DE19542570A1 - Verfahren zur Herstellung von granularen Wasch- oder Reinigungsmitteln oder Komponenten hierfür - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von granularen Wasch- oder Reinigungsmitteln oder Komponenten hierfürInfo
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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.
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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1996
- 1996-11-06 WO PCT/EP1996/004841 patent/WO1997018290A1/de not_active Application Discontinuation
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