DE2548639A1

DE2548639A1 - Verfahren zur herstellung einer reinigungsmittelzusammensetzung in granulatform

Info

Publication number: DE2548639A1
Application number: DE19752548639
Authority: DE
Inventors: Richard Shaw Johnson; John Kenneth Potter
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1974-10-31
Filing date: 1975-10-30
Publication date: 1976-05-06
Also published as: JPS5844120B2; SE419097B; SE7512195L; JPS5167302A; FR2289608B1; FI57271C; FI753001A; FR2289608A1; CA1051742A; NL7512568A; BE834911A; DE2548639C2; ES442248A1; IT1047240B; FI57271B; DK488975A; GB1517713A

Description

DR. A. VAN DERWERTH DR. FRANZ LEDERER REINER F. MEYER ■

DiPL-ING. (1934^1974) DIPL-CHEM. DIPL-ING.

8000 MÖNCHEN 80

LUCILE-GRAHN-STRASSE 22

TELEFON: (089) 472947 TELEX: 524624 LEDER D TELEGR.: LEDERERPATENT

29.Oktober 1975 C. 766

UNILEVER N.V.

Burgemeester s'Jacobplein 1, Rotterdam, Niederlande

Verfahren zur Herstellung einer Reinigungsmittelzusammensetzung in Granulatform

Me Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Reinigungsmittelzusammensetzungen in Granulatform.

Eine feste Reinigungsmittelzusammensetzung wird für den Markt gewöhnlich in Form eines granulatförmigen Feststoffes hergestellt. Üblich angewandte Arbeitsweisen zur Herstellung dieser Granulate sind Sprühtrocknen, Sprühkühlen und Trockenmischen. Diese Arbeitsweisen werden zur Herstellung von Granulen mit einem Durchmesser von etwa 0,3 mm bis 3 mm angewandt. Diese Arbeitsweisen können in Kombination angewandt werden, z. B. kann ein Bestandteil in ein sprühgetrocknetes Produkt trocken eingemischt werden.

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In der deutschen Patentanmeldung P 2 352 393 ist die Verwendung einer Vorrichtung beschrieben, welche einen innerhalb einer zylindrischen, glatten Seitenwand drehbaren Grundteller aufweist, um eine Reinigungsmittel zusammensetzung aus Pulverbestandteilen zu granulieren. Bei dieser zuvor beschriebenen Arbeitsweise werden die Reinigungsmittelbestandteile in Pulverform zu einem praktisch waagerechten, kreisringförmig sich drehenden Bett geformt und mit einem flüssigen Bindemittel in Kontakt gebracht, das aus einem Bestandteil während der Rotation freigesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Vorrichtung für die Nachgranulierungsbehandlung von Granulen angewandt, welche nach einer anderen, nicht auf Extrusion beruhenden Granuliertechnik gebildet wurden.

So wird eine Reinigungsmittelzusammensetzung zuerst in Granulenform hergestellt, z. B. durch Sprühtrocknen einer Aufschlämmung der Zusammensetzung oder durch Aggregation der Pulverbestandteile, z. B. Pfannengranulation, und sie wird dann in der zuvor beschriebenen Vorrichtung anschließend behandelt. Eine andere Vorrichtung, die für die ursprüngliche Granulierungsstufe verwendet werden kann, besteht in einer offenen Schüssel mit einer zentralen, senkrechten Welle. Die Schüssel ist auf einem Vibrationstisch montiert, der der Schüssel eine kreisende, oszillierende Bewegung erteilt. Das Material in der Schüssel erfährt eine Taumel- und Rollbewegung. Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist eine Beschichtungsmaschine, wie sie im Handel unter der Bezeichnung "Vibro-Energy" von William Boulton, Bursiem, England erhältlich ist. Die hier vorgeschlagene Nachgranulierungsvorrichtung ist als Vorrichtung zur Überführung von extrudierten Materialien in Kugelform bekannt. Die Behandlung von extrudierten Materialien fällt jedoch nicht

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unter die vorliegende Erfindung.

