DE19542570A1 - Verfahren zur Herstellung von granularen Wasch- oder Reinigungsmitteln oder Komponenten hierfür - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von granularen Wasch- oder Reinigungsmitteln oder Komponenten hierfür

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DE19542570A1
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Manfred Dr Greger
Karl-Martin Faeser
Volker Dr Bauer
Norbert Kuehne
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J2/22Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by pressing in moulds or between rollers
    • 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
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von nahezu kugelförmigen bis zylindrischen Wasch- oder Reinigungsmittelgranulaten, Granulate, die hiernach erhalten werden, sowie Wasch- und Reinigungsmittel, die diese Granulate enthalten.
Aus den internationalen Patentanmeldungen WO-A-91/02047 und WO-A-91/13678 sowie aus dem europäischen Patent 486 592 ist ein Verfahren zur Herstellung verdichteter Granulate von Inhaltsstoffen von Wasch- oder Reinigungsmitteln bekannt. Die Granulate werden aus Vorgemischen von wenigstens anteilsweise festen Inhaltsstoffen unter Zusatz von wasserlöslichen, wasseremulgierbaren oder wasserdispergierbaren Plastifizier- und/oder Gleitmitteln erhalten, welche zu einer homogenen Masse verarbeitet und unter hohen Drücken zwischen 25 und 200 bar über Lochformen mit Öffnungsweiten der vorbestimmten Granulatdimension strangförmig verpreßt werden. Als Homogenisiervorrichtung können übliche Granuliereinrichtungen, beispielsweise Pelletpressen, Extruder mit ein oder zwei Wellen, Planetwalzenextruder und andere Apparate eingesetzt werden. Ein kontinuierlich arbeitender Zwei-Schnecken- Extruder ist dabei bevorzugt. Das im Extruder plastifizierte Vorgemisch tritt in Form feiner Stränge durch eine Lochdüsenplatte aus. Das Extrudat wird dann mittels eines rotierenden Abschlagmessers zu nahezu kugelförmigen bis zylindrischen Granulaten zerkleinert und dieses noch plastische Primärgranulat vorzugsweise in einem üblichen Rondiergerät ggf. unter Mitverwendung geringer Mengen an Trockenpulver abgerundet. Zur Rezepturvervollständigung können weitere Wirkstoffe, insbesondere temperaturempfindliche Rezepturbestandteile, dem ggf. aufgetrockneten Granulat zugegeben, aufgesprüht und/oder als getrennt ausgebildetes Korn unter Ausbildung eines Mehrkorngemisches zugemischt werden.
In dieser technischen Ausführungsform des Standes der Technik wird die Extrusion durch eine kreisförmige, mit Düsenbohrungen versehene Platte vorgenommen. Die Lochdüsen können vertikal oder horizontal angeordnet sein. Die durch die Lochformen austretenden feinen Stränge von etwa 0,5 bis 5 mm, typischerweise von 0,8 mm bis 2,0 mm Durchmesser werden in einem Heißabschlag von einem ein- oder mehrflügeligen rotierenden Messerkopf zu nahezu kugelförmigen bis zylindrischen Granulaten zerkleinert. Die Messerscheiden der Abschlagvorrichtung liegen entweder an der Düsenplatte mit einer geringen Anpreßkraft auf oder bilden mit der Platte einen Spalt, der sehr klein gegenüber dem Durchmesser der Lochdüsen ist. Das homogene und feste, rieselfähige Vorgemisch muß von derartiger Konsistenz sein, daß es zwar unter dem Druck bzw. unter dem Eintrag spezifischer Arbeit plastisch erweicht und extrudierbar wird, daß aber zum Zeitpunkt des Austritts aus der Lochform, zu dem keine Scherkräfte mehr auf das System einwirken, sich die Viskosität des Systems schlagartig derart verringert, daß der extrudierte Strang geschnitten, und zwar auf vorherbestimmbare Dimensionen geschnitten werden kann.
Ein Nachteil dieses Verfahrens des Standes der Technik besteht darin, daß unter dem hohen Arbeitsdruck Energieverluste in Form von Temperatursteigerungen auftreten, so daß das Extrudergehäuse einschließlich des Extruder-Granulierkopfes normalerweise gekühlt werden muß, um zu verhindern, daß die Viskosität des Vorgemisches bereits während der Extrusion so stark absinkt, daß eine eigentliche Extrusion gar nicht mehr möglich ist. Ebenso führen zu starke Temperaturerhöhungen dazu, daß temperaturempfindliche Inhaltsstoffe, beispielsweise Bleichmittel wie Perborat oder Percarbonat, ohne Kühlung des Gehäuses nicht eingesetzt werden könnten.
Es bestand daher die Aufgabe, das oben beschriebene Verfahren derart zu modifizieren, daß ein Verpressen des Vorgemisches unter schonenderen Bedingungen, beispielsweise bei geringeren Drücken oder ohne Kühlung erlaubt, ohne daß die Schneidfähigkeit der extrudierten Stränge nach dem Austritt aus der Lochform verlorengeht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von granularen Wasch- oder Reinigungsmitteln oder Komponenten hierfür gelöst, wobei ein plastifizierbares und festes, rieselfähiges Vorgemisch durch Lochformen verpreßt wird und diese Lochformen in zwei gegeneinanderlaufenden und ineinandergreifenden Zahnrad-Preßwalzen angeordnet sind.
Derartige Zahnrad-Preßwalzen sind im Handel erhältlich. Beispielsweise können sie als Granulatformmaschinen insbesondere der Baureihe G der Bepex GmbH, Leingarten, Bundesrepublik Deutschland erworben werden. Die Granulatformung mittels einer Zahnrad-Preßwalze erfolgt in der Weise, daß das Aufgabematerial von den verzahnten Walzen eingezogen und durch die Düsenbohrungen gepreßt wird. Im Rahmen dieser Preßwalzen werden hohle Zahnräder mit Düsenbohrungen im Zahngrund eingesetzt. Im Radinneren angebrachte Abstreifmesser schneiden die austretenden Pellets ab. Die neben der Formung erzielbare Verdichtung wird bestimmt durch die Zahl der Düsen, den Düsendruck und durch das Verhältnis von Düsendurchmesser zu Düsenlänge.
Im Unterschied zur Lehre der internationalen Patentanmeldungen WO-A-91/02047 und WO-A-91/13678 werden die aus den Lochdüsen der rotierenden Zahnrad-Preßwalzen austretenden Stränge durch feststehende oder bewegliche Messer geschnitten.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens sind die in der erfindungsgemäßen Preßwalze zur Granulatformung eingesetzten Zahnräder hohl und weisen Düsenbohrungen im Zahngrund auf.
Üblicherweise baut sich innerhalb der Preßwalzen ein Druck von 10 bis 200 bar, vorzugsweise 10 bis 130 bar, insbesondere 30 bis 60 bar auf, und die im Radinneren bzw. im Ausgang der Preßwalze vorhandenen Abstreifmesser erzeugen auf diese Weise ein Granulatkorn von 0,5 bis 10 mm, vorzugsweise 1 bis 5 mm.
