. As zeolite P, zeolite MAP® (commercial product from Crosfield) is particularly preferred. However, zeolite X and mixtures of A, X and / or P are also suitable. Commercially available and can preferably be used in the context of the present invention, for example a co-crystallizate of zeolite X and zeolite A (about 80% by weight of zeolite X) ), which is sold by CONDEA Augusta SpA under the brand name VEGOBOND AX ® and by the formula
nN^O (l-n)K2O Al2O3 (2 - 2,5)SiO2 (3,5 - 5,5) H2OnN ^ O (ln) K 2 O Al 2 O 3 (2 - 2.5) SiO 2 (3.5 - 5.5) H 2 O
beschrieben werden kann. Geeignete Zeolithe weisen eine mittlere Teilchengröße von weniger als 10 μm (Volumenverteilung; Meßmethode: Coulter Counter) auf und enthalten vorzugsweise 18 bis 22 Gew.-%, insbesondere 20 bis 22 Gew.-% an gebundenem Wasser.can be described. Suitable zeolites have an average particle size of less than 10 μm (volume distribution; measurement method: Coulter Counter) and preferably contain 18 to 22% by weight, in particular 20 to 22% by weight, of bound water.
Selbstverständlich ist auch ein Einsatz der allgemein bekannten Phosphate als Buildersub- stanzen möglich, sofern ein derartiger Einsatz nicht aus ökologischen Gründen vermieden werden sollte. Unter der Vielzahl der kommerziell erhältlichen Phosphate haben die Alkalimetallphosphate unter besonderer Bevorzugung von Pentanatrium- bzw. Pentakaliumtri- phosphat (Natrium- bzw. Kaliumtripolyphosphat) in der Wasch- und Reinigungsmittel- Industrie die größte Bedeutung.It is of course also possible to use the generally known phosphates as builder substances, provided that such use is not avoided for ecological reasons should be. Of the large number of commercially available phosphates, the alkali metal phosphates, with particular preference for pentasodium or pentapotassium triphosphate (sodium or potassium tripolyphosphate), have the greatest importance in the detergent and cleaning agent industry.
Alkalimetallphosphate ist dabei die summarische Bezeichnung für die Alkalimetall- (insbesondere Natrium- und Kalium-) -Salze der verschiedenen Phosphorsäuren, bei denen man Metaphosphorsäuren (HPO3)n und Orthophosphorsäure H3PO4 neben höhermolekularen Vertretern unterscheiden kann. Die Phosphate vereinen dabei mehrere Vorteile in sich: Sie wirken als Alkaliträger, verhindern Kalkbeläge auf Maschinenteilen bzw. Kalkinkrustationen in Geweben und tragen überdies zur Reinigungsleistung bei.Alkali metal phosphates is the general term for the alkali metal (especially sodium and potassium) salts of the various phosphoric acids, in which one can distinguish between metaphosphoric acids (HPO 3 ) n and orthophosphoric acid H 3 PO 4 in addition to higher molecular weight representatives. The phosphates combine several advantages: They act as alkali carriers, prevent limescale deposits on machine parts and lime incrustations in tissues and also contribute to cleaning performance.
Natriumdihydrogenphosphat, NaH2PO4, existiert als Dihydrat (Dichte 1,91 gern"3, Schmelzpunkt 60°) und als Monohydrat (Dichte 2,04 gern"3). Beide Salze sind weiße, in Wasser sehr leicht lösliche Pulver, die beim Erhitzen das Kristallwasser verlieren und bei 200°C in das schwach saure Diphosphat (Dinatriumhydrogendiphosphat, Na^P^), bei höherer Temperatur in Natiumtrimetaphosphat (Na3P3O9) und Maddrellsches Salz (siehe unten), übergehen. NaH2PO4 reagiert sauer; es entsteht, wenn Phosphorsäure mit Natronlauge auf einen pH-Wert von 4,5 eingestellt und die Maische versprüht wird. Kaliumdihy- drogenphosphat (primäres oder einbasiges Kaliumphosphat, Kaliumbiphosphat, KDP), KH2PO4, ist ein weißes Salz der Dichte 2,33 gern"3, hat einen Schmelzpunkt 253° [Zersetzung unter Bildung von Kaliumpolyphosphat (KPO3) und ist leicht löslich in Wasser.Sodium dihydrogen phosphate, NaH 2 PO 4 , exists as a dihydrate (density 1.91 like "3 , melting point 60 °) and as a monohydrate (density 2.04 like " 3 ). Both salts are white, water-soluble powders, which lose water of crystallization when heated and at 200 ° C into the weakly acidic diphosphate (disodium hydrogen diphosphate, Na ^ P ^), at higher temperature in sodium trimetaphosphate (Na 3 P 3 O 9 ) and Maddrell's salt (see below). NaH 2 PO 4 is acidic; it occurs when phosphoric acid is adjusted to a pH of 4.5 with sodium hydroxide solution and the mash is sprayed. Potassium dihydrogen phosphate (primary or monobasic potassium phosphate, potassium biphosphate, KDP), KH 2 PO 4 , is a white salt with a density of 2.33 "3 , has a melting point of 253 ° [decomposition to form potassium polyphosphate (KPO 3 ) and is light soluble in water.
Dinatriumhydrogenphosphat (sekundäres Natriumphosphat), Na,HPO4, ist ein farbloses, sehr leicht wasserlösliches kristallines Salz. Es existiert wasserfrei und mit 2 Mol. (Dichte 2,066 gern'3, Wasserverlust bei 95°), 7 Mol. (Dichte 1,68 gern"3, Schmelzpunkt 48° unter Verlust von 5 H2O) und 12 Mol. Wasser (Dichte 1,52 gern 3, Schmelzpunkt 35° unter Verlust von 5 H2O), wird bei 100° wasserfrei und geht bei stärkerem Erhitzen in das Diphosphat Na4P2O7 über. Dinatriumhydrogenphosphat wird durch Neutralisation von Phosphorsäure mit Sodalösung unter Verwendung von Phenolphthalein als Indikator hergestellt. Dikaliumhydrogenphosphat (sekundäres od. zweibasiges Kaliumphosphat), K2HPO4, ist ein amorphes, weißes Salz, das in Wasser leicht löslich ist.Disodium hydrogen phosphate (secondary sodium phosphate), Na, HPO 4 , is a colorless, very easily water-soluble crystalline salt. It exists anhydrous and with 2 mol. (Density 2.066 gladly '3 , water loss at 95 °), 7 mol. (Density 1.68 gladly "3 , melting point 48 ° with loss of 5 H 2 O) and 12 mol. Water ( Density 1.52, preferably 3 , melting point 35 ° with loss of 5 H 2 O), becomes anhydrous at 100 ° and changes to diphosphate Na 4 P 2 O 7 when heated more. Disodium hydrogenphosphate is used by neutralizing phosphoric acid with soda solution made from phenolphthalein as an indicator. Dipotassium hydrogen phosphate (secondary or dibasic potassium phosphate), K 2 HPO 4 , is an amorphous, white salt that is easily soluble in water.
Trinatriumphosphat, tertiäres Natriumphosphat, Na3PO4, sind farblose Kristalle, die als Dodecahydrat eine Dichte von 1 ,62 gern"3 und einen Schmelzpunkt von 73-76°C (Zersetzung), als Decahydrat (entsprechend 19-20% P2O5) einen Schmelzpunkt von 100°C und in wasserfreier Form (entsprechend 39-40% P2O5) eine Dichte von 2,536 gern"3 aufweisen. Trinatriumphosphat ist in Wasser unter alkalischer Reaktion leicht löslich und wird durch Eindampfen einer Lösung aus genau 1 Mol Dinatriumphosphat und 1 Mol NaOH hergestellt. Trikaliumphosphat (tertiäres oder dreibasiges Kaliumphosphat), K3PO4, ist ein weißes, zerfließliches, körniges Pulver der Dichte 2,56 gern"3, hat einen Schmelzpunkt von 1340° und ist in Wasser mit alkalischer Reaktion leicht löslich. Es entsteht z.B. beim Erhitzen von Thomasschlacke mit Kohle und Kaliumsulfat. Trotz des höheren Preises werden in der Reinigungsmittel-Industrie die leichter löslichen, daher hochwirksamen, Kaliumphosphate gegenüber entsprechenden Natrium- Verbindungen vielfach bevorzugt.Trisodium phosphate, tertiary sodium phosphate, Na 3 PO 4 , are colorless crystals, which like dodecahydrate have a density of 1.62 "3 and a melting point of 73-76 ° C (decomposition), as decahydrate (corresponding to 19-20% P 2 O 5 ) have a melting point of 100 ° C. and, in anhydrous form (corresponding to 39-40% P 2 O 5 ), a density of 2.536 ″ 3 . Trisodium phosphate is readily soluble in water with an alkaline reaction and is produced by evaporating a solution of exactly 1 mol of disodium phosphate and 1 mol of NaOH. Tripotassium phosphate (tertiary or triphase potassium phosphate), K 3 PO 4 , is a white, deliquescent, granular powder with a density of 2.56 "3 , has a melting point of 1340 ° and is readily soluble in water with an alkaline reaction Heating of Thomas slag with coal and potassium sulfate Despite the higher price, the more soluble, therefore highly effective, potassium phosphates are often preferred over corresponding sodium compounds in the cleaning agent industry.
Tetranatriumdiphosphat (Natriumpyrophosphat), Na4P2O7, existiert in wasserfreier Form (Dichte 2,534 gern"3, Schmelzpunkt 988°, auch 880° angegeben) und als Decahydrat (Dichte 1,815-1,836 gern"3, Schmelzpunkt 94° unter Wasserverlust). Bei Substanzen sind farblose, in Wasser mit alkalischer Reaktion lösliche Kristalle. Na4P2O7 entsteht beim Erhitzen von Dinatriumphosphat auf >200° oder indem man Phosphorsäure mit Soda im stöchiometrischem Verhältnis umsetzt und die Lösung durch Versprühen entwässert. Das Decahydrat komplexiert Schwermetall-Salze und Härtebildner und verringert daher die Härte des Wassers. Kaliumdiphosphat (Kahumpyrophosphat), K4P2O7, existiert in Form des Trihydrats und stellt ein farbloses, hygroskopisches Pulver mit der Dichte 2,33 gern"3 dar, das in Wasser löslich ist, wobei der pH- Wert der l%igen Lösung bei 25° 10,4 beträgt.Tetrasodium diphosphate (sodium pyrophosphate), Na 4 P 2 O 7 , exists in anhydrous form (density 2.534 like "3 , melting point 988 °, also given 880 °) and as decahydrate (density 1.815-1.836 like " 3 , melting point 94 ° with loss of water) . Substances are colorless crystals that are soluble in water with an alkaline reaction. Na 4 P 2 O 7 is formed by heating disodium phosphate to> 200 ° or by reacting phosphoric acid with soda in a stoichiometric ratio and dewatering the solution by spraying. The decahydrate complexes heavy metal salts and hardness formers and therefore reduces the hardness of the water. Potassium diphosphate (potassium pyrophosphate), K 4 P 2 O 7 , exists in the form of the trihydrate and is a colorless, hygroscopic powder with a density of 2.33 "3 , which is soluble in water, the pH value being 1% Solution at 25 ° is 10.4.