Die Anwendung dieser Nachgranulierungsbehandlung ermöglicht es, die Schüttdichte des Ansatzes so auszuwählen, daß sie für den Ansatz geeignet ist. Bei der Verarbeitung von Reinigungsmittelansätzen tritt es nicht selten auf, daß ein Bestandteil des Ansatzes verändert wird, und daß mit den zuvor angewandten Verarbeitungsbedingungen ein Ansatz mit einer unterschiedlichen, niedrigeren Schüttdichte erhalten wird. Falls die zuvor vorhandene, hohe Schüttdichte erwünscht ist, muß eine beträchtliche Arbeit aufgewandt werden, um die Verarbeitungsparameter so zu variieren, daß die zuvor erreichte Dichte erhalten wird. Es sei gedoch darauf hingewiesen, daß es eine Grenze hinsichtlich der Steigerung der Schüttdichte gibt, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden kann; üblicherweise beträgt diese Steigerung nicht mehr als 60 % der ursprünglichen Schüttdichte. Die Hachgranulierungsbehandlung wird ohne Zugabe eines Bindemittels durchgeführt.

Vorzugsweise erfolgt die Verdichtungsbehandlung für eine Zeitspanne von wenigstens etwa 0,5 Minuten und besonders bevorzugt 3 Minuten. Die Verdichtung wird vorzugsweise solange durchgeführt, bis die Schüttdichte um wenigstens etwa 0,1 g/ccm erhöht worden ist.

Die Verwendung der beschriebenen Vorrichtung ermöglicht es, daß sogar bei einer Veränderung der Ansatzbestandteile in der ersten Granulationsstufe eine bleibende Schüttdichte.erreicht werden kann. Die in der Vorrichtung vorgeschlagene Behandlung führt zu einer Erhöhung bzw. Steigerung der Schüttdichte, wobei eine solche Steigerung von der Behandlungszeit abhängt. Auf diese Weise können durch Veränderung dieses Parameters in der nachfolgenden Behandlungsstufe Ansätze von bleibender Schüttdichte hergestellt werden. Schüttdichten im Bereich von 0,25

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bis 1 g/ccm können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden. Die Zeit, die zwischen der Granulierstufe und der Nachgranulierstufe verstreichen kann, hängt von dem. verwendeten Granulierprozeß ab. Bei einigen Granulierprozessen nimmt die Erhöhung der Schüttdichte, die mit einer üblichen Nachgranuli erb ehandlung erreicht wird, mit Zunahme der Zeitspanne zwischen den Stufen ab.

Die bei dem Wachgramilierungsverfahren gemäß der Erfindung angewandte Vorrichtung umfaßt vorzugsweise eine senkrecht an-, geordnete, glatte Seitenwand, z. B. einen Zylinder, innerhalb dessen ein drehbarer, gerauhter, vorzugsweise waagerechter Tisch angeordnet ist. Der Tisch ist um die Mittelachse der Seitenwände drehbar, so daß eine Relativbewegung zwischen dem Tisch und der Seitenwand auftritt. Das Ausmaß des.Aufrauhens des Tisches wird für ein bestimmtes Verfahren ausgewählt, und der Tisch wird von den Seitenwänden geringfügig getrennt angeordnet, wobei das Aufrauhen von der Herstellung herrühren kann. Eine Vorrichtung dieser Art wird von Fuji Paudal KK (früher Fuji Denki Kogyo KK), Japan unter der Warenbezeichnung "Marumerizer" hergestellt. Diese Vorrichtung ist in der deutschen Patentschrift 1 294 351 und in der US-Patentschrift 3 277 520 (reissued 27214) wie auch in der bekanntgemachten japanischen Patentanmeldung 8684/1967 beschrieben.

Der Reinigungsmittelansatz, auf welchen das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird, enthält einen reinigungsmittelaktiven Stoff. Dieser aktive Stoff oder ein Gemisch solcher aktiver Stoffe besteht aus der bekannten Gruppe von anionischen, kationischen, nicht-ionischen, amphoteren und zwitterionischen, aktiven Stoffen. Beispiele von handelsüblichen, bekannten, aktiven Stoffen sind Alkarylsulfonate, z. B. Dodecylbenzolsulfonat, C^₀-C₂₀-Alkylsulfate, sulfonierte Olefine (

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äthoxylierte (5-&0 "bis 9-&O) Alkohole (^σ/ΐη_Ί8^' ^woiDe:'- letztere verzweigt- oder geradkettig sein können, Salze von langkettigen Fettsäuren (C-iq-Coa)· Die üblichen Salze sind die Natriumsalze, jedoch sind auch Kaliumsalze, Ammoniumsalze und andere wasserlösliche Salze verwendbar. Beispiele der aktiven Stoffe sind in "Surface Active Agents and Detergents", Band II (1958) von Schwartz, Perry und Berch aufgeführt.