Aufgrund der besonderen Beschaffenheit des Vorgemisches und den Arbeits­ bedingungen gemäß der Lehre der internationalen Patentanmeldungen WO-A-91/02047 und WO-A-91/13678 konnten Rückführungen von eventuell aufgetretenen Grobkornanteilen nach erfolgter Mahlung oder Feinanteilen nur in relativ kleinem Maßstab, beispielsweise bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das zu extrudierende Vorgemisch, vorgenommen werden. Es ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß diese Rückführungen durch die veränderten Arbeitsbedingungen auch in deutlich größerem Umfang möglich werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden den Zahnrad-Preßwalzen plastifizierte Vorgemische zugeführt, welche zu 2 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise zu 10 bis 45 Gew.-% und insbesondere oberhalb von 10 Gew.-%, beispielsweise zu 15 bis 40 Gew.-% rückgeführte Anteile enthalten. Dabei ist es nicht erforderlich, die Grobkornanteile vorher zu kleineren Körnern zu vermahlen.
Das Vorgemisch besteht wenigstens anteilsweise aus festen, vorzugsweise feinteiligen, üblichen Inhaltsstoffen von Wasch- und Reinigungsmitteln, denen gegebenenfalls flüssige Bestandteile zugemischt sind. Die festen Inhaltsstoffe können durch Sprühtrocknung gewonnene Turmpulver, aber auch Agglomerate und Granulate, die jeweils gewählten Mischungsbestandteile als reine Stoffe, die im feinteiligen Zustand miteinander vermischt werden, sowie Mischungen aus diesen sein.
Im Anschluß daran werden gegebenenfalls die flüssigen Inhaltsstoffe zugegeben sowie ausgewählte Plastifizier- und/oder Gleitmittel eingemischt.
Diesen Hilfsmitteln kommt im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine polyfunktionelle Bedeutung zu. Bei der Granulatherstellung ermöglichen sie die Ausbildung des primär entstehenden Granulatkorns, in dem sie bewirken, daß das Vorgemisch in eine unter hohem Druck verpreßte Masse überführt wird, und deren gewünschtenfalls anschließende, formgebende Weiterverarbeitung, die insbesondere aus der Abrundung des primär gebildeten Granulatkorns besteht. Weiterhin tragen sie zur Stabilisierung des Granulatkorns bei, sie bewahren seine vorbestimmte Raumform insbesondere bei der gegebenenfalls erforderlichen Abmischung mit weiteren Bestandteilen, bei der Abfüllung, beim Transport und der Lagerung des Granulats und verhindern insbesondere die Bildung unerwünschter, staubförmiger Anteile. Im praktischen Einsatz des granularen Wasch- und Reinigungsmittels ermöglichen sie dann umgekehrt wieder die rasche Auflösung des Granulatkorns, da sie den Lösungs-, Emulgierungs- bzw. Dispergierungsvorgang begünstigen. Schließlich können die hier diskutierten Hilfsstoffe in insbesondere wichtigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Eigenwirkung im Wasch- und Reinigungsprozeß, insbesondere in Wechselwirkung mit anderen Mischungskomponenten, besitzen.
Die als Hilfsmittel eingesetzten Plastifizier- und/oder Gleitmittel können bei Raumtemperatur fest, fließfähig, gelartig oder pastös sein, ohne daß die Mitverwendung einer zusätzlichen Flüssigphase erforderlich ist. Bevorzugte Plastifizier- und/oder Gleitmittel stellen Zubereitungen auf Basis tensidischer Komponenten und/oder auf Basis wasserlöslicher oder wasseremulgierbarer bzw. wasserdispergierbarer Polymerverbindungen dar. Beispiele für ein Plastifizier- und/oder Gleitmittel, das ohne Mitverwendung einer zusätzlichen Flüssigphase eingesetzt werden kann, sind zahlreiche Typen der in Wasch- und Reinigungsmitteln üblicherweise eingesetzten, nichtionischen Tenside.
Als bei Raumtemperaturen feste Plastifizier- und/oder Gleitmittel können Substanzen mit niedrigem Schmelzpunkt (z. B. höhermolekulare Polyethylenglykolether mit Molekülmassen zwischen 4000 und 20000) eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden jedoch Plastifizier- und/oder Gleitmittel eingesetzt, die unter Mitverwendung begrenzter Mengen an Hilfsflüssigkeiten hergestellt worden sind. Hier kommen vorzugsweise organische Flüssigphasen in Betracht, die wasserlöslich bzw. wassermischbar sind. Aus Gründen der Verfahrenssicherheit kann es zweckmäßig sein, vergleichsweise hochsiedende organische Flüssigkeiten, gegebenenfalls in Abmischung mit Wasser, einzusetzen. Beispiele hierfür sind höhersiedende, gegebenenfalls polyfunktionelle Alkohole, bei Raumtemperatur oder mäßig erhöhten Temperaturen fließfähige Polyalkoxylate und dergleichen. Insbesondere sind jedoch wäßrige Zubereitungen der Plastifizier- und/oder Gleitmittel bevorzugt.
Die als Plastifizier- und/oder Gleitmittel eingesetzten Tenside und/oder Polymerverbindungen werden vorteilhaft in derart konzentrierter Form in das Verfahren eingebracht, daß die Beschaffenheit der plastischen, gleitend verpreßbaren Masse schon in geringen Mengen dieser Hilfsstoffe eingestellt werden kann.
Vorzugsweise werden die Pasten in Mengen nicht über 12 Gew.-%, insbesondere in Mengen zwischen 0,5 und 10 Gew.-%, und mit besonderem Vorteil zwischen 3 und 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, eingesetzt. Geeignet sind insbesondere wenigstens 30 Gew.-%ige, vorzugsweise 40 Gew.-%ige Pasten und Gele.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Tensidzubereitungen mit einem Tensidgehalt von wenigstens 50 Gew.-%, insbesondere von 50 bis 70 Gew.-%, verwendet. Die vorliegende Erfindung macht sich dabei die Tatsache zunutze, daß insbesondere diese hochkonzentrierten, wäßrigen Tensidmischungen ein Zustandsbild zeigen, das als pastenförmige oder gelartige Zubereitungsform mit Schmiermittelcharakter bezeichnet werden kann. Zusätzlich bilden die so eingetragenen Tensidanteile in einer weiteren Ausführungsform, in der die primär gebildeten Granulate aufgetrocknet werden, bindemittelartig wirkende Deck- und Zwischenschichten aus, die mitverantwortlich für den Kornzusammenhalt sind. Anionischen Tensidsalzen, insbesondere Sulfaten und Sulfonaten, aus der breiten Palette der für Wasch- und Reinigungsmittel hier vorgeschlagenen Verbindungen, gegebenenfalls in Abmischung mit üblichen, nichtionischen Verbindungen, kann dabei besondere Bedeutung zukommen. Als Beispiel sei bei der Herstellung von Textilwaschmitteln ein Einsatzgemisch aus mindestens zwei festen Komponenten (sprühgetrocknetes Granulat/Fettalkylsulfat-Compound) mit oder ohne Zusatz von Natriumperborat (Monohydrat und/oder Tetrahydrat) unter Zusatz von 2 bis 5 Gew.-% Wasser und 4 bis 8 Gew.-% einer 55 bis 65%igen C₉- bis C₁₃-Alkylbenzolsulfonat-Paste (ABS-Paste) genannt. Anstelle der vorgenannten Kombination eines sprühgetrockneten Granulats und eines Fettalkylsulfat-Compounds mit weiteren Komponenten kann auch ein entsprechendes Trägerbead anstelle des Fettalkylsulfat-Compounds, wie es im europäischen Patent 0486592 B1 beschrieben ist, eingesetzt werden. Gleichermaßen bevorzugt ist der Einsatz von 3 bis 8 Gew.-% einer 50 bis 60 Gew.-%igen wäßrigen Paste eines Alkylpolyglykosids (APG) der allgemeinen Formel RO(G)x, in der R einen primären geradkettigen oder in 2-Stellung methylverzweigten, aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen bedeutet, G ein Symbol ist, das für eine Glykose-Einheit mit 5 oder 6 C-Atomen steht, und der Oligomerisierungsgrad x zwischen 1 und 10 liegt. Weitere bevorzugte Plastifizier- und/oder Gleitmittel auf tensidischer Basis sind Mischungen aus ABS und APG-Pasten, sowie Mischungen aus ABS-Pasten und ethoxylierten C₈ bis C₁₈-Fettalkoholen, Mischungen aus ethoxylierten Fettalkoholen und Wasser sowie Mischungen aus APG : ethoxylierter Fettalkohol : Wasser im Verhältnis von (0,5-1) : 1 : (1,5-1), wobei der Gehalt an APG in diesem Fall als Aktivsubstanz und nicht als Paste gerechnet wird.