Durch Kondensation des NaH2PO4 bzw. des KH2PO4 entstehen höhermol. Natrium- und Kaliumphosphate, bei denen man cyclische Vertreter, die Natrium- bzw. Kaliummetaphosphate und kettenförmige Typen, die Natrium- bzw. Kaliumpolyphosphate, unterscheiden kann. Insbesondere für letztere sind eine Vielzahl von Bezeichnungen in Gebrauch: Schmelz- oder Glühphosphate, Grahamsches Salz, Kurrolsches und Maddrellsches Salz. Alle höheren Natrium- und Kaliumphosphate werden gemeinsam als kondensierte Phosphate bezeichnet.Condensation of the NaH 2 PO 4 or the KH 2 PO 4 produces higher moles. Sodium and potassium phosphates, in which one can differentiate cyclic representatives, the sodium or potassium metaphosphates and chain-like types, the sodium or potassium polyphosphates. A large number of terms are used in particular for the latter: Melting or annealing phosphates, Graham's salt, Kurrol's and Maddrell's salt. All higher sodium and potassium phosphates are collectively referred to as condensed phosphates.
Das technisch wichtige Pentanatriumtriphosphat, Na5P3O10 (Natriumtripolyphosphat), ist ein wasserfrei oder mit 6 H2O kristallisierendes, nicht hygroskopisches, weißes, wasserlösliches Salz der allgemeinen Formel NaO-[P(O)(ONa)-O],-Na mit n=3. In 100 g Wasser lösen sich bei Zimmertemperatur etwa 17 g, bei 60° ca. 20 g, bei 100° rund 32 g des kristallwasserfreien Salzes; nach zweistündigem Erhitzen der Lösung auf 100° entstehen durch Hydrolyse etwa 8% Orthophosphat und 15% Diphosphat. Bei der Herstellung von Pentanatriumtriphosphat wird Phosphorsäure mit Sodalösung oder Natronlauge im stöchiometrischen Verhältnis zur Reaktion gebracht und die Lsg. durch Versprühen entwässert. Ähnlich wie Grahamsches Salz und Natriumdiphosphat löst Pentanatriumtriphosphat viele unlösliche Metall-Verbindungen (auch Kalkseifen usw.). Pentakaliumtriphos- phat, K5P3O10 (Kaliumtripolyphosphat), kommt beispielsweise in Form einer 50 Gew.-%- igen Lösung (> 23% P2O5, 25% K2O) in den Handel. Die Kaliumpolyphosphate finden in der Wasch- und Reinigungsmittel-Industrie breite Verwendung. Weiter existieren auch Natriumkaliumtripolyphosphate, welche ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind. Diese entstehen beispielsweise, wenn man Natriumtrimetaphosphat mit KOH hydrolysiert:The technically important pentasodium triphosphate, Na 5 P 3 O 10 (sodium tripolyphosphate), is an anhydrous or non-hygroscopic, water-soluble salt of the general formula NaO- [P (O) (ONa) -O] which crystallizes with 6 H 2 O, -Na with n = 3. Approx. 17 g of the salt free from water of crystallization dissolve in 100 g of water at room temperature, approx. 20 g at 60 ° and 32 g at 100 °; After heating the solution at 100 ° for two hours, hydrolysis produces about 8% orthophosphate and 15% diphosphate. In the production of pentasodium triphosphate, phosphoric acid is reacted with sodium carbonate solution or sodium hydroxide solution in a stoichiometric ratio and the solution is dewatered by spraying. Similar to Graham's salt and sodium diphosphate, pentasodium triphosphate dissolves many insoluble metal compounds (including lime soaps, etc.). Pentapotassium triphosphate, K 5 P 3 O 10 (potassium tripolyphosphate), is commercially available, for example, in the form of a 50% strength by weight solution (> 23% P 2 O 5 , 25% K 2 O). The potassium polyphosphates are widely used in the detergent and cleaning agent industry. There are also sodium potassium tripolyphosphates which can also be used in the context of the present invention. These occur, for example, when hydrolyzing sodium trimetaphosphate with KOH:
(NaPO3)3 + 2 KOH - Na3K2P3O10 + H2O(NaPO 3 ) 3 + 2 KOH - Na 3 K 2 P 3 O 10 + H 2 O
Diese sind erfindungsgemäß genau wie Natriumtripolyphosphat, Kaliumtripolyphosphat oder Mischungen aus diesen beiden einsetzbar; auch Mischungen aus Natriumtripolyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat oder Mischungen aus Kaliumtripolyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat oder Gemische aus Natriumtripolyphosphat und Kaliumtripolyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat sind erfindungsgemäß einsetzbar.According to the invention, these can be used just like sodium tripolyphosphate, potassium tripolyphosphate or mixtures of these two; Mixtures of sodium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate or mixtures of potassium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate or mixtures of sodium tripolyphosphate and potassium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate can also be used according to the invention.
Als organische Cobuilder können im erfindungsgemäßen Verfahren als Bestandteil des Feststoffbetts insbesondere Polycarboxylate / Polycarbonsäuren, polymere Polycarboxyla- te, Asparaginsäure, Polyacetale, Dextrine, weitere organische Cobuilder (siehe unten) sowie Phosphonate eingesetzt werden. Diese Stoffklassen werden nachfolgend beschrieben.As organic cobuilders in the process according to the invention, in particular polycarboxylates / polycarboxylic acids, polymeric polycarboxyla- te, aspartic acid, polyacetals, dextrins, other organic cobuilders (see below) and phosphonates. These classes of substances are described below.
Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die in Form ihrer Natriumsalze einsetzbaren Polycarbonsäuren, wobei unter Polycarbonsäuren solche Carbonsäuren verstanden werden, die mehr als eine Säurefunktion tragen. Beispielsweise sind dies Citro- nensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Zuckersäuren, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA), sofern ein derartiger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist, sowie Mischungen aus diesen. Bevorzugte Salze sind die Salze der Polycarbonsäuren wie Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und Mischungen aus diesen.Usable organic builders are, for example, the polycarboxylic acids which can be used in the form of their sodium salts, polycarboxylic acids being understood to mean those carboxylic acids which carry more than one acid function. For example, these are citric acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, malic acid, tartaric acid, maleic acid, fumaric acid, sugar acids, aminocarboxylic acids, nitrilotriacetic acid (NTA), as long as such use is not objectionable for ecological reasons, and mixtures of these. Preferred salts are the salts of polycarboxylic acids such as citric acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, tartaric acid, sugar acids and mixtures of these.
Auch die Säuren an sich können eingesetzt werden. Die Säuren besitzen neben ihrer Buil- derwirkung typischerweise auch die Eigenschaft einer Säuerangskomponente und dienen somit auch zur Einstellung eines niedrigeren und milderen pH- Wertes von Wasch- oder Reinigungsmitteln. Insbesondere sind hierbei Citronensäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Gluconsäure und beliebige Mischungen aus diesen zu nennen.The acids themselves can also be used. In addition to their builder effect, the acids typically also have the property of a sour acid component and thus also serve to set a lower and milder pH value of detergents or cleaning agents. Citric acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, gluconic acid and any mixtures thereof can be mentioned in particular.
Als Builder sind weiter polymere Polycarboxylate geeignet, dies sind beispielsweise die Alkalimetallsalze der Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure, beispielsweise solche mit einer relativen Molekülmasse von 500 bis 70000 g/mol.Polymeric polycarboxylates are also suitable as builders, for example the alkali metal salts of polyacrylic acid or polymethacrylic acid, for example those with a relative molecular weight of 500 to 70,000 g / mol.
Bei den für polymere Polycarboxylate angegebenen Molmassen handelt es sich im Sinne dieser Schrift um gewichtsmittlere Molmassen Mw der jeweiligen Säureform, die grundsätzlich mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt wurden, wobei ein UV- Detektor eingesetzt wurde. Die Messung erfolgte dabei gegen einen externen Polyacrylsäu- re-Standard, der aufgrund seiner strukturellen Verwandtschaft mit den untersuchten Polymeren realistische Molgewichtswerte liefert. Diese Angaben weichen deutlich von den Molgewichtsangaben ab, bei denen Polystyrolsulfonsäuren als Standard eingesetzt werden. Die gegen Polystyrolsulfonsäuren gemessenen Molmassen sind in der Regel deutlich höher als die in dieser Schrift angegebenen Molmassen.In the context of this document, the molecular weights given for polymeric polycarboxylates are weight-average molecular weights M w of the particular acid form, which were determined in principle by means of gel permeation chromatography (GPC), a UV detector being used. The measurement was carried out against an external polyacrylic acid standard, which provides realistic molecular weight values due to its structural relationship with the investigated polymers. This information differs significantly from the molecular weight information for which polystyrene sulfonic acids are used as standard. The molecular weights measured against polystyrene sulfonic acids are generally significantly higher than the molecular weights given in this document.
Geeignete Polymere sind insbesondere Polyacrylate, die bevorzugt eine Molekülmasse von 2000 bis 20000 g/mol aufweisen. Aufgrund ihrer überlegenen Löslichkeit können aus dieser Gruppe wiederum die kurzkettigen Polyacrylate, die Molmassen von 2000 bis 10000 g/mol, und besonders bevorzugt von 3000 bis 5000 g/mol, aufweisen, bevorzugt sein.Suitable polymers are, in particular, polyacrylates, which preferably have a molecular weight of 2,000 to 20,000 g / mol. Because of their superior solubility, the short-chain polyacrylates which have molar masses from 2000 to 10000 g / mol, and particularly preferably from 3000 to 5000 g / mol, can in turn be preferred from this group.
Geeignet sind weiterhin copolymere Polycarboxylate, insbesondere solche der Acrylsäure mit Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Als besonders geeignet haben sich Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure erwiesen, die 50 bis 90 Gew.-% Acrylsäure und 50 bis 10 Gew.-% Maleinsäure enthalten. Ihre relative Molekülmasse, bezogen auf freie Säuren, beträgt im allgemeinen 2000 bis 70000 g/mol, vorzugsweise 20000 bis 50000 g/mol und insbesondere 30000 bis 40000 g/mol.Also suitable are copolymeric polycarboxylates, in particular those of acrylic acid with methacrylic acid and of acrylic acid or methacrylic acid with maleic acid. Copolymers of acrylic acid with maleic acid which contain 50 to 90% by weight of acrylic acid and 50 to 10% by weight of maleic acid have proven to be particularly suitable. Their relative molecular weight, based on free acids, is generally 2,000 to 70,000 g / mol, preferably 20,000 to 50,000 g / mol and in particular 30,000 to 40,000 g / mol.
Die (co-)polymeren Polycarboxylate können entweder als Pulver oder als wäßrige Lösung eingesetzt werden. Der Gehalt der Mittel an (co-)polymeren Polycarboxylaten beträgt vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 3 bis 10 Gew.-%.The (co) polymeric polycarboxylates can be used either as a powder or as an aqueous solution. The content of (co) polymeric polycarboxylates in the agents is preferably 0.5 to 20% by weight, in particular 3 to 10% by weight.
Zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit können die Polymere auch AUylsulfonsäuren, wie beispielsweise Allyloxybenzolsulfonsäure und Methallylsulfonsäure, als Monomer enthalten.To improve water solubility, the polymers can also contain AUylsulfonic acids, such as, for example, allyloxybenzenesulfonic acid and methallylsulfonic acid, as monomers.
Insbesondere bevorzugt sind auch biologisch abbaubare Polymere aus mehr als zwei verschiedenen Monomereinheiten, beispielsweise solche, die als Monomere Salze der Acrylsäure und der Maleinsäure sowie Vinylalkohol bzw. Vinylalkohol-Derivate oder die als Monomere Salze der Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie Zucker-Derivate enthalten. Weitere bevorzugte Copolymere sind solche, die in den deutschen Patentanmeldungen DE- A-43 03 320 und DE-A-44 17 734 beschrieben werden und als Monomere vorzugsweise Acrolein und Acrylsäure/ Acrylsäuresalze bzw. Acrolein und Vinylacetat aufweisen.Also particularly preferred are biodegradable polymers composed of more than two different monomer units, for example those which contain salts of acrylic acid and maleic acid as well as vinyl alcohol or vinyl alcohol derivatives as monomers or those which contain salts of acrylic acid and 2-alkylallylsulfonic acid and sugar derivatives as monomers . Further preferred copolymers are those which are described in German patent applications DE-A-43 03 320 and DE-A-44 17 734 and which preferably contain acrolein and acrylic acid / acrylic acid salts or acrolein and vinyl acetate as monomers.
Ebenso sind als weitere bevorzugte Buildersubstanzen polymere Aminodicarbonsäuren, deren Salze oder deren Vorläufersubstanzen zu nennen. Besonders bevorzugt sind Polyas- paraginsäuren bzw. deren Salze und Derivate, von denen in der deutschen Patentanmeldung DE-A-195 40 086 offenbart wird, daß sie neben Cobuilder-Eigenschaften auch eine bleichstabilisierende Wirkung aufweisen.Also to be mentioned as further preferred builder substances are polymeric aminodicarboxylic acids, their salts or their precursor substances. Particularly preferred are polyaspartic acids or their salts and derivatives, of which it is disclosed in German patent application DE-A-195 40 086 that, in addition to cobuilder properties, they also have a bleach-stabilizing effect.
Weitere geeignete Buildersubstanzen sind Polyacetale, welche durch Umsetzung von Dial- dehyden mit Polyolcarbonsäuren, welche 5 bis 7 C-Atome und mindestens 3 Hydroxylgruppen aufweisen, erhalten werden können. Bevorzugte Polyacetale werden aus Dialde- hyden wie Glyoxal, Glutaraldehyd, Terephthalaldehyd sowie deren Gemischen und aus Polyolcarbonsäuren wie Gluconsäure und/oder Glucoheptonsäure erhalten.Other suitable builder substances are polyacetals, which can be obtained by reacting dialdehydes with polyolcarboxylic acids which have 5 to 7 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups. Preferred polyacetals are obtained from dialdehydes such as glyoxal, glutaraldehyde, terephthalaldehyde and their mixtures and from polyol carboxylic acids such as gluconic acid and / or glucoheptonic acid.
Weitere geeignete organische Buildersubstanzen sind Dextrine, beispielsweise Oligomere bzw. Polymere von Kohlenhydraten, die durch partielle Hydrolyse von Stärken erhalten werden können. Die Hydrolyse kann nach üblichen, beispielsweise säure- oder enzymkatalysierten Verfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise handelt es sich um Hydrolyseprodukte mit mittleren Molmassen im Bereich von 400 bis 500000 g/mol. Dabei ist ein Poly- saccharid mit einem Dextrose-Äquivalent (DE) im Bereich von 0,5 bis 40, insbesondere von 2 bis 30 bevorzugt, wobei DE ein gebräuchliches Maß für die reduzierende Wirkung eines Polysaccharids im Vergleich zu Dextrose, welche ein DE von 100 besitzt, ist. Brauchbar sind sowohl Maltodextrine mit einem DE zwischen 3 und 20 und Trockenglu- cosesirupe mit einem DE zwischen 20 und 37 als auch sogenannte Gelbdextrine und Weißdextrine mit höheren Molmassen im Bereich von 2000 bis 30000 g/mol.Other suitable organic builder substances are dextrins, for example oligomers or polymers of carbohydrates, which can be obtained by partial hydrolysis of starches. The hydrolysis can be carried out by customary, for example acid or enzyme-catalyzed, processes. They are preferably hydrolysis products with average molar masses in the range from 400 to 500,000 g / mol. A polysaccharide with a dextrose equivalent (DE) in the range from 0.5 to 40, in particular from 2 to 30, is preferred, DE being a customary measure of the reducing action of a polysaccharide compared to dextrose, which has a DE of 100 owns. Both maltodextrins with a DE between 3 and 20 and dry glucose syrups with a DE between 20 and 37 as well as so-called yellow dextrins and white dextrins with higher molar masses in the range from 2000 to 30000 g / mol can be used.
Bei den oxidierten Derivaten derartiger Dextrine handelt es sich um deren Umsetzungsprodukte mit Oxidationsmitteln, welche in der Lage sind, mindestens eine Alkoholfunktion des Saccharidrings zur Carbonsäurefunktion zu oxidieren. Derartige oxidierte Dextrine und Verfahren ihrer Herstellung sind beispielsweise aus den europäischen Patentanmeldungen EP-A-0 232 202, EP-A-0 427 349, EP-A-0 472 042 und EP-A-0 542 496 sowie den internationalen Patentanmeldungen WO 92/18542, WO 93/08251, WO 93/16110, WO 94/28030, WO 95/07303, WO 95/12619 und WO 95/20608 bekannt. Ebenfalls geeignet ist ein oxidiertes Oligosaccharid gemäß der deutschen Patentanmeldung DE-A- 196 00 018. Ein an C6 des Saccharidrings oxidiertes Produkt kann besonders vorteilhaft sein.The oxidized derivatives of such dextrins are their reaction products with oxidizing agents which are capable of oxidizing at least one alcohol function of the saccharide ring to the carboxylic acid function. Such oxidized dextrins and processes for their production are, for example, from the European patent applications EP-A-0 232 202, EP-A-0 427 349, EP-A-0 472 042 and EP-A-0 542 496 as well as the international patent applications WO 92/18542, WO 93/08251, WO 93/16110, WO 94/28030, WO 95/07303, WO 95/12619 and WO 95/20608 are known. An oxidized oligosaccharide according to German patent application DE-A-196 00 018 is also suitable. A product oxidized at C 6 of the saccharide ring can be particularly advantageous.
Auch Oxydisuccinate und andere Derivate von Disuccinaten, vorzugsweise Ethylendia- mindisuccinat, sind weitere geeignete Cobuilder. Dabei wird Ethylendiamin-N,N'- disuccinat (EDDS) bevorzugt in Form seiner Natrium- oder Magnesiumsalze verwendet. Weiterhin bevorzugt sind in diesem Zusammenhang auch Glycerindisuccinate und Gly- cerintrisuccinate. Geeignete Einsatzmengen liegen in zeolithhaltigen und/oder silicathalti- gen Formulierungen bei 3 bis 15 Gew.-%.Oxydisuccinates and other derivatives of disuccinates, preferably ethylenediaminisisuccinate, are further suitable cobuilders. Ethylene diamine N, N'-disuccinate (EDDS) is preferably used in the form of its sodium or magnesium salts. Glycerol disuccinates and glycerol trisuccinates are also preferred in this context. Suitable amounts are 3 to 15% by weight in formulations containing zeolite and / or silicate.
Weitere brauchbare organische Cobuilder sind beispielsweise acetylierte Hydroxycarbon- säuren bzw. deren Salze, welche gegebenenfalls auch in Lactonform vorliegen können und welche mindestens 4 Kohlenstoffatome und mindestens eine Hydroxygrappe sowie maximal zwei Säuregrappen enthalten. Derartige Cobuilder werden beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung WO 95/20029 beschrieben.Further usable organic cobuilders are, for example, acetylated hydroxycarboxylic acids or their salts, which may optionally also be in lactone form and which contain at least 4 carbon atoms and at least one hydroxy group and a maximum of two acid groups. Such cobuilders are described, for example, in international patent application WO 95/20029.
Eine weitere Substanzklasse mit Cobuildereigenschaften stellen die Phosphonate dar. Dabei handelt es sich insbesondere um Hydroxyalkan- bzw. Ammoalkanphosphonate. Unter den Hydroxyalkanphosphonaten ist das l-Hydroxyethan-l,l-diphosphonat (HEDP) von besonderer Bedeutung als Cobuilder. Es wird vorzugsweise als Natriumsalz eingesetzt, wobei das Dinatriumsalz neutral und das Tetranatriumsalz alkalisch (pH 9) reagiert. Als Ammoalkanphosphonate kommen vorzugsweise Ethylendiamintetramethylenphosphonat (EDTMP), Diethylentriaminpentamethylenphosphonat (DTPMP) sowie deren höhere Homologe in Frage. Sie werden vorzugsweise in Form der neutral reagierenden Natriumsalze, z. B. als Hexanatriumsalz der EDTMP bzw. als Hepta- und Octa-Natriumsalz der DTPMP, eingesetzt. Als Builder wird dabei aus der Klasse der Phosphonate bevorzugt HEDP verwendet. Die Ammoalkanphosphonate besitzen zudem ein ausgeprägtes Schwermetallbin- devermögen. Dementsprechend kann es, insbesondere wenn die Mittel auch Bleiche enthalten, bevorzugt sein, Aminoalkanphosphonate, insbesondere DTPMP, einzusetzen, oder Mischungen aus den genannten Phosphonaten zu verwenden.Another class of substances with cobuilder properties are the phosphonates. These are, in particular, hydroxyalkane or ammoalkane phosphonates. Among the hydroxyalkane phosphonates, l-hydroxyethane-l, l-diphosphonate (HEDP) is of particular importance as a cobuilder. It is preferably used as the sodium salt, the disodium salt reacting neutrally and the tetrasodium salt in an alkaline manner (pH 9). Preferred ammoalkane phosphonates are ethylenediaminetetramethylenephosphonate (EDTMP), diethylenetriaminepentamethylenephosphonate (DTPMP) and their higher homologues. They are preferably in the form of the neutral sodium salts, e.g. B. as the hexasodium salt of EDTMP or as the hepta and octa sodium salt of DTPMP. HEDP is preferably used as the builder from the class of the phosphonates. The ammoalkane phosphonates also have a pronounced heavy metal de assets. Accordingly, it may be preferred, particularly if the agents also contain bleach, to use aminoalkanephosphonates, in particular DTPMP, or to use mixtures of the phosphonates mentioned.
Darüber hinaus können alle Verbindungen, die in der Lage sind, Komplexe mit Erdalkaliionen auszubilden, als Cobuilder eingesetzt werden.In addition, all compounds that are able to form complexes with alkaline earth metal ions can be used as cobuilders.