Ebenfalls können Builder bzw. Gerüststoffe für die Reinigungskraft vorhanden sein, wobei Beispiele sind: Ausfällungsbuilder, die unlösliche Calciumsalze bilden, z. B. Natriumorthophosphat, Carbonate und Natriumalkyl- und -alkenylsuccinate, sulfonierte Fettsäuresalze und Malonate und ebenfalls Sequestrierbuilder, die entweder organische oder anorganische Stoffe sein können, z. B. Natriumhydrofurantetracarboxylat, Natriumpyrophosphat, Natriumnitrilotriacetat, Natriumäthylendiamintetraacetat, Natriumzitrat, Hatriumtartrat, Natriummalat, Trinatriumcarboxymethyloxysuccinat, Natriumoxydiacetat, Natriumoxydisuccinat und ebenfalls Polyelektrolytbuilder, wie Natriumpolyacrylat und Copolyäthylenmaleat.

Alkalische Salze, z. B. Natriumsilikate, können ebenfalls vorliegen.

Bleichmittel, z. B. aktiven Sauerstoff freisetzende Verbindungen wie Perborate, Percarbonate, können vorhanden sein, vorzugsweise in einer Menge von etwa 5 bis etwa 30 %. Andere Zusatzstoffe, die normalerweise in relativ kleinen Mengen vorliegen, sind Mittel zur Verhinderung der Rückablagerung von Schmutz, Duftstoffe, optische Aufheller und Germizide.

Der Reinigungsmittelansatz enthält vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% eines als Reinigungsmittel aktiven Materials

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und ein Builderniaterial für das Reinigungsvermögen im gleichen Bereich. Die Menge an aktivem Stoff kann außerhalb dieser Grenzwerte für spezifische Ansätze "bzw. Formulierungen liegen, d. h. von etwa 2 "bis etwa 40 Gew.-%. Die Menge an Builder bzw. Gerüststoff für das Reinigungsvermögen kann ebenfalls außerhalb dieses bevorzugten Bereiches liegen, d. h. von etwa 5 bis etwa 60 Gew.-%. Die größeren Mengen an Builder bzw. Gerüststoff werden bei Ansätzen angewandt, die für relativ geringe Konzentrationen beim Gebrauch vorgesehen sind, z. B. zum Vaschen von Textilien.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt besitzt visuelle Ähnlichkeit zu dem Produkt, das nach bekannten Arbeitsweisen erhalten wurde, z. B. durch Sprühtrocknen. Daher wird das Produkt vom Verbraucher in einem handelsüblichen Produkt ohne weiteres angenommen.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Ein Pfannengranulator mit einem Durchmesser von 500 mm und einer Tiefe von 250 mm wurde für die Granulier stuf e verwendet. Er wurde mit einem Winkel von 30° zur Waagerechten bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 22 Upm betrieben. Der unten angegebene Ansatz wurde in Pulverform gemischt, und eine 5-kg-Charge wurde in der Pfanne durch Aufsprühen von Wasser hierauf als Bindemittel granuliert.

Bestandteil

Natriumdodecylbenzolsulfonat ' 15 j6

Kokosnußäthanolamid 2,2

Natriumtripolypho sphat 35»6

alkalisches Silikat 6,7

Natriumsulfat 18,4

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Bestandteil Menge_£§ew. -!

Natriumperborat 21,1

Zusatzstoffen in kleineren Mengen 0,4

Das Produkt besaß eine Schüttdichte von 0,56 g/ccm. Ein Kilogramm des Produktes wurde unmittelbar nach der Herstellung in die Vorrichtung zum Nachgranulieren (Marumerizer) mit einem Durchmesser von 230 mm eingefüllt. Das Produkt wurde dem Nachgranulierverfahren unterworfen, wobei die Vorrichtung mit 1160 Upm rotieren gelassen wurde. Nach 5 Minuten hatte sich die Schüttdichte auf einen Wert von 0,91 g/ccm erhöht. Die Prüfung des Produktes zu zwischenliegenden Zeiten zeigte, daß die Dichte nach 0,5 Minuten einen Wert von 0,69, nach 1 Minute einen Wert von 0,71 und nach 3 Minuten einen Wert von 0,82 hatte.