Ebenso wie der Einsatz von Tensiden ist heute die Mitverwendung von Polymerverbindungen in zahlreichen Wasch- und Reinigungsmitteln üblich, da die Polymerverbindungen beispielsweise als Gerüstsubstanzen mit der Fähigkeit zur Bindung der Wasserhärte wirken. Beispiele hierfür sind Polymere mit einem Gehalt an Carboxylgruppen, die in der Salzform beispielsweise als Alkalisalz vorliegen können, wie die Natrium- oder Kaliumsalze homopolymerer oder copolymerer Polycarboxylate, beispielsweise Polyacrylate, Polymethacrylate und insbesondere Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure, vorzugsweise solche aus 50% bis 10% Maleinsäure. Das Molekulargewicht der Homopolymeren liegt im allgemeinen zwischen 1000 und 100000, das der Copolymeren zwischen 2000 und 200000, vorzugsweise 50000 bis 120000, bezogen auf die freie Säure. Geeignete, wenn auch weniger bevorzugte Verbindungen dieser Klasse sind Copolymere der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Vinylethern, wie Vinylmethylethern, Methylestern, Acrylamid und Methacrylamid, Ethylen, Propylen und Styrol, bei denen der Anteil der Säure mindestens 50% beträgt. Aber auch zur Verbesserung des Schmutztragevermögens der wäßrigen Waschflotte werden Polymerverbindungen eingesetzt. Beispiele hierfür sind Carboxymethyl-cellulose (CMC) und/oder Methylcellulose (MC).
Insbesondere hochkonzentrierte, wäßrige Zubereitungsformen dieser Polymerverbindungen zeichnen sich wie die tensidischen Zubereitungen durch einen ausgeprägten Schmiercharakter aus, der in den erfindungsgemäßen Verfahren die entscheidende Verarbeitungshilfe gibt. Gleichzeitig trocknen diese Polymerkomponenten bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Granulatkorns zu Polymerfilmen auf, die einerseits den Zusammenhang des Korns fördern, andererseits bei Zugabe insbesondere wäßriger Medien leicht wieder in den Zustand der Lösung bzw. Emulgierung oder Dispergierung übergehen. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von 3 bis 8 Gew.-% einer 30 bis 50 Gew.-%igen Lösung eines Polymers, insbesondere eines Copolymers von Acrylsäure und Maleinsäure in Wasser als Plastifizier- und/oder Gleitmittel. Vorteilhaft sind ebenso Mischungen aus diesen Polymerlösungen und den tensidischen, insbesondere aniontensidischen Plastifizier- und/oder Gleitmitteln.
Die Praxis kennt zahlreiche weitere natürliche oder synthetische Polymertypen, die hier ebenso erfindungsgemäß als Plastifizier- und/oder Gleitmittel Verwendung finden können. Lediglich als Beispiele seien hier Gelatine, Stärke und Stärkederivate sowie Polyvinylalkohol genannt.
Aus Gründen der hinreichenden Durchfeuchtung bzw. um ein Stauben des Vorgemisches zu vermeiden, können geringfügig größere Flüssigkeitsmengen benötigt werden. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, diese zusätzlichen Anteile als solche dem Vorgemisch und nicht etwa die als Gleitmittel eingesetzten Tensidpasten und/oder Polymerlösungen stärker zu verdünnen. Die Einführung solcher Flüssigkeitsmengen kann vor, während und/oder nach der Verarbeitung des Plastifizier- und/oder Gleitmittels erfolgen, wobei der Zusatz vor der Verarbeitung des Plastifizier- und/oder Gleitmittels bevorzugt ist. Es kommen jedoch nur derartig beschränkte Mengen an Flüssigphase(n) zum Einsatz, daß zunächst beim einfachen Vermischen eine rieselfähige, pulverförmige Struktur des Vorgemisches auch nach der Zugabe des Plastifizier- und/oder Gleitmittels erhalten bleibt. Der Gehalt des jeweiligen Stoffgemisches an freiem, nicht als Kristallwasser oder in vergleichbarer Form gebundenen Wassers liegt in dieser Verarbeitungsstufe vorzugsweise bei bis 12 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 10 Gew.-% und insbesondere im Bereich von etwa 4 bis 8 Gew.-%. Eingeschlossen ist in diesem Betrag der Wasseranteil, der über die Plastifizierungshilfsmittel mit Schmiercharakter eingetragen wird.
Gewünschtenfalls können nach der Zugabe des Plastifizier- und/oder Gleitmittels auch noch weitere Feststoffe zu dem Vorgemisch zugegeben werden. Die Gesamtmasse wird kurz nachgemischt, wobei ein festes, rieselfähiges Vorgemisch anfällt, das zur Beschickung der erfindungsgemäß eingesetzten Zahnrad-Preßwalze geeignet ist.
Anschließend können die Granulate wie in der internationalen Patentanmeldung WO-A- 91/02047 einem Verrundungsschritt zugeführt werden. Hier können übliche Rondiergeräte wie Marumerizer, aber auch Siebmühlen, wie sie im Handel beispielsweise ebenfalls von der Bepex GmbH erhältlich sind, eingesetzt werden. Derartige Siebmühlen besitzen den Vorteil, daß eventuell aufgetretene Grobkornanteile auf eine maximale Kornobergrenze verkleinert werden und die dabei entstandenen Anteile an feineren Granulaten ebenfalls wieder in das Vorgemisch rückgeführt werden können. Gleichzeitig ist es auch möglich, die Granulate in dieser Verfahrensstufe in an sich üblicher Weise mit festen Stoffen abzupudern oder mit flüssigen bis wachsartigen Substanzen wie Niotensiden, Schauminhibitoren, insbesondere Silikonölen und Paraffinen, sowie Textilweichmachern oder Parfümölen zu besprühen.