Das im Mischer vorgelegte Feststoffbett kann auch compoundierte Rohstoffe enthalten, d.h. Inhaltsstoffe, die selbst Verfahrensendprodukt vorheriger Verfahrensschritte sind. Neben granulierten, kompaktierten oder extradierten Rohstoffen bieten sich sprühgetrocknete Basispulver als Bestandteil des im Mischer vorgelegten Feststoffbetts an. Diese sprühgetrockneten Basispulver können dabei tensidfrei sein (beispielsweise Polymercompounds), enthalten aber vorzugsweise Tenside. Sollen solche sprühgetrockneten Basispulver eingesetzt werden, so enthält das im Mischer vorgelegte Feststoffbett bezogen auf die im Mischer vorgelegten Feststoffe in bevorzugten Verfahrensvarianten die sprühgetrockneten Basispulver, vorzugsweise die tensidhaltigen sprühgetrockneten Basispulver, in Mengen von 10 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise von 15 bis 70 Gew.-% und insbesondere von 20 bis 60 Gew.-%.The solid bed placed in the mixer can also contain compounded raw materials, i.e. Ingredients that are themselves the end product of previous process steps. In addition to granulated, compacted or extruded raw materials, spray-dried basic powder can be used as part of the solid bed placed in the mixer. These spray-dried base powders can be free of surfactants (for example polymer compounds), but preferably contain surfactants. If such spray-dried base powders are to be used, the solid bed placed in the mixer contains the spray-dried base powders, preferably the surfactant-containing spray-dried base powders, in amounts of 10 to 80% by weight, preferably 15 to 70, based on the solids placed in the mixer % By weight and in particular from 20 to 60% by weight.
Durch die Zugabe des Schaums und unter der Einwirkung der Mischerwerkzeuge wird ein Tensidgranulat gebildet. Dabei sind erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt, bei denen der Tensidschaum im Gewichtsverhältnis Schaum:Feststoff von 1:100 bis 9:1, vorzugsweise von 1 :30 bis 2:1 und insbesondere von 1 :20 bis 1 :1, auf das im Mischer vorgelegte Fest- stoffbett gegeben wird. Bei den bevorzugten Mengen an Granulierhilfsmittel (Tensidschaum) werden optimale Granulationsergebnisse erzielt.By adding the foam and under the influence of the mixer tools, a surfactant granulate is formed. Processes according to the invention are preferred in which the surfactant foam in the foam: solid weight ratio is from 1: 100 to 9: 1, preferably from 1:30 to 2: 1 and in particular from 1:20 to 1: 1, based on the solid present in the mixer - cloth bed is given. With the preferred amounts of granulation aid (surfactant foam), optimal granulation results are achieved.
Wie bereits erwähnt, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren in einer Vielzahl üblicher Misch- und Granuliervorrichtungen durchführen. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Mischer sind beispielsweise Eirich®-Mi scher der Serien R oder RV (Warenzeichen der Maschinenfabrik Gustav Eirich, Hardheim), der Schugi® Flexomix, die Fukae® FS-G-Mischer (Warenzeichen der Fukae Powtech, Kogyo Co., Ja- pan), die Lödige® FM-, KM- und CB-Mischer (Warenzeichen der Lödige Maschinenbau GmbH, Paderborn) oder die Drais®-Serien T oder K-T (Warenzeichen der Drais-Werke GmbH, Mannheim). Einige bevorzugte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend beschrieben.As already mentioned, the method according to the invention can be carried out in a large number of conventional mixing and granulating devices. For carrying out the process according to the invention suitable mixers include for example Eirich ® -Mi shear Series R or RV (trademark of Maschinenfabrik Gustav Eirich, Hardheim), the Schugi ® Flexomix, the Fukae ® FS-G mixers (trade marks of Fukae Powtech, Kogyo Co., yes- pan), the Lödige ® FM, KM and CB mixers (trademark of Lödige Maschinenbau GmbH, Paderborn) or the Drais ® series T or KT (trademark of Drais-Werke GmbH, Mannheim). Some preferred embodiments of the method according to the invention are described below.
Beispielsweise ist es möglich und bevorzugt, das erfmdungsgemäße Verfahren in einem niedertourigen Mischer/Granulator bei Umfangsgeschwindigkeiten der Werkzeuge von 2 m/s bis 7 m/s durchzuführen, wobei der aniontensidsäurehaltige Schaum in einer Zeit zwischen 0,5 und 10 Minuten, vorzugsweise zwischen 1 und 7 Minuten und insbesondere zwischen 2 und 5 Minuten, auf das im Mischer vorgelegte Feststoffbett gegeben wird.For example, it is possible and preferred to carry out the process according to the invention in a low-speed mixer / granulator at peripheral speeds of the tools from 2 m / s to 7 m / s, the foam containing anionic surfactant acid being present in a time between 0.5 and 10 minutes, preferably between 1 and 7 minutes, and in particular between 2 and 5 minutes, is added to the solid bed placed in the mixer.
Alternativ kann in bevorzugten Verfahrensvarianten der aniontensidsäurehaltige Schaum in einem hochtourigen Mischer/Granulator bei Umfangsgeschwindigkeiten von 8 m/s bis 35 m/s in einer Zeit zwischen 0,1 und 30 Sekunden, vorzugsweise bis 10 Sekunden und insbesondere zwischen 0,5 und 2 Sekunden, auf das im Mischer vorgelegte Feststoffbett gegeben werden.Alternatively, in preferred process variants, the foam containing anionic surfactant acid can be used in a high-speed mixer / granulator at circumferential speeds of 8 m / s to 35 m / s in a time between 0.1 and 30 seconds, preferably up to 10 seconds and in particular between 0.5 and 2 seconds be placed on the solid bed placed in the mixer.
Während die beiden vorstehend beschriebenen Verfahrensvarianten den Einsatz jeweils eines Mischers beschreiben, ist es erfindungsgemäß auch möglich, zwei Mischer miteinander zu kombinieren. So sind beispielsweise Verfahren bevorzugt, bei denen der aniontensidsäurehaltige Schaum in einem ersten, niedertourigen Mischer/Granulator auf ein bewegtes Feststoffbett gegeben wird, wobei 40 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten Bestandteile, der festen und flüssigen Bestandteile vorgranuliert und in einem zweiten, hochtourigen Mischer/Granulator das Vorgranulat aus der ersten Verfahrensstufe gegebenenfalls mit den restlichen festen und/oder flüssigen Bestandteilen vermischt und in ein Granulat überführt wird. Bei dieser Verfahrensvariante wird der aniontensidsäurehaltige Schaum im ersten Mischer/Granulator auf ein Feststoffbett gegeben und die Mischung vorgranuliert. Die Zusammensetzung des Schaums und des im ersten Mischer vorgelegten Feststoffbetts sind dabei so gewählt, daß 40 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 90 Gew.-% und insbesondere 60 bis 80 Gew.-%, der festen und flüssigen Bestandteile, bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten Bestandteile, sich im "Vorgranulat" befinden. Dieses "Vorgranulat" wird nun im zweiten Mischer mit weiteren Feststoffen vermischt und unter Zugabe weiterer Flüssigkomponenten zum fertigen Ten- sidgranulat aufgranuliert. Hierbei ist es erfindungsgemäß möglich und bevorzugt, daß auch im zweiten Verfahrensschritt die flüssigen Bestandteile nicht als Flüssigkeit aufgedüst werden, sondern in Form eines Schaums als Granulationshilfsmittel ("Granulierflüssigkeit") dienen. Die Zusammensetzung des Schaums, der in den zweiten Mischer gegeben wird, kann dabei von der Zusammensetzung des im ersten Mischer eingesetzten Schaums abweichen, so daß vorstehend beschriebene Verfahren bevorzugt sind, bei denen im zweiten, hochtourigen Mischer/Granulator das Vorgranulat aus der ersten Verfahrensstufe ebenfalls unter Zugabe eines tensidhaltigen Schaumes, dessen Zusammensetzung von dem in der ersten Verfahrensstufe eingesetzten Schaum abweichen kann, zum fertigen Granulat aufgranuliert wird. Der zweite Schaum kann hierbei selbstverständlich frei von Aniontensidsäuren sein.While the two process variants described above each describe the use of one mixer, it is also possible according to the invention to combine two mixers with one another. For example, processes are preferred in which the foam containing anionic surfactant acid is placed in a first, low-speed mixer / granulator on a moving solid bed, 40 to 100% by weight, based on the total amount of the constituents used, of the solid and liquid constituents being pregranulated and in a second, high-speed mixer / granulator, the pre-granulate from the first process stage is optionally mixed with the remaining solid and / or liquid constituents and converted into a granulate. In this process variant, the foam containing anionic surfactant acid is placed on a solid bed in the first mixer / granulator and the mixture is pregranulated. The composition of the foam and the solid bed placed in the first mixer are selected so that 40 to 100% by weight, preferably 50 to 90% by weight and in particular 60 to 80% by weight, of the solid and liquid constituents are obtained on the total amount of ingredients used, in "Pregranules" are located. This "pre-granulate" is now mixed with other solids in the second mixer and granulated with the addition of further liquid components to the finished surfactant granulate. It is possible and preferred according to the invention that even in the second process step, the liquid constituents are not sprayed on as a liquid, but rather serve in the form of a foam as a granulation aid ("granulation liquid"). The composition of the foam which is added to the second mixer may differ from the composition of the foam used in the first mixer, so that the processes described above are preferred in which the pre-granules from the first process stage are likewise preferred in the second, high-speed mixer / granulator with the addition of a surfactant-containing foam, the composition of which may differ from the foam used in the first process stage, is granulated into the finished granulate. The second foam can of course be free from anionic surfactant acids.
Die genannte Reihenfolge niedertouriger-hochtouriger Mischer kann erfindungsgemäß auch umgekehrt werden, so daß ein erfindungsgemäßes Verfahren resultiert, in dem der aniontensidsäurehaltige Schaum in einem ersten, hochtourigen Mischer/Granulator auf ein bewegtes Feststoffbett gegeben wird, wobei 40 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten Bestandteile, der festen und flüssigen Bestandteile vorgranuliert und in einem zweiten, niedertourigen Mischer/Granulator das Vorgranulat aus der ersten Verfahrensstufe gegebenenfalls mit den restlichen festen und/oder flüssigen Bestandteilen vermischt und in ein Granulat überführt wird.The sequence of low-speed, high-speed mixers mentioned can also be reversed according to the invention, so that a process according to the invention results in which the foam containing anionic surfactant is added to a moving solid bed in a first, high-speed mixer / granulator, 40 to 100% by weight, based on to the total amount of the constituents used, the solid and liquid constituents are pregranulated and, in a second, low-speed mixer / granulator, the pregranules from the first process stage are optionally mixed with the remaining solid and / or liquid constituents and converted into a granulate.