Beispiel 2

Das Beispiel 1 wurde mit dem folgenden Ansatz wiederholt:

Bestandteil _ Menge (Gew^-%)

Natriumdodecylbenzölsulfonat 8,3

Natriumstearat . · 4,7

nicht-ionisches, grenzflächenaktives

Mittel 2,6

Natriumtrip ο lypho sphat 4-2,0

alkalisches Silikat 6,8

Natriumsulfat 7,4

Natriumperborat ' 27,3

Zusatzstoffe in kleineren Mengen 0,9

Für diesen Ansatz bestand der für die Granulierung verwendete Binder aus Wasser, das die geeignete Menge des zuvor
angegebenen, nicht-ionischen,aktiven Stoffes enthielt. Die

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Granalien besaßen anfänglich, eine Schüttdichte von 0,56 g/ccm, und nach, einer Behandlung für 4 Minuten in der zuvor beschriebenen und im Beispiel 1 angewandten Vorrichtung (Marumerizer) wurde eine Schüttdichte (Grenzwert) von 0,87 g/ccm erreicht.

Beispiel 5 '

Dieses Beispiel beschreibt die Nachgranulierungsbehandlung eines sprühgetrockneten Produktes. Der folgende Ansatz wurde in Wasser bis zu einem Feststoff gehalt von 55 % aufgeschlämmt und einem normalen Sprühtrocknungsvorgang unterzogen.

Bestandteil \ · Menge_(.Gew_rz%2

Hatriumdodecylbenzolsulfonat 9>1

Hatriumstearat 12,5 nicht-ionisches Aktivmaterial . .6,0

Natriumtripolyphosphat 50,0

alkalisches Silikat 6,8

Natriumsulfat 14,8

Zusatzstoffe in kleineren Mengen 0,8

Das sprühgetrocknete Produkt besaß eine anfängliche Schüttdichte von 0,34 g/ccm, und nach einer Verzögerung von 10 Minuten wurde es einer 10-minütigen Nachgranulierbehandlung in der im Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung (Marumerizer) unterzogen, wobei es eine Schüttdichte (Grenzwert) von 0,52 g/ccm erreichte.

Beispiel 4

Es wurde ein Ansatz mit den im folgenden aufgeführten Bestandteilen der Granulierung in der zuvor beschriebenen Vibrationsschüsselvorrichtung unterworfen.

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Natriumdodeesdbenzolsulfonat 21,5

Natriumtripölyphoephat 34,4

alkalisches Silikat * 6,5

Natriumsulfat 14,0

Natriumperborat 21,4

ICoko snußäthanolamid 2,2

Vier Kilogramm des Ansatzes in Pulverform wurden in die Vorrichtung eingefüllt und durch Aufsprühen von Wasser als Bindemittel in einer Menge von 600 g während einer Zeitspanne von 10 Minuten granuliert. Das Granulierungsprodukt wurde entleert, und das Material mit Übergröße (größer als 1 mm) wurde ausgesiebt. Das gesiebte Produkt besaß eine Schüttdichte von 0,64 g/ccm, und 1 kg des Produktes wurde in die in Beispiel 1 beschriebene Nachgranulierungsvorrichtung mit 230 mm Durchmesser (Marumerizer) eingefüllt und 5 Minuten bei 1160 Upm behandelt. Die Zeitspanne zwischen der Entleerung und dem Beginn der Nachgranulierbehandlung betrug 5 Minuten. Die Schüttdichte erhöhte sich auf 0,73 g/ccm.

Beispiel $

Dieses Beispiel zeigt die Verminderung der Erhöhung der Schüttdichte bei zunehmender Zeitspanne zwischen den beiden Stufen des Verfahrens. Das Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch unterschiedliche Zeitintervalle zwischen der Granulierung und der Nachgranulierung verstreichen gelassen wurden. Die Ergebnisse sind in der folgenden !Tabelle I zusammengestellt. Die Schüttdichte betrug unmittelbar nach der Granulierung 0,64 g/ccm.

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Tabelle I

Zeitspanne zwischen	Schüttdichte (g/ccm) nach
den Stufen (Minuten)	der Nachgranulierung
O	0,90
30 ·	0,89
50	0,83
60	0,75
120	0,67
240	0,65

Der folgende Ansatz wurde in einem Pfannengranulator granuliert und dann dem Verfahren zur Erhöhung der Schüttdichte unterzogen.