Im Anschluß daran wird das abschließend geformte Granulatkorn vorzugsweise einem Trocknungsschritt, beispielsweise einem Wirbelschichttrockner, zugeführt, in dem bei mäßig angehobenen Zulufttemperaturen, insbesondere bis maximal 80°C entsprechend mäßige Produkt-Endtemperaturen von beispielsweise zwischen 55 bis 60°C eingestellt, dann aber nicht überschritten werden. Nach hinreichender Trocknung erfolgt die Kühlung des Produkts beispielsweise mit Kaltluft. Hier kann der Gehalt an freiem Wasser im Granulat abgesenkt werden. Bevorzugte Restgehalte von nicht gebundenem Wasser liegen bei Werten von etwa 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1 bis 0,5 Gew.-%. Das anfallende, sehr staubarme Produkt kann zur Entfernung geringer mitgebildeter Grobanteile klassiert, beispielsweise abgesiebt werden. Der erfindungsgemäß einzustellende Kornanteil liegt dabei in aller Regel oberhalb 90%, vorzugsweise oberhalb 95% des granulierten Materials. Teilweise ist es möglich, diesen Trockenschritt auch direkt im Anschluß an die Verpressung des Primärgranulats und damit zeitlich vor der gewünschtenfalls vorgenommenen, abschließenden Formgebung in einem Rondiergerät durchzuführen.
Wenigstens anteilsweise ist aber auch die "innere Trocknung" der Granulate möglich: Durch die Mitverwendung von feuchtigkeitsbindenden Bestandteilen im Vorgemisch kann in der kurzen Verarbeitungszeitspanne der plastifizierende Effekt der vorgelegten Flüssiganteile ausgenutzt werden: Dann findet durch die Bindung wenigstens partieller Anteile dieser Flüssiganteile durch die eingemischten Bestandteile eine Trocknung des Granulats "von innen heraus" statt, so daß die äußere Trocknung abgekürzt werden kann oder ganz entfällt. Bestandteile, die in der Lage sind, Wasser in Form von Kristallwasser zu binden, sind beispielsweise Natriumsulfat und/oder Natriumcarbonat in wasserfreier oder wasserarmer Form oder auch ein vom Kristallwasser anteilsweise befreites Zeolith.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die primär gebildeten und noch plastischen Granulatkörner vor, während und/oder nach einer gegebenenfalls vorgenommenen Abrundung der weiteren Wirkstoffe beaufschlagt werden. Vorzugsweise können aber auch beispielsweise empfindliche, insbesondere temperaturempfindliche Rezepturbestandteile dem aufgetrockneten Granulat zugegeben, z. B. aufgesprüht und/oder als getrennt ausgebildetes Korn unter Ausbildung eines Mehrkorngemisches zugemischt werden. Die Erfindung erfaßt dabei sowohl den Bereich gebrauchsfertiger Mehrstoffgemische in Form einheitlicher Granulatkörper als auch Teilprodukte, die zur Rezepturvervollständigung nach der Abmischung mit weiteren Bestandteilen des jeweiligen betroffenen Wasch- und Reinigungsmittels bedürfen. Vorteilhafterweise sind mehr als 60 Gew.-% und insbesondere mehr als 70 Gew.-% des Gesamtstoffgemisches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Granulate mit hochverdichteter und fester Kornstruktur.
Nach einer besonders wichtigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Granulatsysteme eingesetzt, die eine Kombination von Granulaten unterschiedlicher Zusammensetzung darstellen. Auf diese Weise gelingt die lagerstabile Vereinigung potentiell reaktiver oder zumindest nur begrenzt verträglicher Komponenten. Ein Beispiel hierfür sind übliche Textilwaschmittel, die in dieser Aufbereitungsform jetzt jedoch wenigstens zwei Granulattypen in Mischung miteinander einsetzen. In einer ersten, beispielsweise kugelförmigen Granulattype wird die Bleichmittelkomponente, insbesondere kristallwasserhaltiges Perborat oder Natriumcarbonat unter Mitverwendung eines Anteils der Plastifizier- und/oder Gleitmittel pelletiert, in einem getrennten zweiten Granulatkorn wird der gegebenenfalls als Waschmittelbuildersubstanz eingesetzte Zeolith, insbesondere Zeolith NaA und/oder Zeolith P, mit dem Rest der Waschmittelbestandteile verpreßt. Die Lagerstabilität des Mischproduktes substantiell beeinflussende Interaktion zwischen Peroxybleichmittel und Zeolith - wie sie in pulverförmigen Zubereitungen zu berücksichtigen sind - sind auf diese Weise ausgeschlossen. Bei dieser Möglichkeit des Einsatzes von Granulatsystemen aus unterschiedlich zusammengesetzten Granulaten kann in nahezu beliebiger Kombination Gebrauch gemacht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die erfindungsgemäßen Granulate recycliert werden, d. h., sie können im ersten Verfahrensschritt in Kombination mit anderen Schritten zur Herstellung des plastifizierten Vorgemischs eingesetzt werden.
Die Materialdichten im Korn und somit auch die Schüttdichte des Granulats werden durch die bei dem Verpressen des homogenisierten Materials durch die Lochplatten eingesetzten Arbeitsdrücke maßgeblich mitbestimmt. Durch den Aufbau einer hinreichend verdichteten Grundstruktur der zu verpressenden Masse und Einsatz entsprechend hoher Dichtdrucke lassen sich z. B. bei üblichen Textilwaschmittel- Rezepturen Schüttdichten deutlich oberhalb 700 g/l, vorzugsweise oberhalb 750 g/l und insbesondere im Bereich von etwa 800 bis annähernd 1000 g/l verwirklichen. So sind auf Basis handelsüblicher Textilwaschmittelformulierungen Schüttdichten im Bereich von 850 bis 980 g/l bei gleichzeitig guter Rieselfähigkeit und einer bevorzugt hohen, einheitlichen, kugelförmigen Kornstruktur einstellbar. In ähnlichen Einsätzen sind rieselfähige Granulate im Trockenzustand mit einheitlichen Schüttdichten von 950 bis 980 g/l bei einer durchschnittlichen Teilchengröße der kugelförmigen Granulate im Bereich von beispielsweise etwa 1 mm verwirklicht worden.
Wie bereits vorstehend erörtert, zeichnet sich das erfindungsgemäßen Verfahren durch einen sehr geringen Rückgut-Anteil aus. Dieser Rückgut-Anteil nach der Siebung des Granulats über ein 1,6 mm-Sieb lag jeweils im Bereich von höchstens 10 Gew.-%. Analog zur konventionellen Waschmittelaufbereitung können empfindliche Rezepturbestandteile, beispielsweise Aktivatoren für Bleichmittel, Enzyme, Entschäumer, insbesondere Silikonentschäumer, Parfüm und dergleichen, dem Granulat zugesetzt werden. Selbst dann werden noch immer Waschmittelprodukte mit Schüttdichten im Bereich von etwa 900 g/l erhalten.
Die heute marktüblichen Textilwaschmittel in Form rieselfähiger Pulver und/oder Granulate enthalten in aller Regel eine Kombination von aniontensidischen und niotensidischen Waschaktivkomponenten. Im allgemeinen machen die Aniontensidkomponenten den größten Anteil und die Niotenside den kleineren Anteil des Tensidgemisches aus. So können Textilwaschmittelkonzentrate mit Tensidgehalten beispielsweise bis 35 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von etwa 15 bis 25 Gew.-% hergestellt werden, ohne daß Verklebungen und/oder Produkterweichungen zu befürchten sind, wie sie in den marktgängigen, pulverförmigen Abmischungen bei solchen Anhebungen des Tensidgehalts vereinzelt auftreten. Durch die Kombination der Maßnahmen der Verdichtung der Stoffgemische zu hohen Schüttdichten und einer gleichzeitigen Anhebung der waschaktiven Inhaltsstoffe, insbesondere der Tenside in ihrem Mengenanteil im Waschmittelgemisch wird das Ziel raumsparender und verpackungsarmer Waschmittelzubereitungen optimal verwirklicht, ohne den Bereich rieselfähiger, lagerstabiler und alle sonstige Anforderungen erfüllender Waschmittelzubereitungen verlassen zu müssen.