Bei dieser Verfahrensvariante ist das oben Gesagte analog anzuwenden, so daß auch hier Verfahren bevorzugt sind, in denen im zweiten, niedertourigen Mischer/Granulator das Vorgranulat aus der ersten Verfahrensstufe ebenfalls unter Zugabe eines aniontensidsäurehaltigen Schaumes, dessen Zusammensetzung von dem in der ersten Verfahrensstufe eingesetzten Schaum abweichen kann, zum fertigen Granulat aufgranuliert wird.In this variant of the method, what has been said above is to be applied analogously, so that here, too, methods are preferred in which, in the second, low-speed mixer / granulator, the pregranules from the first stage of the process are also added with a foam containing anionic surfactant, the composition of which is from the foam used in the first stage of the process can deviate, is granulated to the finished granulate.
Sämtliche vorstehend beschriebenen Ausgestaltungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich dabei batchweise oder kontinuierlich durchführen. In den vorstehend beschriebenen Ausgestaltungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Teil hochtourige Mischer/Granulatoren eingesetzt. Es ist dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, daß als hochtouriger Mischer ein Mischer verwendet wird, der sowohl eine Misch- als auch eine Zerkleinerangsvorrichtung aufweist, wobei die Mischwelle bei Umlaufgeschwindigkeiten von 50 bis 150 Umdrehungen/Minute, vorzugsweise von 60 bis 80 Umdrehungen/Minute und die Welle der Zerkleinerangsvorrichtung bei Umlaufgeschwindigkeiten von 500 bis 5000 Umdrehungen/Minute, vorzugsweise von 1000 bis 300 Umdrehungen/Minute, betrieben wird.All of the design variants of the method according to the invention described above can be carried out batchwise or continuously. In the above Design variants of the method according to the invention described are sometimes used high-speed mixers / granulators. It is particularly preferred in the context of the present invention that a mixer is used as a high-speed mixer, which has both a mixing and a shredding device, the mixing shaft at speeds of 50 to 150 revolutions / minute, preferably 60 to 80 revolutions / Minute and the shaft of the shredding device is operated at speeds of 500 to 5000 revolutions / minute, preferably from 1000 to 300 revolutions / minute.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist hinsichtlich der Auswahl der einzusetzenden Inhaltsstoffe und ihrer Konzentration über einen breiten Bereich variierbar. Dessenungeachtet ist es bevorzugt, wenn erfmdungsgemäß Tensidgranulate hergestellt werden, die Tensidge- halte oberhalb 10 Gew.-%, vorzugsweise oberhalb 15 Gew.-% und insbesondere oberhalb 20 Gew.-%>, jeweils bezogen auf das Granulat, und Schüttgewichte oberhalb 600 g/1, vorzugsweise oberhalb 700 g/1 und insbesondere oberhalb 800 g/1, aufweisen.The method according to the invention can be varied over a wide range with regard to the selection of the ingredients to be used and their concentration. Nevertheless, it is preferred if surfactant granules are produced according to the invention, the surfactant contents above 10% by weight, preferably above 15% by weight and in particular above 20% by weight, based in each case on the granules, and bulk densities above 600 g / 1, preferably above 700 g / 1 and in particular above 800 g / 1.
Das erfindungsgemäße Granulationsverfahren kann so durchgeführt werden, daß Teilchen vorbestimmter Größenverteilung resultieren. Hierbei sind erfmdungsgemäße Verfahren bevorzugt, bei denen die Tensidgranulate eine Teilchengrößenverteilung aufweisen, bei der mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 60 Gew.-% uns insbesondere mindestens 70 Gew.-%> der Teilchen Größen im Bereich von 400 bis 1600 μm besitzen. Auch der Restfeuchtegehalt der erfindungsgemäß hergestellten Tensidgranulate kann durch die Auswahl der Rohstoffe vorbestimmt werden, so daß auf nachfolgende Trocknungsschritte verzichtet werden kann. In bevorzugten Verfahren weisen die Tensidgranulate Restgehalte an freiem Wasser von 2 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 4 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Ten- sidgranulat, auf Der Restgehalt an freiem Wasser kann dabei beispielsweise mittels einer modifizierten UX-Methode (Sartorius MA 30, Programm 120°C über 10 Minuten) ermittelt werden.The granulation process according to the invention can be carried out in such a way that particles of predetermined size distribution result. Processes according to the invention are preferred in which the surfactant granules have a particle size distribution in which at least 50% by weight, preferably at least 60% by weight and in particular at least 70% by weight of the particles have sizes in the range from 400 to 1600 μm . The residual moisture content of the surfactant granules produced according to the invention can also be predetermined by the selection of the raw materials, so that subsequent drying steps can be dispensed with. In preferred processes, the surfactant granules have residual free water contents of from 2 to 15% by weight, preferably from 4 to 10% by weight, based on the surfactant granules. The residual free water content can be determined, for example, using a modified UX- Method (Sartorius MA 30, program 120 ° C over 10 minutes).
Es ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, Komponenten für Wasch- und Reinigungsmittel herzustellen, welche erst nach Abmischung mit weiteren Inhaltsstoffen das fertige Wasch- und Reinigungsmittel ergeben. Selbstverständlich können erfindungsgemäß aber auch Tensidgranulate hergestellt werden, welche für sich genommen bereits ein fertiges Wasch- und Reinigungsmittel (beispielsweise ein Textil-Colorwaschmittel) sind.According to the method according to the invention, it is possible to produce components for detergents and cleaning agents which are only mixed with other ingredients the finished detergent and cleaning agent. Of course, according to the invention, surfactant granules can also be produced which, in themselves, are already a finished detergent and cleaning agent (for example a textile color detergent).
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Tensidgranulate können nachfolgend mit weiteren Inhaltsstoffen von Wasch- und Reinigungsmitteln zum Fertigprodukt abgemischt werden. Diese Inhaltsstoffe können gegebenenfalls aber auch über das Fest- stoffbett oder über den Tensidschaum direkt in die Tensidgranulate inkorporiert werden und werden nachfolgend beschrieben:The surfactant granules produced by the process according to the invention can subsequently be mixed with further ingredients of detergents and cleaning agents to give the finished product. However, these ingredients can also be incorporated directly into the surfactant granules via the solid bed or via the surfactant foam and are described below:
Neben den genannten Bestandteilen Tensid und Gerüststoffen sind insbesondere in Wasch- und Reinigungsmitteln übliche Inhaltsstoffe aus der Gruppe der Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Enzyme, pH-Stellmittel, Duftstoffe, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren, Silikonöle, Antiredepositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrau- ungsinhibitoren, Farbübertragungsinhibitoren und Korrosionsinhibitoren von Bedeutung.In addition to the constituents mentioned, surfactant and builders are, in particular in washing and cleaning agents, the usual ingredients from the group of bleaching agents, bleach activators, enzymes, pH adjusters, fragrances, perfume carriers, fluorescent agents, dyes, foam inhibitors, silicone oils, anti-redeposition agents, optical brighteners, graying inhibitors , Color transfer inhibitors and corrosion inhibitors are important.
Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H2O2 liefernden Verbindungen haben das Natriumperborattetrahydrat und das Natriumperboratmonohydrat besondere Bedeutung. Weitere brauchbare Bleichmittel sind beispielsweise Natriumpercarbonat, Peroxypyro- phosphate, Citratperhydrate sowie H2O2 liefernde persaure Salze oder Persäuren, wie Per- benzoate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure, Phthaloiminopersäure oder Diperdodecandi- säure. Typische organische Bleichmittel sind die Diacylperoxide, wie z.B. Dibenzoylpero- xid. Weitere typische organische Bleichmittel sind die Peroxysäuren, wobei als Beispiele besonders die Alkylperoxysäuren und die Arylperoxysäuren genannt werden. Bevorzugte Vertreter sind (a) die Peroxybenzoesäure und ihre ringsubstituierten Derivate, wie Alkyl- peroxybenzoesäuren, aber auch Peroxy-α-Naphtoesäure und Magnesiummonoperphthalat, (b) die aliphatischen oder substituiert aliphatischen Peroxysäuren, wie Peroxylaurinsäure, Peroxystearinsäure, ε-Phthalimidoperoxycapronsäure [Phthaloiminoperoxyhexansäure (PAP)], o-Carboxybenzamidoperoxycapronsäure, N-nonenylamidoperadipinsäure und N- nonenylamidopersuccinate, und (c) aliphatische und araliphatische Peroxydicarbonsäuren, wie 1,12-Diperoxycarbonsäure, 1 ,9-Diperoxyazelainsäure, Diperocysebacinsäure, Diper- oxybrassylsäure, die Diperoxyphthalsäuren, 2-Decyldiperoxybutan-l,4-disäure, N,N- Terephthaloyl-di(6-aminopercapronsäue) können eingesetzt werden.Among the compounds which serve as bleaching agents and supply H 2 O 2 in water, sodium perborate tetrahydrate and sodium perborate monohydrate are of particular importance. Further bleaching agents that can be used are, for example, sodium percarbonate, peroxypyrophosphates, citrate perhydrates and H 2 O 2 -producing peracid salts or peracids, such as perbenzoates, peroxophthalates, diperazelaic acid, phthaloiminoperacid or diperdodecanedioic acid. Typical organic bleaching agents are the diacyl peroxides, such as dibenzoyl peroxide. Other typical organic bleaching agents are peroxy acids, examples of which include alkyl peroxy acids and aryl peroxy acids. Preferred representatives are (a) the peroxybenzoic acid and its ring-substituted derivatives, such as alkyl peroxybenzoic acids, but also peroxy-α-naphthoic acid and magnesium monoperphthalate, (b) the aliphatic or substituted aliphatic peroxyacids, such as peroxylauric acid, peroxystearic acid, ε-phthalimidoxy acid panoic acid aprooxyaproacid (p-oxoacid) )], o-carboxybenzamidoperoxycaproic acid, N-nonenylamidoperadipic acid and N-nonenylamidopersuccinate, and (c) aliphatic and araliphatic peroxydicarboxylic acids, such as 1,12-diperoxycarboxylic acid, 1, 9-diperoxyazelaic acid, diperocysebacic acid, diperoxybrassylic acid, the diperoxyphthalic acids, 2-decyldiperoxybutane-l, 4-diacid, N, N-terephthaloyl-di (6-aminopercaproic acid) can be used.
Als Bleichmittel in Zusammensetzungen für das maschinelle Geschirrspülen können auch Chlor oder Brom freisetzende Substanzen eingesetzt werden. Unter den geeigneten Chlor oder Brom freisetzenden Materialien kommen beispielsweise heterocyclische N-Brom- und N-Chloramide, beispielsweise Trichlorisocyanursäure, Tribromisocyanursäure, Dibromisocyanursäure und/oder Dichlorisocyanursäure (DICA) und/oder deren Salze mit Kationen wie Kalium und Natrium in Betracht. Hydantoinverbindungen, wie 1,3-Dichlor- 5,5-dimethylhydanthoin sind ebenfalls geeignet.Chlorine or bromine-releasing substances can also be used as bleaching agents in compositions for machine dishwashing. Suitable chlorine or bromine-releasing materials include, for example, heterocyclic N-bromo- and N-chloramides, for example trichloroisocyanuric acid, tribromoisocyanuric acid, dibromoisocyanuric acid and / or dichloroisocyanuric acid (DICA) and / or their salts with cations such as potassium and sodium. Hydantoin compounds such as 1,3-dichloro-5,5-dimethylhydanthoin are also suitable.