Dodecylbenzolsulfonsäure ' 1,48 kg

Natriumtripolyphosphat 3,20 kg

alkalisches Natriumsilikatpulver 0,60 kg

Natriumsulfat 1,50 kg

Natriumperborat 1,90 kg

Natriumcarbonat (in der Hammermühle

gemahlen) - 0,25 kg

Wasser 1,00 kg

Die Bestandteile mit Ausnahme der Sulfonsäure und des Wassers, wurden in einen Pfannengranulator mit 500 mm Durchmesser, der mit 30° gegenüber der Waagerechten geneigt war und mit 22 Upm rotierte, eingefüllt.Die Säure wurde bei 60 ⁰C mittels Luft von 100 ⁰C und einem Druck von 1,4 kg/cm zur Atomisierung auf-

K gesprüht. Das Wasser wurde gleichzeitig aufgesprüht. Das Gemisch wurde behandelt, bis das Produkt bei seiner Entleerung granuliert war und es wurde der Nachgranulierverdichtung in der in Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung (230 nmr Durchmesser, Marumerizer), die

„ sich mit 1160 üpm drehte, während 5 Minuten unterworfen. Die •Schüttdichte beim Entleeren aus dem Pfannengranulator betrug

* 0,53 g/ccm, und nach der Verdichtung betrug sie 0,78 g/ccm.

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Beispiel 7

Das Beispiel 6 wurde mit folgendem Ansatz

Dodecylbenzolsulfonsäure gehärtete Talgfettsäuren Talgalkohol, äthoxyliert mit durchschnittlich. 18 Mol Äthylenoxid (nicht-ionischer Bestandteil) Natriumtripolypho sphat alkalisches Natriumsilikat Natriumsulfat
Natriumperborat

Natriumcarbonat (in der Hammermühle gemahlen)

Wasser

wiederholt:
0,64 kg
0,74 kg

0,40 kg 3,30 kg 0,42 kg 1,00 kg 2,50 kg

0,25 kg 1,00 kg

Die Sulfonsäure wurde in Mischung mit der Fettsäure und dem nicht-ionischen Aktivbestandteil unter Verwendung von Luft bei 1,4 kg/cm und 150 ⁰C atomisiert. Proben wurden einer Verdichtung (1160 Upm, 5 Minuten) nach bestimmten Zeitspannen unterzogen, wobei die Schüttdichte zuerst mit der Verzögerung zunahm und dann abnahm. Dies zeigt den Einfluß, welche die Zeitspanne zwischen den aufeinanderfolgenden Behandlungen auf die Endschüttdichte hat.

Schüttdichte nach der Pfannengranulierung 0,51 g/ccm

nach sofort durchgeführter Verdichtung 0,80 g/ccm

mit einer Verzögerung von 0,5 h 0,82 g/ccm

mit einer Verzögerung von 1h 0,86 g/ccm

mit einer Verzögerung von 2h 0,83 g/ccm

mit einer Verzögerung von 5h 0,85 g/ccm

mit einer Verzögerung von 7>5 h 0,87 g/ccm

mit einer Verzögerung von 17 h 0,75 g/ccm

mit einer Verzögerung von 24 h 0,74 g/ccm

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Reinigungsmittelzusammensetzung in Granulatform, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung nach einem Nicht-Extrusionsverfahren zu Granulen geformt wird und dann einer Verarbeitung in Form eines im wesentlichen waagerechten, kreisringförmigen, rotierenden Bettes in einer Nachgranuliervorrichtung, welche einen im wesentlichen waagerechten, aufgerauhten, drehbaren Tisch umfaßt, der innerhalb und im Unterteil eines im wesentlichen senkrechten, glattwandigen Zylinders angeordnet ist, für eine ausreichende Zeitspanne zur Erhöhung der Schüttdichte der granulatförmigen Zusammensetzung unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit wenigstens etwa 0,5 Minuten beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit wenigstens etwa 3 Minuten beträgt.

4-. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Schüttdichte wenigstens etwa 0,1 g/ccm beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulen durch Sprühtrocknen einer Aufschlämmung der Zusammensetzung hergestellt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulen durch Agglomerieren eines Gemisches der Pulverbestandteile der Zusammensetzung hergestellt werden.

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7- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung einen reinigungsmittelaktiven Stoff in einer Menge von etwa 2 bis etwa 40 Gew.-%, und insbesondere von etwa 5 bis etwa 30 Gew.-%, enthält. .

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung einen Builder bzw. Gerüststoff für das Eeinigurgsvermögen in einer Menge von etwa 5 "bis etwa 60 Gew.-%, und insbesondere von etwa 5 bis etwa 30 Gew.-%, enthält.

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