Die Aufbereitung von Wasch- und Reinigungsmitteln im erfindungsgemäßen Verfahrenstyp der Granulation zur vorbestimmten Teilchengröße bringt eine Vielzahl von Vorteilen:
Es hat sich gezeigt, daß im erfindungsgemäßen Verfahren das Bleichmittel, insbesondere Natriumperborat in Form des Monohydrats und/oder des Tetrahydrats schon in der zu klassifizierenden und dann zu verpressenden Rohmasse mitverarbeitet werden kann, ohne daß substantielle Verluste an Perborat auftreten. Damit enthält jedes Granulatkorn den vorbestimmten Granulatanteil an Peroxybleichmittel. Der Einsatz von sprühgetrockneten Granulaten mit variabler Zumischung ist möglich. Auf der anderen Seite sind zur Herstellung der zu verpressenden Rohmassen weder sprühgetrocknete Pulver/Granulate noch vorgebildete Pulver mit Bead-Struktur erforderlich. Der Einsatz bzw. Zusatz von Schwerpulvern der einzelnen Rohstoffe ist nicht erforderlich. Die Verarbeitung der in Wasch- und Reinigungsmitteln üblicherweise eingesetzten Niotenside wird problemlos, die in der Sprühtrocknung hier auftretenden Pluming- Effekte, siehe Definition in Römpp Chemielexikon, 4. Auflage, Band 5, S. 3488, entfallen. Die Niotenside werden durch Einarbeitung in das Stoffgemisch vor dem Preßschritt problemlos zugeführt, sie können hier sogar als hochkonzentriertes, wäßriges Gel bzw. Paste wertvolle Verfahrenshilfe in der geschilderten Weise leisten.
Die mögliche Einarbeitung von Entschäumern in flüssiger Form erspart ein Verfahren zur getrennten Herstellung von Entschäumer-Feststoffträger-Konzentraten. Hierdurch entfällt die Zumischung von Entschäumer-Granulat bei der Waschmittelaufbereitung. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, den Entschäumer direkt in das Plastifizier­ und/oder Gleitmittel einzumischen.
Die Erfindung betrifft in einer besonderen Ausführungsform Universalwaschmittel für Textilien, die in dieser Angebotsform der gut rieselfähigen Granulate mit Schüttdichten oberhalb 750 g/l, insbesondere oberhalb 800 g/l, beispielsweise im Bereich von 850 bis 950 g/l vorliegen und in einer besonders wichtigen Ausführungsform durch eine einheitliche Teilchenform und -größe gekennzeichnet sind. Die bevorzugte Teilchenform ist die Kugelform. Bevorzugte Teilchengrößen liegen hier im Bereich von 0,5 bis 10 mm Kugeldurchmesser, insbesondere im Bereich von etwa 1 bis 5 mm. Die Rezepturbestandteile können dabei in Art und Menge den heute üblichen buildersubstanzhaltigen Textilwaschmitteln entsprechen.
Es folgen allgemeine Angaben zur Zusammensetzung geeigneter Wirkstoffgemische, wobei hier insbesondere heute übliche Bestandteile von Textilwaschmitteln zusammengefaßt sind.
Als anionische Tenside eigenen sich beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate und Sulfate. Als Tenside vom Sulfonattyp kommen Alkylbenzolsulfonate (C₉- bis C₁₃-Alkyl), Olefinsulfonate, d. h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus C₁₂- bis C₁₈-Monoolefinen mit end- oder innenständiger Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende alkalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält, in Betracht. Geeignet sind auch die Alkansulfonate, die aus C₁₂- bis C₁₈-Alkanen durch Sulfochlorierung oder Sulfoxidation und anschließende Hydrolyse bzw. Neutralisation bzw. durch Bisulfitaddition an Olefine erhältlich sind, sowie insbesondere die Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonate), z. B. die α-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren.
Geeignete Tenside vom Sulfattyp sind die Schwefelsäuremonoester aus primären Alkoholen natürlichen oder synthetischen Ursprungs, insbesondere aus Fettalkoholen, z. B. aus Kokosfettalkohol, Talgfettalkohol, Oleylalkohol, Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol oder den C₁₀-C₂₀-Oxoalkoholen, und diejenigen sekundären Alkohole dieser Kettenlänge. Auch die Schwefelsäuremonoester mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C₉-C₁₁-Alkohole mit dem Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid, sind geeignet. Bevorzugte Fettalkylsulfate leiten sich von aus Kokosöl, Palm- und Palmkernöl gewonnenen Fettalkoholgemischen, die zusätzlich noch Anteile an ungesättigten Alkoholen, z. B. an Oleylalkohol, enthalten können, ab. Eine bevorzugte Verwendung finden dabei Gemische, in denen der Anteil der Alkylreste zu 30 bis 70 Gew.-% auf C₁₂ zu 18 bis 30 Gew.-% auf C₁₄, zu 5 bis 15 Gew.-% auf C₁₆, unter 3 Gew.-% auf C₁₀ und 0 bis 40 Gew.-% auf C₁₈ verteilt sind. Ebenso eignen sich sulfatierte Fettsäuremonoglyceride.
Ebenso bevorzugte Aniontenside sind die Salze der Alkylsulfobernsteinsäure, die auch als Sulfosuccinate oder als Sulfobernsteinsäureester bezeichnet werden und die Monoester und/oder Diester der Sulfobernsteinsäure mit Alkoholen, vorzugsweise Fettalkoholen und insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen darstellen. Bevorzugte Sulfosuccinate enthalten C₈- bis C₁₈-Fettalkoholreste oder Mischungen aus diesen. Insbesondere bevorzugte Sulfosuccinate enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fettalkoholen ableitet, die für sich betrachtet nicht ionische Tenside darstellen. Dabei sind wiederum Sulfosuccinate, deren Fettalkoholreste sich von ethoxylierten Fettalkoholen mit eingeengter Homologenverteilung ableiten, besonders bevorzugt.
Als weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen, vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.-% in Betracht. Geeignet sind gesättigte Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure oder Stearinsäure, sowie insbesondere aus natürlichen Fettsäuren, z. B. Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, abgeleitete Seifengemische.
Die anionischen Tenside können in Form ihrer Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-, Di- oder Triethanolamin vorliegen. Vorzugsweise liegend die anionischen Tenside in Form ihrer Natrium- oder Kaliumsalze vor. Der Gehalt erfindungsgemäßer Waschmittel an anionischen Tensiden bzw. an anionischen Tensidgemischen beträgt vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere 8 bis 30 Gew-%.
Als nichtionische Tenside sind Anlagungsprodukte von 1-40, vorzugsweise von 2-20 Mol Ethylenoxid an ein Mol einer aliphatischen Verbindung mit im wesentlichen 10-20 Kohlenstoffatomen aus der Gruppe der Alkohole, Carbonsäuren, Fettamine, Carbonsäureamide und Alkansulfonamide verwendbar.