Um beim Waschen oder Reinigen bei Temperaturen von 60 °C und darunter eine verbesserte Bleichwirkung zu erreichen, können Bleichaktivatoren eingearbeitet werden. Als Bleichaktivatoren können Verbindungen, die unter Perhydrolysebedingungen aliphatische Peroxocarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 10 C-Atomen, insbesondere 2 bis 4 C- Atomen, und/oder gegebenenfalls substituierte Perbenzoesäure ergeben, eingesetzt werden. Geeignet sind Substanzen, die O- und/oder N-Acylgruppen der genannten C-Atomzahl und/oder gegebenenfalls substituierte Benzoylgruppen tragen. Bevorzugt sind mehrfach acylierte Alkylendiamine, insbesondere Tetraacetylethylendiamin (TAED), acylierte Tria- zinderivate, insbesondere l,5-Diacetyl-2,4-dioxohexahydro-l,3,5-triazin (DADHT), acylierte Glykolurile, insbesondere Tetraacetylglykoluril (TAGU), N-Acylimide, insbesondere N-Nonanoylsuccinimid (NOSI), acylierte Phenolsulfonate, insbesondere n-Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-NOBS), Carbonsäureanhydride, insbesondere Phthalsäureanhydrid, acylierte mehrwertige Alkohole, insbesondere Triacetin, Ethylengly- koldiacetat und 2,5-Diacetoxy-2,5-dihydrofuran.In order to achieve an improved bleaching effect when washing or cleaning at temperatures of 60 ° C and below, bleach activators can be incorporated. Bleach activators which can be used are compounds which, under perhydrolysis conditions, give aliphatic peroxocarboxylic acids having preferably 1 to 10 C atoms, in particular 2 to 4 C atoms, and / or optionally substituted perbenzoic acid. Suitable substances are those which carry O- and / or N-acyl groups of the number of carbon atoms mentioned and / or optionally substituted benzoyl groups. Preferred are multiply acylated alkylenediamines, in particular tetraacetylethylenediamine (TAED), acylated triazine derivatives, in particular 1,5-diacetyl-2,4-dioxohexahydro-1,3,5-triazine (DADHT), acylated glycolurils, in particular tetraacetylglycoluril (TAGU), N-acylimides, especially N-nonanoylsuccinimide (NOSI), acylated phenol sulfonates, especially n-nonanoyl- or isononanoyloxybenzenesulfonate (n- or iso-NOBS), carboxylic acid anhydrides, especially phthalic anhydride, acylated polyhydric alcohols and especially triacetyl, especially triacetin, 5-diacetoxy-2,5-dihydrofuran.
Zusätzlich zu den konventionellen Bleichaktivatoren oder an deren Stelle können auch sogenannte Bleichkatalysatoren eingearbeitet werden. Bei diesen Stoffen handelt es sich um bleichverstärkende Übergangsmetallsalze bzw. Übergangsmetallkomplexe wie beispielsweise Mn-, Fe-, Co-, Ru - oder Mo-Salenkomplexe oder -carbonylkomplexe. Auch Mn-, Fe-, Co-, Ru-, Mo-, Ti-, V- und Cu-Komplexe mit N-haltigen Tripod-Liganden sowie Co-, Fe-, Cu- und Ru-Amminkomplexe sind als Bleichkatalysatoren verwendbar.In addition to the conventional bleach activators or in their place, so-called bleach catalysts can also be incorporated. These substances are bleach-enhancing transition metal salts or transition metal complexes such as, for example, Mn, Fe, Co, Ru or Mo salt complexes or carbonyl complexes. Also Mn, Fe, Co, Ru, Mo, Ti, V and Cu complexes with N-containing tripod ligands and Co, Fe, Cu and Ru amine complexes can be used as bleaching catalysts.
Als Enzyme kommen solche aus der Klasse der Proteasen, Lipasen, Amylasen, Cellulasen bzw. deren Gemische in Frage. Besonders gut geeignet sind aus Bakterienstämmen oder Pilzen, wie BaciUus subtilis, BaciUus licheniformis und Streptomyces griseus gewonnene enzymatische Wirkstoffe. Vorzugsweise werden Proteasen vom Subtilisin-Typ und insbesondere Proteasen, die aus BaciUus lentus gewonnen werden, eingesetzt. Dabei sind Enzymmischungen, beispielsweise aus Protease und Amylase oder Protease und Lipase oder Protease und Cellulase oder aus Cellulase und Lipase oder aus Protease, Amylase und Lipase oder Protease, Lipase und Cellulase, insbesondere jedoch Cellulase-haltige Mischungen von besonderem Interesse. Auch Peroxidasen oder Oxidasen haben sich in einigen Fällen als geeignet erwiesen. Die Enzyme können an Trägerstoffen adsorbiert und/oder in Hüllsubstanzen eingebettet sein, um sie gegen vorzeitige Zersetzung zu schützen.Suitable enzymes are those from the class of proteases, lipases, amylases, cellulases or mixtures thereof. Enzymes obtained from bacterial strains or fungi such as BaciUus subtilis, BaciUus licheniformis and Streptomyces griseus are particularly suitable. Proteases of the subtilisin type and in particular proteases which are obtained from BaciUus lentus are preferably used. Enzyme mixtures, for example of protease and amylase or protease and lipase or protease and cellulase or of cellulase and lipase or of protease, amylase and lipase or protease, lipase and cellulase, but in particular mixtures containing cellulase, are of particular interest. Peroxidases or oxidases have also proven to be suitable in some cases. The enzymes can be adsorbed on carriers and / or embedded in coating substances in order to protect them against premature decomposition.
Zusätzlich können auch Komponenten eingesetzt werden, welche die Öl- und Fettaus- waschbarkeit aus Textilien positiv beeinflussen (sogenannte soil repellents). Dieser Effekt wird besonders deutlich, wenn ein Textil verschmutzt wird, das bereits vorher mehrfach mit einem erfindungsgemäßen Waschmittel, das diese öl- und fettlösende Komponente enthält, gewaschen wurde. Zu den bevorzugten öl- und fettlösenden Komponenten zählen beispielsweise nichtionische Celluloseether wie Methylcellulose und Methylhydroxy- propylcellulose mit einem Anteil an Methoxyl-Grappen von 15 bis 30 Gew.-% und an Hy- droxypropoxyl-Grappen von 1 bis 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf den nichtionischen Celluloseether, sowie die aus dem Stand der Technik bekannten Polymere der Phthalsäure und/oder der Terephthalsäure bzw. von deren Derivaten, insbesondere Polymere aus Ethy- lenterephthalaten und/oder Polyethylenglykolterephthalaten oder anionisch und/oder nichtionisch modifizierten Derivaten von diesen. Besonders bevorzugt von diesen sind die sul- fonierten Derivate der Phthalsäure- und der Terephthalsäure-Polymere.In addition, components can be used which have a positive influence on the washability of oil and fat from textiles (so-called soil repellents). This effect becomes particularly clear when a textile is soiled that has already been washed several times beforehand with a detergent according to the invention which contains this oil and fat-dissolving component. The preferred oil- and fat-dissolving components include, for example, nonionic cellulose ethers such as methyl cellulose and methyl hydroxypropyl cellulose with a proportion of methoxyl groups of 15 to 30% by weight and of hydroxypropoxyl groups of 1 to 15% by weight, in each case based on the nonionic cellulose ether, and the polymers of phthalic acid and / or terephthalic acid or their derivatives known from the prior art, in particular polymers of ethylene terephthalates and / or polyethylene glycol terephthalates or anionically and / or nonionically modified derivatives thereof. Of these, the sulfonated derivatives of phthalic acid and terephthalic acid polymers are particularly preferred.
Die Wasch- und Reinigungsmittel können als optische Aufheller Derivate der Diaminostil- bendisulfonsäure bzw. deren Alkalimetallsalze enthalten. Geeignet sind z.B. Salze der 4,4'- Bis(2-anilino-4-mo holino-l,3,5-triazinyl-6-amino)stilben-2,2'-disulfonsäure oder gleichartig aufgebaute Verbindungen, die anstelle der Morpholino-Gruppe eine Diethanolamino- gruppe, eine Methylaminograppe, eine Anilinograppe oder eine 2-Methoxyethylamino- gruppe tragen. Weiterhin können Aufheller vom Typ der substituierten Diphenylstyryle anwesend sein, z.B. die Alkalisalze des 4,4'-Bis(2-sulfostyryl)-diphenyls, 4,4'-Bis(4-chlor-3- sulfostyryl)-diphenyls, oder 4-(4-Chlorstyryl)-4'-(2-sulfostyryl)-diphenyls. Auch Gemische der vorgenannten Aufheller können verwendet werden.The detergents and cleaning agents can contain, as optical brighteners, derivatives of diaminostilbenedisulfonic acid or its alkali metal salts. Suitable are, for example, salts of 4,4'- Bis (2-anilino-4-mo holino-l, 3,5-triazinyl-6-amino) stilbene-2,2'-disulfonic acid or compounds of the same structure which instead of the morpholino group have a diethanolamino group, a methylamino group, wear an anilino group or a 2-methoxyethylamino group. Brighteners of the substituted diphenylstyryl type may also be present, for example the alkali salts of 4,4'-bis (2-sulfostyryl) diphenyl, 4,4'-bis (4-chloro-3-sulfostyryl) diphenyl, or 4- (4-chlorostyryl) -4 '- (2-sulfostyryl) diphenyl. Mixtures of the aforementioned brighteners can also be used.
Färb- und Duftstoffe werden Wasch- und Reinigungsmitteln zugesetzt, um den ästhetischen Eindruck der Produkte zu verbessern und dem Verbraucher neben der Weichheitsleistung ein visuell und sensorisch "typisches und unverwechselbares" Produkt zur Verfügung zu stellen. Als Parfümöle bzw. Duftstoffe können einzelne Riechstoffverbindungen, z.B. die synthetischen Produkte vom Typ der Ester, Ether, Aldehyde, Ketone, Alkohole und Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Riechstoffverbindungen vom Typ der Ester sind z.B. Benzylacetat, Phenoxyethylisobutyrat, p-tert.-Butylcyclohexylacetat, Linalylace- tat, Dimethylbenzyl-carbinylacetat, Phenylethylacetat, Linalylbenzoat, Benzylformiat, Ethylmethylphenyl-glycinat, Allylcyclohexylpropionat, Styrallylpropionat und Benzylsa- licylat. Zu den Ethern zählen beispielsweise Benzylethy lether, zu den Aldehyden z.B. die linearen Alkanale mit 8-18 C-Atomen, Citral, Citronellal, Citronellyloxyacetaldehyd, Cy- clamenaldehyd, Hydroxycitronellal, Lilial und Bourgeonal, zu den Ketonen z.B. die Jono- ne, oc-Isomethylionon und Methyl-cedrylketon, zu den Alkoholen Anethol, Citronellol, Eugenol, Geraniol, Linalool, Phenylethylalkohol und Terpineol, zu den Kohlenwasserstoffen gehören hauptsächlich die Terpene wie Limonen und Pinen. Bevorzugt werden jedoch Mischungen verschiedener Riechstoffe verwendet, die gemeinsam eine ansprechende Duftnote erzeugen. Solche Parfümöle können auch natürliche Riechstoffgemische enthalten, wie sie aus pflanzlichen Quellen zugänglich sind, z.B. Pine-, Citrus-, Jasmin-, Pat- chouly-, Rosen- oder Ylang-Ylang-Öl. Ebenfalls geeignet sind Muskateller, Salbeiöl, Ka- millenöl, Nelkenöl, Melissenöl, Minzöl, Zimtblätteröl, Lindenblütenöl, Wacholderbeeröl, Vetiveröl, Olibanumöl, Galbanumöl und Labdanumöl sowie Orangenblütenöl, Neroliol, Orangenschalenöl und Sandelholzöl. Üblicherweise liegt der Gehalt von Wasch- und Reinigungsmitteln an Farbstoffen unter 0,01 Gew.-%, während Duftstoffe bis zu 2 Gew.-% der gesamten Formulierung ausmachen können.Dyes and fragrances are added to detergents and cleaning agents in order to improve the aesthetic impression of the products and, in addition to the softness performance, to provide the consumer with a visually and sensorially "typical and unmistakable" product. Individual fragrance compounds, for example the synthetic products of the ester, ether, aldehyde, ketone, alcohol and hydrocarbon type, can be used as perfume oils or fragrances. Fragrance compounds of the ester type are, for example, benzyl acetate, phenoxyethyl isobutyrate, p-tert-butylcyclohexyl acetate, linalyl acetate, dimethylbenzylcarbyl acetate, phenylethyl acetate, linalyl benzoate, benzyl formate, ethyl methylphenyl glycinate, allyl cyclohexyl benzylatepylate propylate propylate propylate. The ethers include, for example, benzylethyl ether, the aldehydes, for example, the linear alkanals with 8-18 C atoms, citral, citronellal, citronellyloxyacetaldehyde, cyclamenaldehyde, hydroxycitronellal, lilial and bourgeonal, the ketones, for example, the ionone, oc- Isomethyl ionone and methyl cedryl ketone, the alcohols anethole, citronellol, eugenol, geraniol, linalool, phenylethyl alcohol and terpineol, the hydrocarbons mainly include the terpenes such as limonene and pinene. However, preference is given to using mixtures of different fragrances which together produce an appealing fragrance. Perfume oils of this type can also contain natural fragrance mixtures such as are obtainable from plant sources, for example pine, citrus, jasmine, patchouli, rose or ylang-ylang oil. Also suitable are muscatel, sage oil, chamomile oil, clove oil, lemon balm oil, mint oil, cinnamon leaf oil, linden blossom oil, juniper berry oil, vetiver oil, olibanum oil, galbanum oil and labdanum oil as well as orange blossom oil, neroliol, orange peel oil and sandalwood oil. The colorant content of detergents and cleaning agents is usually less than 0.01% by weight, while fragrances can make up up to 2% by weight of the entire formulation.
Die Duftstoffe können direkt in die Wasch- und Reinigungsmittel eingearbeitet werden, es kann aber auch vorteilhaft sein, die Duftstoffe auf Träger aufzubringen, die die Haftung des Parfüms auf der Wäsche verstärken und durch eine langsamere Duftfreisetzung für langanhaltenden Duft der Textilien sorgen. Als solche Trägermaterialien haben sich beispielsweise Cyclodextrine bewährt, wobei die Cyclodextrin-Parfüm-Komplexe zusätzlich noch mit weiteren Hilfsstoffen beschichtet werden können.The fragrances can be incorporated directly into the washing and cleaning agents, but it can also be advantageous to apply the fragrances to carriers, which increase the adhesion of the perfume to the laundry and ensure a long-lasting fragrance of the textiles due to a slower fragrance release. Cyclodextrins, for example, have proven useful as such carrier materials, and the cyclodextrin-perfume complexes can additionally be coated with further auxiliaries.
Um den ästhetischen Eindruck von Wasch- und Reinigungsmitteln zu verbessern, können sie mit geeigneten Farbstoffen eingeförbt werden. Bevorzugte Farbstoffe, deren Auswahl dem Fachmann keinerlei Schwierigkeit bereitet, besitzen eine hohe Lagerstabilität und Un- empfϊndlichkeit gegenüber den übrigen Inhaltsstoffen der Mittel und gegen Licht sowie keine ausgeprägte Substantivität gegenüber Textilfasern, um diese nicht anzufärben.To improve the aesthetic impression of detergents and cleaning agents, they can be colored with suitable dyes. Preferred dyes, the selection of which is not difficult for the person skilled in the art, have a high storage stability and are insensitive to the other ingredients of the compositions and to light, and have no pronounced substantivity towards textile fibers in order not to dye them.
Der im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schaum sowie sein Einsatz als Granulationshilfsmittel sind bislang im Stand der Technik nicht beschrieben. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Tensidschaum, erhältlich durch Beaufschlagung einer tensidhaltigen fließfähigen Komponente mit einem gasförmigen Medium, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum Aniontensidsäure(n) enthält und mittlere Porengrößen unterhalb 10 mm, vorzugsweise unterhalb 5 mm und insbesondere unterhalb 2 mm, aufweist.The foam produced in the process according to the invention and its use as a granulation aid have not hitherto been described in the prior art. Another object of the present invention is therefore a surfactant foam, obtainable by applying a surfactant-containing flowable component with a gaseous medium, characterized in that the foam contains anionic surfactant acid (s) and average pore sizes below 10 mm, preferably below 5 mm and in particular below 2 mm , having.
Wie bereits bei der Beschreibung des erfmdungsgemäßen Verfahrens hervorgehoben, ist ein Tensidschaum bevorzugt, bei dem das gasförmige Medium mindestens 20 Vol.-%, bezogen auf die aufzuschäumende Flüssigkeitsmenge, ausmacht. Bei einem besonders bevorzugten Tensidschaum macht das gasförmige Medium das ein- bis dreihundertfache, vorzugsweise das fünf- bis zweihundertfache und insbesondere das zehn- bis einhundertfache des Volumens der aufzuschäumenden Flüssigkeitsmenge aus. Der erfindungsgemäße Tensidschaum ist vorzugsweise hoch-tensidhaltig. Tensidschäume, die Tensidgehalte von 50 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise von 60 bis 95 Gew.-% und insbesondere von 70 bis 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des Schaums, aufweisen, sind hierbei bevorzugt.As already emphasized in the description of the method according to the invention, a surfactant foam is preferred in which the gaseous medium makes up at least 20% by volume, based on the amount of liquid to be foamed. In the case of a particularly preferred surfactant foam, the gaseous medium makes up one to three hundred times, preferably five to two hundred times and in particular ten to one hundred times the volume of the amount of liquid to be foamed. The surfactant foam according to the invention is preferably high in surfactant. Surfactant foams which have surfactant contents of 50 to 99% by weight, preferably 60 to 95% by weight and in particular 70 to 90% by weight, based in each case on the weight of the foam, are preferred.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Tensidschäume als Granulationsflüssigkeit bei der Herstellung von Tensidgranulaten. Bezüglich der Mengenverhältnisse zwischen Granulationshilfsmittel (Tensidschaum) und Feststoffbett, der einzusetzenden Mischer und der im Feststoffbett einsetzbaren Inhaltsstoffe sei hier auf die obenstehenden Ausführungen verwiesen. Another object of the present invention is the use of the surfactant foams according to the invention as a granulation liquid in the production of surfactant granules. With regard to the quantitative ratios between granulation aids (surfactant foam) and solid bed, the mixers to be used and the ingredients which can be used in the solid bed, reference is made here to the above statements.
Beispiele:Examples:
Durch Sprühtrocknung wurde ein tensidhaltiges Turmpulver hergestellt, das zusammen mit Soda in einem 20-Liter Pflugscharmischer der Firma Lödige vorgelegt wurde. Die Zusammensetzung des Turmpulvers ist in Tabelle 1 angegeben. Bei laufenden Mischwerkzeugen wurde nun C9.13-Alkylbenzolsulfonsäure (ABS-Säure) als Granulationshilfsmittel in den Mischer gegeben, wodurch die Mischung aufgranulierte. Bei den erfindungsgemäßen Ver- fahrensvarianten El und E2 wurde die Aniontensidsäure vor der Zugabe in den Mischer durch Aufschäumen mit Druckluft auf das Fünffache Volumen gebracht, bei den Vergleichsbeispielen VI und V2 wurde die Aniontensidsäure in flüssiger Form in den Mischer gegeben. In allen vier Fällen hatte die ABS-Säure (Schaum bzw. Flüssigkeit) eine Temperatur von 60°C. Nach vierminütiger Granulation wurden die Granulate mit Parfümöl be- düst. Nach 7-tägiger Lagerang bei 20°C wurde der Duftemdrack von einem Parfümeur beurteilt. Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzung der Granulate, den bei der Granulation gebildeten Überkornanteil und den Duftemdrack nach Lagerung.A tower powder containing surfactant was produced by spray drying and was introduced together with soda in a 20 liter ploughshare mixer from Lödige. The composition of the tower powder is given in Table 1. With the mixing tools running, C 9 . 13- Alkylbenzenesulfonic acid (ABS acid) was added to the mixer as a granulation aid, as a result of which the mixture granulated. In the process variants E1 and E2 according to the invention, the anionic surfactant acid was brought up to five times the volume by foaming with compressed air before adding it to the mixer. In the comparative examples VI and V2, the anionic surfactant acid was added to the mixer in liquid form. In all four cases the ABS acid (foam or liquid) had a temperature of 60 ° C. After four minutes of granulation, the granules were sprayed with perfume oil. After 7 days of storage at 20 ° C, the fragrance track was assessed by a perfumer. Table 2 shows the composition of the granules, the oversize particles formed during granulation and the fragrance track after storage.
Tabelle 1: Zusammensetzung des Turmpulvers [Gew.-%]:Table 1: Composition of the tower powder [% by weight]:
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Sokalan® CP5 ist ein Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymer (BASF) Tabelle 2: Zusammensetzung der Granulate [Gew.-%]Sokalan ® CP5 is an acrylic acid-maleic acid copolymer (BASF) Table 2: Composition of the granules [% by weight]
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Tabelle 2 zeigt, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren einerseits der Grobanteil verringert wird, andererseits wird durch die gleichmäßigere Verteilung der Säure die Bildung saurer Nester und die daraus resultierende Beeinträchtigung des Dufteindrucks vermieden. Table 2 shows that on the one hand the coarse fraction is reduced by the process according to the invention, on the other hand the formation of acidic nests and the resulting impairment of the fragrance impression are avoided by the more uniform distribution of the acid.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten, wobei eine tensidhaltige fließfähige Komponente mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt und aufgeschäumt und der entstehende tensidhaltige Schaum nachfolgend auf ein in einem Mischer vorgelegtes Feststoffbett gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die tensidhaltige fließfähige Komponente Aniontensidsäure(n) enthält.1. A process for the preparation of surfactant granules, wherein a surfactant-containing flowable component is acted upon and foamed with a gaseous medium and the resulting surfactant-containing foam is subsequently added to a solid bed placed in a mixer, characterized in that the surfactant-containing flowable component contains anionic surfactant acid (s).