Als nichtionische Tenside dienen vorzugsweise flüssige ethoxylierte und/oder propoxylierte Alkohole, die sich von primären Alkoholen mit vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und durchschnittlich 1 bis 12 Mol Alkylenoxid ableiten, in denen der Alkoholrest linear oder in 2-Stellung methylverzweigt sein kann, bzw. lineare oder methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalkoholresten vorliegen. Insbesondere sind jedoch lineare Reste aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen bevorzugt, wie z. B. aus Kokos-, Talgfett- oder Oleylalkohol. Insbesondere werden C₁₂-C₁₄-Alkohole mit drei Mol Ethylenoxid oder vier Mol Ethylenoxid, C₉-C₁₁-Alkohol mit 7 Mol Ethylenoxid, C₁₃-C₁₅- Alkohole mit drei Mol Ethylenoxid, fünf Mol Ethylenoxid, sieben Mol Ethylenoxid oder acht Mol Ethylenoxid, C₁₂-C₁₈-Alkoholen mit drei Mol Ethylenoxid, fünf Mol Ethylenoxid oder sieben Mol Ethylenoxid oder Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C₁₂ bis C₁₄-Alkohol mit drei Mol Ethylenoxid und C₁₂- bis C₁₈-Alkohol mit fünf Mol Ethylenoxid eingesetzt.
Die angegebenen Ethoxylierungsgrade 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 Range Ethoxylates, NRE). Insbesondere sind Alkoholethoxylate bevorzugt, die durchschnittlich 2 bis 8 Ethylenoxidgruppen aufweisen.
Außerdem können als weitere nichtionische Tenside auch Alkylpolyglycoside der allgemeinen Formel RO (G)x eingesetzt werden, in der R einen primären, geradkettigen oder in 2-Stellung methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glucoseeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Oligomerisierungsgrad x, der die Verteilung von Monoglycosiden oder Oligoglycosiden angibt, ist eine beliebige Zahl zwischen 1 und 10.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der allgemeinen Formel
in der R₂ - CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R₃ 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. Vorzugsweise werden als Polyhydroxyfettsäureamide Fettsäure-N-alkylglucamide eingesetzt, in der R₃ für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe, R₂ - CO für den Acylrest einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure und [Z] für einen Glucoserest steht.
Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser Wasserstoffperoxid liefernden Verbindungen haben das Natriumperborattetrahydrat, Natriumperboratmonohydrat und das Natriumpercarbonat besondere Bedeutung. Weitere brauchbare Bleichmittel sind beispielsweise Peroxypyrophosphate, Citratperhydrate sowie Wasserstoffperoxid liefernde persaure Salze oder Persäuren, wie Perbenzoate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure oder Diperdodekandisäure. Der Gehalt der Mittel an Bleichmittel beträgt vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-% und insbesondere 10 bis 20 Gew.-%, wobei vorteilhafterweise Perboratmonohydrat oder Percarbonat eingesetzt werden.
Um beim Waschen bei einer Temperatur von 60°C und darunter eine verbesserte Bleichwirkung zu erreichen, können Bleichaktivatoren in die Präparate eingearbeitet werden. Beispiele hierfür sind mit Wasserstoffperoxid organische Persäuren bildende N- Acyl- bzw. O-Acyl-Verbindungen, vorzugsweise N,N′-tetraacylierte Diamine, ferner Carbonsäureanhydride und Ester von Polyolen wie Glucosepentaacetat. Der Gehalt der bleichmittelhaltigen Mittel an Bleichmittelaktivatoren liegt in dem üblichen Bereich, vorzugsweise zwischen 1 und 10 Gew.-% und insbesondere zwischen 2 und 8 Gew.-%. Besonders bevorzugte Bleichaktivatoren sind N,N,N′,N′-Tetraacetylethylendiamin, 1,4- Diacetyl-2,4-dioxo-hexahydro-1,3,5-triazin, ferner Carbonsäureanhydride und Ester von Polyolen, wie Glucosepentaacetat.
Neben den wasserlöslichen Nonionics sind auch nicht beziehungsweise nicht vollständig wasserlösliche Polyglykolether mit 2 bis 7 Ethylenglykoletherresten im Molekül von Interesse, insbesondere, wenn sie zusammen mit wasserlöslichen, nichtionischen oder anionischen Tensiden eingesetzt werden.
Als organische oder anorganische Gerüstsubstanzen eignen sich schwach sauer, neutral oder alkalisch reagierende lösliche und/oder unlösliche Komponenten, die Calciumionen ausfällen oder komplex zu binden vermögen. Geeignete und insbesondere ökologisch unbedenkliche Substanzen, wie feinkristalline, synthetische wasserhaltige Zeolithe vom Typ NaA, die ein Calciumbindevermögen im Bereich von 100-200 mg CaO/g (gemäß den Angaben der DE 24 12 837) aufweisen, und/oder Zeolith P finden eine bevorzugte Verwendung. Ihre mittlere Teilchengröße liegt üblicherweise im Bereich von 1-10 Mikrometer (Meßmethode: Coulter Counter; Volumenverteilung). Ihr Gehalt beträgt im allgemeinen 0-40, vorzugsweise 10-30 Gew.-%, bezogen auf die wasserfreie Substanz. Zeolith NaA fällt bei seiner Herstellung als wasserhaltiger Slurry (Masterbatch) an, der nach heute üblichen Verfahren der Herstellung von Textilwaschmitteln einer Trocknung, insbesondere einer Sprühtrocknung unterworfen wird. Ihr Wassergehalt liegt vorzugsweise zwischen 19 und 22 Gew.-%. Sie weisen praktisch keine Teilchen größer als 30 µm auf und bestehen vorzugsweise aus wenigstens 80% Teilchen einer Größe kleiner als 10 µm. Geeignet sind insbesondere Zeolith A und Zeolith P, ferner auch Zeolith X sowie Mischungen aus A und X und/oder P. Mengenangaben und Gewichtsverhältnisse, die den Gerüststoff treffen, werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung - sofern nichts anderes angegeben ist - auf wasserfreie Aktivsubstanz bezogen.
Geeignete Substitute beziehungsweise Teilsubstitute für Phosphate und Zeolith sind einmal kristalline, schichtförmige Silikate der allgemeinen Formel NaMSixO2x+1·yH₂O, wobei M Natrium oder Wasserstoff bedeutet, x eine Zahl von 1,9-4 und y eine Zahl von 0-20 ist. Derartige Schichtsilikate werden beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung 0164514 beschrieben. Insbesondere sind sowohl β- als auch δ- Natriumdisilikate Na₂Si₂O₅·yH₂O bevorzugt. Weitere Buildersubstanzen sind amorphe Silikate mit Sekundärwaschvermögen, beispielsweise solche gemäß DE-P 44 00 024.3, DE-P 44 19 745.4 und DE-P 44 46 363.4. Erfindungsgemäß wird es auch möglich sein, Zeolith und/oder das kristalline Schichtsilikat und/oder das amorphe Silikat als Mischungen einzusetzen, wobei das Mischungsverhältnis beliebig ist. Vorzugsweise wird jedoch Zeolith entweder allein oder mit einem Gewichtsverhältnis Zeolith zu kristallinem Schichtsilikat oder amorphem Silikat mit Sekundärwaschvermögen von 10 : 1 bis 1 : 3 und insbesondere 3 : 1 bis 1 : 1 eingesetzt. Erfindungsgemäß ist es weiter möglich, den Zeolith oder wenigstens Zeolithanteile in Form des nicht getrockneten Masterbatch oder eines nur anteilsweise angetrockneten und damit lediglich beschränkt in Wassergehalt abgereicherten Materials der Vormischung zuzuführen.
Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise Polycarboxylate, die vorzugsweise in Form ihrer Natriumsalze eingesetzten Polycarbonsäuren, wie Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutaräure, Aminocarbonsäure, Nitrilotriessigsäure (NTA), sofern ein derartiger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist, sowie Mischungen aus diesen und (co)-polymeren Polycarbonsäuren und Polycarboxylaten, wie die Natriumsalze der Polyacrylsäuren oder Polymethacrylsäuren, beispielsweise solche mit einer relativen Molekülmasse von 800 bis 150000 (auf Säure bezogen) sowie insbesondere solche der Acrylsäure mit Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure bevorzugt sind, zusätzlich enthalten. Als besonders gut 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 5000 bis 200000, vorzugsweise 10000 bis 120000 und insbesondere 50000 bis 100000. Insbesondere bevorzugt sind auch biologisch abbaubare Terpolymere, beispielsweise solche, die gemäß der DE-A-43 00 772 als Monomere Salze der Acrylsäure und der Maleinsäure sowie Vinylalkohole bzw. Vinylalkohol-Derivate oder gemäß der DE-C-42 21 381 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 P 44 17 734.8 beschrieben werden und als Monomere vorzugsweise Acrolein und Acrylsäure/Acrylsäuresalze bzw. Acrolein und Vinylacetat aufweisen.
In Fällen, in denen ein Phosphatgehalt toleriert wird, können auch Phosphat mitverwendet werden, insbesondere Pentanatriumtriphosphat, gegebenenfalls auch Pyrophosphate wie Orthophosphate, die in der ersten Linie als Fällungsmittel für Kalksalze wirken. Der Gehalt an Phosphaten, bezogen auf Pentanatriumtriphosphat liegt unter 30 Gew.-%. Es werden hier jedoch bevorzugt Mittel ohne Phosphatgehalt eingesetzt.
Geeignete anorganische, nicht komplexbildende Salze sind die - auch als Waschalkalien bezeichneten - Bicarbonate, Carbonate, Borate oder Silikate der Alkalien; von den Alkalisilikaten sind vor allem die Natriumsilikate mit einem Verhältnis Na₂O : SiO₂ wie 1 : 1 bis 1 : 3,5 brauchbar (siehe oben).
Zu den sonstigen Waschmittelbestandteilen zählen Vergrauungsinhibitoren (Schmutzträger), Schauminhibitoren, optische Aufheller, Enzyme, textilweichmachende Stoffe, Farb- und Duftstoffe sowie Neutralsalze.
Vergrauungsinhibitoren haben die Aufgabe, den von der Faser abgelösten Schmutz in der Flotte suspendiert zu halten und so das Vergrauen zu verhindern. Hierfür sind wasserlösliche Kolloide meist organischer Natur geeignet, beispielsweise die wasserlöslichen Salze polymerer Carbonsäuren, Leim, Gelatine, Salze von Ethercarbonsäuren oder Ethersulfonsäuren der Stärke und der Cellulose, Ethersufonsäuren oder Salze von sauren Schwefelsäureestern der Cellulose oder der Stärke. Auch wasserlösliche, saure Gruppen enthaltende Polyamide sind für diesen Zweck geeignet. Weiterhin lassen sich lösliche Stärkepräparate und andere als die obengenannten Stärkeprodukte verwenden, z. B. abgebaute Stärke, Aldehydstärken usw. Auch Polyvinylpyrrolidon ist brauchbar. Bevorzugt werden jedoch Carboxymethylcellulose (Natriumsalz), Methylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose und deren Gemische sowie Polyvinylpyrrolidon, beispielsweise in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Mittel, eingesetzt.
Das Schäumvermögen der Tenside läßt sich durch Kombination geeigneter Tensidtypen steigern oder verringern; eine Verringerung läßt sich ebenfalls durch Zusätze nicht­ tensidartiger Substanzen erreichen. Ein verringertes Schäumvermögen, das beim Arbeiten in Maschinen erwünscht ist, erreicht man vielfach durch Kombination verschiedener Tensidtypen, z. B. von Sulfaten und/oder Sulfonaten mit nichtionischen Tensiden und/oder mit Seifen. Bei Seifen steigt die schaumdämpfende Wirkung mit dem Sättigungsgrad und der C-Zahl des Fettsäuresalzes an. Als schauminhibierende Seifen eignen sich daher solche Seifen natürlicher oder synthetischer Herkunft, die einen hohen Anteil an C₁₈-C₂₄-Fettsäuren aufweisen. Geeignete nichttensidartige Schauminhibitoren sind beispielsweise Organopolysiloxane und deren Gemische mit mikrofeiner, gegebenenfalls silanierter Kieselsäure sowie Paraffine, Wachse, Mikrokristallinwachse und deren Gemische mit silanierter Kieselsäure. Auch von C₁₂- bis C₂₀-Alkylaminen und C₂- bis C₆-Dicarbonsäuren abgeleitete Bisacylamide sind brauchbar. Mit Vorteil werden auch Gemische aus verschiedenen Schauminhibitoren verwendet, z. B. solche aus Silikonen, Paraffinen oder Wachsen. Vorzugsweise sind die Schauminhibitoren auf eine granulare, in Wasser lösliche bzw. dispergierbare Trägersubstanz gebunden oder werden dem Plastifizien und/oder Gleitmittel beigemischt.
Zusätzlich können die Mittel Enzymstabilisatoren enthalten. Beispielsweise können 0,5 bis 1 Gew.-% Natriumformiat eingesetzt werden. Möglich ist auch der Einsatz von Proteasen, die mit löslichen Calciumsalzen und einem Calciumgehalt von vorzugsweise etwa 1,2 Gew.-%, bezogen auf das Enzym, stabilisiert sind. Besonders vorteilhaft ist jedoch der Einsatz von Borverbindungen, beispielsweise von Borsäure, Boroxid, Borax und anderen Alkalimetallboraten, wie den Salzen der Orthoborsäure (H₃BO₃), der Metaborsäure (HBO₂) und der Pyroborsäure (Tetraborsäure H₂B₄O₇).
Die Waschmittel können als optische Aufheller Derivate der Diaminostilbendisulfonsäure bzw. deren Alkalisalze enthalten.
Geeignet sind beispielsweise Salze der 4,4′-Bis(2-anilino-4-morpholino-1,3,5-triacin-6-yl- amino)-stilben-2,2′-disulfonsäure oder gleichartig aufgebaute Verbindungen, die anstelle der Morpholinogruppe eine Diethanolaminogruppe, eine Methylaminogruppe, eine Anilinogruppe oder eine 2-Methoxyaminogruppe tragen. Weiterhin können Aufheller des Typs des substituierten 4,4′-Distyryl-diphenyls anwesend sein; beispielsweise die Verbindungen 4,4′-Bis(4-chlor-3-sulfostyryl)-diphenyl. Auch Gemische der vorgenannten Aufheller können verwendet werden.