2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tensidhaltige fließfähige Komponente eine oder mehrere Aniontensidsäure(n) in Mengen von 20 bis 100 Gew.- %, vorzugsweise von 50 bis 95 Gew.-%> und insbesondere von 60 bis 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente, enthält.2. The method according spoke 1, characterized in that the surfactant-containing flowable component one or more anionic surfactant acid (s) in amounts of 20 to 100 wt .-%, preferably from 50 to 95 wt .-%> and in particular from 60 to 90 wt .-%, each based on the surfactant-containing component.
3. Verfahren nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tensidhaltige fließ fähige Komponente Alkylbenzolsulfonsäuren in Mengen von 20 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise von 30 bis 95 Gew.-% und insbesondere von 40 bis 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente, enthält.3. The method according spoke 2, characterized in that the surfactant-containing flowable component alkylbenzenesulfonic acids in amounts of 20 to 99 wt .-%, preferably from 30 to 95 wt .-% and in particular from 40 to 90 wt .-%, each based on the surfactant-containing component.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tensidhaltige fließfähige Komponente zusätzlich Fettsäuren und/oder Seifen in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 2 bis 25 Gew.-% und insbesondere von 5 bis 20 Gew. -%, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente, enthält.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the surfactant-containing flowable component additionally fatty acids and / or soaps in amounts of 1 to 30 wt .-%, preferably from 2 to 25 wt .-% and in particular from 5 to 20% by weight, based in each case on the surfactant-containing component.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die tensidhaltige fließfähige Komponente zusätzlich nichtionische(s) Tensid(e) in Mengen von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 2 bis 40 Gew.-% und insbesondere von 5 bis 30 Gew. -%, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente, enthält.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the surfactant-containing flowable component additionally nonionic (s) surfactant (s) in amounts of 1 to 50 wt .-%, preferably from 2 to 40 wt .-% and in particular from 5 to 30% by weight, based in each case on the surfactant-containing component.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die tensidhaltige fließ fähige Komponente alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte nichtionische Tenside, vorzugsweise die Umsetzungsprodukte von C8.22-Fettalkoholen, vorzugsweise C12.20- Fettalkoholen und insbesondere C14.,8-Fettalkoholen mit 1 bis 30 Mol Ethylenoxid, vorzugsweise 2 bis 20 Mol Ethylenoxid und insbesondere 5 bis 10 Mol Ethylenoxid enthält.6. The method according to claim 5, characterized in that the surfactant-containing flowable component alkoxylated, preferably ethoxylated nonionic surfactants, preferably the reaction products of C 8th 22 fatty alcohols, preferably C 12.20 Fatty alcohols and especially C 14,., 8 fatty alcohols containing 1 to 30 moles of ethylene oxide, preferably 2 to 20 mol ethylene oxide and more preferably 5 to 10 moles of ethylene oxide.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die tensidhaltige fließfähige Komponente weniger als 20 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 15 Gew.-% und insbesondere weniger als 10 Gew.-% Wasser, jeweils bezogen auf die tensidhaltige Komponente, enthält.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the surfactant-containing flowable component less than 20 wt .-%, preferably less than 15 wt .-% and in particular less than 10 wt .-% water, each based on the component containing surfactant.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die tensidhaltige fließfähige Komponente weitere Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln, insbesondere Stoffe aus der Gruppe der Komplexbildner, Polymere, optischen Aufheller, Färb- und Duftstoffe und Alkalien, enthält.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the surfactant-containing flowable component contains further ingredients of detergents and cleaning agents, in particular substances from the group of complexing agents, polymers, optical brighteners, dyes and fragrances and alkalis.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufschäumung eingesetzte Gasmenge das ein- bis dreihundertfache, vorzugsweise das fünf- bis zweihundertfache und insbesondere das zehn- bis einhundertfache des Volumens der aufzuschäumenden Menge der tensidhaltigen fließfähigen Komponente ausmacht.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the amount of gas used for foaming is one to three hundred times, preferably five to two hundred times and in particular ten to one hundred times the volume of the amount of the surfactant-containing flowable component to be foamed.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmiges Medium Luft eingesetzt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that air is used as the gaseous medium.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzuschäumende tensidhaltige fließfähige Komponente vor der Aufschäumung Temperaturen von 20 bis 120°C, vorzugsweise von 30 bis 90°C und insbesondere von 50 bis 75°C, aufweist.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the surfactant-containing flowable component to be foamed has temperatures of 20 to 120 ° C, preferably from 30 to 90 ° C and in particular from 50 to 75 ° C, prior to foaming.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der tensidhaltige Schaum Temperaturen unterhalb von 115°C, vorzugsweise zwischen 20 und 80°C und insbesondere zwischen 30 und 70°C, aufweist. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the surfactant-containing foam has temperatures below 115 ° C, preferably between 20 and 80 ° C and in particular between 30 and 70 ° C.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der tensidhaltige Schaum eine Dichte unterhalb von 0,80 gern"3, vorzugsweise von 0,10 bis 0,60 gern"3 und insbesondere von 0,30 bis 0,55 gern"3, aufweist.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the surfactant-containing foam has a density below 0.80 like "3 , preferably from 0.10 to 0.60 like " 3 and in particular from 0.30 to 0, 55 likes "3 .
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der tensidhaltige Schaum mittlere Porengrößen unterhalb 10 mm, vorzugsweise unterhalb 5 mm und insbesondere unterhalb 2 mm, aufweist.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the surfactant-containing foam has average pore sizes below 10 mm, preferably below 5 mm and in particular below 2 mm.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der tensidhaltige Schaum die genannten Kriterien bei Zugabe in den Mischer erfüllt.15. The method according to any one of claims 14 to 14, characterized in that the surfactant-containing foam meets the criteria mentioned when added to the mixer.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das im Mischer vorgelegte Feststoffbett einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe Gerüststoffe, insbesondere der Alkalimetallcarbonate, -sulfate und -silikate, der Zeolithe und der Polymere, enthält.16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the solid bed placed in the mixer contains one or more substances from the group of builders, in particular the alkali metal carbonates, sulfates and silicates, the zeolites and the polymers.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das im Mischer vorgelegte Feststoffbett einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Alkalimetallcarbonate und/oder -hydrogencarbonate, vorzugsweise Natriumcarbonat, in einer Menge enthält, die zur Neutralisation der über den Schaum zugeführten Säuremenge ausreicht.17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the solid bed placed in the mixer contains one or more substances from the group of alkali metal carbonates and / or hydrogen carbonates, preferably sodium carbonate, in an amount which is used to neutralize the foam amount of acid supplied is sufficient.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das im Mischer vorgelegte Feststoffbett sprühgetrocknete Basispulver, vorzugsweise tensidhaltige sprühgetrocknete Basispulver, in Mengen von 10 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise von 15 bis 70 Gew.-% und insbesondere von 20 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die im Mischer vorgelegten Feststoffe, enthält.18. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the solid bed placed in the mixer spray-dried base powder, preferably surfactant-containing spray-dried base powder, in amounts of 10 to 80 wt .-%, preferably from 15 to 70 wt .-% and in particular from 20 to 60 wt .-%, based on the solids in the mixer.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der tensidhaltige Schaum im Gewichtsverhältnis Schaum:Feststoff von 1 :100 bis 9:1, vor- zugsweise von 1 :30 bis 2:1 und insbesondere von 1:20 bis 1:1, auf das im Mischer vorgelegte Feststoffbett gegeben wird.19. The method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the surfactant-containing foam in the foam: solid weight ratio of 1: 100 to 9: 1, pre- preferably from 1:30 to 2: 1 and in particular from 1:20 to 1: 1, is added to the solid bed placed in the mixer.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Tensidgranulate Tensidgehalte oberhalb 10 Gew.-%, vorzugsweise oberhalb 15 Gew.-% und insbesondere oberhalb 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Granulat, und Schüttgewichte oberhalb 600 g/1, vorzugsweise oberhalb 700 g/1 und insbesondere oberhalb 800 g/1, aufweisen.20. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the surfactant granules surfactant contents above 10 wt .-%, preferably above 15 wt .-% and in particular above 20 wt .-%, each based on the granules, and bulk densities above 600 g / 1, preferably above 700 g / 1 and in particular above 800 g / 1.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Tensidgranulate Restgehalte an freiem Wasser von 2 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 4 bis 10 Gew.-%>, bezogen auf das Tensidgranulat, aufweisen.21. The method according to any one of claims 1 to 20, characterized in that the surfactant granules have residual free water contents of 2 to 15 wt .-%, preferably from 4 to 10 wt .-%>, based on the surfactant granules.
22. Tensidschaum, erhältlich durch Beaufschlagung einer tensidhaltigen fließfähigen Komponente mit einem gasförmigen Medium, dadurch gekennzeichnet, daß der22. surfactant foam, obtainable by applying a surfactant-containing flowable component with a gaseous medium, characterized in that the
Schaum Aniontensidsäure(n) enthält und mittlere Porengrößen unterhalb 10 mm, vorzugsweise unterhalb 5 mm und insbesondere unterhalb 2 mm, aufweist.Foam contains anionic surfactant acid (s) and has average pore sizes below 10 mm, preferably below 5 mm and in particular below 2 mm.
23. Tensidschaum nach Ansprach 22, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium mindestens 20 Vol.-%>, bezogen auf die aufzuschäumende Flüssigkeitsmenge, ausmacht.23. surfactant foam according spoke 22, characterized in that the gaseous medium makes up at least 20 vol .-%>, based on the amount of liquid to be foamed.
24. Tensidschaum nach Ansprach 23, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium das ein- bis dreihundertfache, vorzugsweise das fünf- bis zweihundertfache und insbesondere das zehn- bis einhundertfache des Volumens der aufzuschäumende Flüssigkeitsmenge ausmacht.24. surfactant foam according spoke 23, characterized in that the gaseous medium is one to three hundred times, preferably five to two hundred times and in particular ten to one hundred times the volume of the amount of liquid to be foamed.
25. Tensidschaum nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß er Aniontensidsäuregehalte von 50 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise von 60 bis 95 Gew.-% und insbesondere von 70 bis 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des Schaums, aufweist. 25. surfactant foam according to any one of claims 22 to 24, characterized in that it contains anionic surfactant acid contents of 50 to 99% by weight, preferably 60 to 95% by weight and in particular 70 to 90% by weight, in each case based on the Weight of the foam.
6. Verwendung von Tensidschäumen nach einem der Ansprüche 22 bis 25, als Granulationsflüssigkeit bei der Herstellung von Tensidgranulaten. 6. Use of surfactant foams according to one of claims 22 to 25, as a granulation liquid in the production of surfactant granules.
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