Als Enzyme kommen solche aus der Klasse der Proteasen, Lipasen, Cutinasen, Cellulasen und Amylasen bzw. deren Gemische in Frage. Besonders gut geeignet sind aus Bakterienstämmen oder Pilzen, wie Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis oder Streptomyces griseus gewonnene enzymatische Wirkstoffe. Vorzugsweise werden Proteasen vom Sulbtilis-Typ und insbesondere Proteasen, die aus Bacillus Lentus gewonnen werden, vorteilhaft im Gemisch mit anderen Enzymen eingesetzt. Die Enzyme können an Trägerstoffen adsorbiert und/oder in Hüllsubstanzen eingebettet sein, um sie gegen vorzeitige Zersetzung zu schützen. Ihr Anteil kann etwa 0.2 bis 2 Gew-% betragen.
Als Stabilisatoren insbesondere für Perverbindungen oder Enzyme können die Salze der Polyphosphonsäuren, Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure (HEDP) und Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure (EDTMP) oder Diethylentriamin­ pentamethylenphosphonsäure (DTPMP bzw. DETPMP) in Betracht kommen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind daher Gegenstand der vorliegenden Erfindung ebenso Granulate, die nach der vorgenannten Art erhalten worden sind, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie eine Schüttdichte von oberhalb 700 g/l, vorzugsweise 750 bis 1.000 g/l und insbesondere 850 bis 980 g/l, aufweisen und als gebrauchsfertiges Mehrstoffgemisch in Form einheitlicher Granulate oder als Kombination von Granulaten unterschiedlicher Zusammensetzung oder als Teilprodukt, das zur Rezepturvervollständigung noch der Abmischung mit weiteren Bestandteilen üblicher Wasch- und Reinigungsmittel bedarf, darstellt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind schließlich Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend Granulate der vorgenannten Art, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie einen Gehalt an Tensiden von bis zu 35 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 25 Gew.-% enthalten.
Beispiel
Zur Herstellung von Textilwaschmitteln in Form der erfindungsgemäßen lagerstabilen, rieselfähigen Granulate wurde zunächst ein plastifizierbares, festes, rieselfähiges Vorgemisch durch Umsetzung von 61,6 Gew.-% eines sprühgetrockneten Granulats, 5 Gew.-% eines Alkylsulfatcompounds, 20,7 Gew.-% Natriumperboratmonohydrat, 3,5 Gew.-% C₁₂-C₁₈-Fettalkohol mit 7 EO, 1,7 Gew.-% Polyethylenglykol (PEG 400) 1,8 Gew.-% Soda (wasserfrei) und 5,6% einer 30%-igen wäßrigen Polycarboxylat-Lösung (Sokalan® CP5) vermischt und aufgearbeitet. Zusammensetzung des sprühgetrockneten Granulats:
  • - 27,4 Gew.-% eines Tensidgemisches aus Natrium-Dodecylbenzolsulfonat (ABS) und aus mit 5 Ethylenoxidgruppen (EO) umgesetzten Talgfettalkohol im Verhältnis 24 : 1;
  • - 9,4 Gew.-% einer calcinierten Soda,
  • - 39,4 Gew.-% Zeolith NaA als wasserfreie Substanz,
  • - 4 Gew.-% eines Acrylsäurecopolymers (Sokalan® CP5 der BASF AG),
  • - 9,9 Gew.-% gebundenes Wasser,
  • - 3,6 Gew.-% freies Wasser und
auf 100 Gew.-% Natriumsulfat und Salze aus Rohstoffen.
Bei der Vorgemischherstellung wurden in einem Chargenmischer von 130 l, welcher mit einem Messerkopfzerkleinerer ausgerüstet war, die festen Komponenten vorgelegt und anschließend bei laufendem Mischer zunächst das vorgemischte Niotensid/PEG 400- Gemisch und im Anschluß daran die Carboxylatlösung zugegeben und 30 Sekunden nachgemischt.
Das erhaltene Vorgemisch war rieselfähig und konnte zur Beschickung der erfindungsgemäßen Granulieranlage, einer Zahnradpreßwalze, zugeführt werden.
Für das Verpressen des plastifizierbaren, festen und rieselfähigen Vorgemischs durch Lochformen waren folgende Granulierbedingungen einzuhalten:
Die im Rahmen der Granulierung eingesetzte erfindungsgemäße Zahnradpreßwalze war ein von der Firma Bepex GmbH, Bundesrepublik Deutschland, unter der Bezeichnung Granulatformmaschine GCS 200/40 erhältliches Modell, wobei typischerweise ein Durchsatz von 0,2 m³ pro Stunde bei einem typischen Lochdüsendurchmesser von 1,5 mm durchgeführt wurde, wobei Produkt-Auslaß bzw. Austragstemperaturen von 58°C eingesetzt wurden. Eine Kühlung der Apparatur war nicht erforderlich. Die optimal hieran anschließende Chargenrondierung wurde innerhalb einer Chargenzeit von 1 min bei einer Rotorumfangsgeschwindigkeit von 8 m/s in Gegenwart von 3,2 Gew.-% Zeolith NaA-Pulver durchgeführt. Nach der Siebung über ein 1,6 mm-Sieb erhielt man hieraus in einer Granulatausbeute von 90% ein Granulat mit einer Granulatschüttdichte von etwa 820 g/l.
Das Grobkorn konnte ohne Vermahlung rückgeführt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von granularen Wasch- oder Reinigungsmitteln oder Komponenten hierfür durch das Verpressen eines plastifizierbaren und festen, rieselfähigen Vorgemisches durch Lochformen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Lochformen in zwei gegeneinanderlaufenden und ineinandergreifenden Zahnrad- Preßwalzen angeordnet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Lochdüsen der rotierenden Zahnrad-Preßwalzen austretenden Stränge durch feststehende oder bewegliche Messer geschnitten werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Preßwalze 10 bis 200 bar, vorzugsweise zwischen 10 und 130 bar, insbesondere 30 bis 60 bar beträgt und die Preßdüse ein Granulatkorn von 0,5 bis 10 mm, vorzugsweise 1 bis 5 mm, erzeugt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßwalze einen Granulierkopf mit auswechselbaren Düseneinsätzen aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorgemisch in den Zahnrad-Preßwalzen vorgeschalteten Mischern homogenisiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Zahnrad-Preßwalzen plastifizierte Vorgemische zugeführt werden, welche zu 2 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise zu 10 bis 45 Gew.-% und insbesondere oberhalb von 10 Gew.-%, beispielsweise zu 15 bis 40 Gew.-% rückgeführte Anteile enthalten.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobkornanteile vor deren Rückführung nicht vermahlen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verrundungsschritt nachgeschaltet wird, wobei übliche Rondiergeräte, beispielsweise Marumerizer oder Siebmühlen, eingesetzt werden.
9. Granulat, erhalten nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schüttdichte von oberhalb 700 g/l, vorzugsweise 750 bis 1000 g/l und insbesondere 850 bis 980 g/l aufweist und als gebrauchsfertiges Mehrstoffgemisch in Form einheitlicher Granulate oder als Kombination von Granulaten unterschiedlicher Zusammensetzung oder als Teilprodukt, das zur Rezepturvervollständigung noch die Abmischung mit weiteren Bestandteilen üblicher Wasch- und Reinigungsmittel bedarf, darstellt.
10. Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend Granulate gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Gehalt an Tensiden bis zu 40 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 15 und 25 Gew.-% enthalten.
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